სინქროფაზოტრონი გამოიყენება. სინქროფაზოტრონი: რა არის ეს, მოქმედების პრინციპი და აღწერა

მთელმა მსოფლიომ იცის, რომ 1957 წელს სსრკ-მ გაუშვა მსოფლიოში პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრი. თუმცა, ცოტამ თუ იცის, რომ იმავე წელს საბჭოთა კავშირმა დაიწყო სინქროფაზოტრონის ტესტირება, რომელიც არის თანამედროვე დიდი ადრონული კოლაიდერის წინაპარი ჟენევაში. სტატიაში განვიხილავთ რა არის სინქროფაზოტრონი და როგორ მუშაობს იგი.

კითხვაზე, თუ რა არის სინქროფაზოტრონი, უნდა ითქვას, რომ ეს არის მაღალტექნოლოგიური და მეცნიერების ინტენსიური მოწყობილობა, რომელიც განკუთვნილი იყო მიკროკოსმოსის შესასწავლად. კერძოდ, სინქროფაზოტრონის იდეა ასეთი იყო: ელექტრომაგნიტების მიერ შექმნილი მძლავრი მაგნიტური ველების დახმარებით აუცილებელი იყო ელემენტარული ნაწილაკების (პროტონების) სხივის აჩქარება მაღალ სიჩქარეებამდე და შემდეგ ამ სხივის სამიზნეზე გადატანა. დასვენების დროს. ასეთი შეჯახების შედეგად პროტონებს მოუწევთ "დაშლა" ნაწილებად. სამიზნიდან არც თუ ისე შორს არის სპეციალური დეტექტორი - ბუშტუკოვანი კამერა. ეს დეტექტორი შესაძლებელს ხდის პროტონული ნაწილების მიერ დატოვებული ბილიკების მიყოლას მათი ბუნებისა და თვისებების გამოსაკვლევად.

რატომ გახდა საჭირო სსრკ სინქროფაზოტრონის აგება? ამ სამეცნიერო ექსპერიმენტში, რომელიც კლასიფიცირებული იყო, როგორც „საიდუმლო“, საბჭოთა მეცნიერები ცდილობდნენ ეპოვათ გამდიდრებულ ურანზე უფრო იაფი და ეფექტური ენერგიის ახალი წყარო. ასევე განხორციელდა ბირთვული ურთიერთქმედების ბუნებისა და სუბატომური ნაწილაკების სამყაროს ღრმა შესწავლის წმინდა მეცნიერული მიზნები.

სინქროფაზოტრონის მოქმედების პრინციპი

იმ ამოცანების ზემოაღნიშნული აღწერა, რომელთა წინაშეც სინქროფაზოტრონი დგას, შეიძლება ბევრისთვის პრაქტიკაში მათი განხორციელებისთვის არც თუ ისე რთული ჩანდეს, მაგრამ ეს ასე არ არის. მიუხედავად კითხვის სიმარტივისა, რა არის სინქროფაზოტრონი, პროტონების საჭირო უზარმაზარ სიჩქარეებამდე აჩქარებისთვის საჭიროა ასობით მილიარდი ვოლტის ელექტრული ძაბვები. ასეთი დაძაბულობა ახლაც კი შეუძლებელია. ამიტომ გადაწყდა პროტონებში ამოტუმბული ენერგიის დროულად განაწილება.

სინქროფაზოტრონის მოქმედების პრინციპი ასეთი იყო: პროტონის სხივი იწყებს თავის მოძრაობას რგოლოვანი გვირაბის გასწვრივ, ამ გვირაბის ზოგიერთ ადგილას არის კონდენსატორები, რომლებიც ქმნიან დენის ტალღას იმ მომენტში, როდესაც მათში პროტონის სხივი დაფრინავს. ამრიგად, თითოეულ შემობრუნებაზე არის პროტონების მცირე აჩქარება. მას შემდეგ, რაც ნაწილაკების სხივმა სინქროფაზოტრონის გვირაბში რამდენიმე მილიონი ბრუნი მოახდინა, პროტონები მიაღწევენ სასურველ სიჩქარეს და მიემართებიან სამიზნისკენ.

უნდა აღინიშნოს, რომ პროტონების აჩქარების დროს გამოყენებული ელექტრომაგნიტები ასრულებდნენ სახელმძღვანელოს, ანუ განსაზღვრავდნენ სხივის ტრაექტორიას, მაგრამ არ მონაწილეობდნენ მის აჩქარებაში.

პრობლემები, რომლებსაც აწყდებიან მეცნიერები ექსპერიმენტების ჩატარებისას

იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ, რა არის სინქროფაზოტრონი და რატომ არის მისი შექმნა ძალიან რთული და მეცნიერულად ინტენსიური პროცესი, უნდა გავითვალისწინოთ ის პრობლემები, რომლებიც წარმოიქმნება მისი მუშაობის დროს.

პირველ რიგში, რაც უფრო დიდია პროტონის სხივის სიჩქარე, მით უფრო დიდია მასა აინშტაინის ცნობილი კანონის მიხედვით. სინათლესთან ახლოს სიჩქარით ნაწილაკების მასა იმდენად დიდი ხდება, რომ სასურველ ტრაექტორიაზე შესანარჩუნებლად აუცილებელია ძლიერი ელექტრომაგნიტების არსებობა. რაც უფრო დიდია სინქროფაზოტრონის ზომა, მით უფრო დიდი მაგნიტები შეიძლება განთავსდეს.

მეორეც, სინქროფაზოტრონის შექმნა ასევე გართულდა პროტონის სხივის ენერგიის დანაკარგებით მათი წრიული აჩქარების დროს და რაც უფრო დიდია სხივის სიჩქარე, მით უფრო მნიშვნელოვანი ხდება ეს დანაკარგები. გამოდის, რომ სხივის საჭირო გიგანტურ სიჩქარეებამდე აჩქარებისთვის აუცილებელია უზარმაზარი ძალების არსებობა.

რა შედეგები იქნა მიღებული?

ეჭვგარეშეა, საბჭოთა სინქროფაზოტრონის ექსპერიმენტებმა უდიდესი წვლილი შეიტანა ტექნოლოგიის თანამედროვე დარგების განვითარებაში. ასე რომ, ამ ექსპერიმენტების წყალობით, საბჭოთა მეცნიერებმა შეძლეს გაეუმჯობესებინათ გამოყენებული ურანი-238-ის დამუშავების პროცესი და მიიღეს საინტერესო მონაცემები სხვადასხვა ატომის აჩქარებული იონების მიზანთან შეჯახებით.

სინქროფაზოტრონის ექსპერიმენტების შედეგები დღემდე გამოიყენება ატომური ელექტროსადგურების, კოსმოსური რაკეტების და რობოტების მშენებლობაში. საბჭოთა სამეცნიერო აზროვნების მიღწევები გამოყენებული იქნა ჩვენი დროის უძლიერესი სინქროფაზოტრონის, რომელიც არის დიდი ადრონული კოლაიდერის მშენებლობაში. თავად საბჭოთა ამაჩქარებელი ემსახურება რუსეთის ფედერაციის მეცნიერებას, იმყოფება FIAN ინსტიტუტში (მოსკოვი), სადაც გამოიყენება იონის ამაჩქარებლად.

რა არის სინქროფაზოტრონი: მოქმედების პრინციპი და მიღებული შედეგები - ყველაფერი საიტზე მოგზაურობის შესახებ

+ ფაზა + ელექტრონი) არის რეზონანსული ციკლური ამაჩქარებელი, რომლის წონასწორობის ორბიტის სიგრძე უცვლელია აჩქარების დროს. იმისათვის, რომ ნაწილაკები დარჩნენ იმავე ორბიტაზე აჩქარების დროს, იცვლება როგორც წამყვანი მაგნიტური ველი, ასევე აჩქარებული ელექტრული ველის სიხშირე. ეს უკანასკნელი აუცილებელია იმისთვის, რომ სხივი მივიდეს ამაჩქარებელ მონაკვეთში ყოველთვის მაღალი სიხშირის ელექტრული ველის ფაზაში. იმ შემთხვევაში, თუ ნაწილაკები ულტრარელატივისტურია, რევოლუციის სიხშირე, ორბიტის ფიქსირებული სიგრძით, არ იცვლება ენერგიის მატებასთან ერთად და RF გენერატორის სიხშირე ასევე უნდა დარჩეს მუდმივი. ასეთ ამაჩქარებელს უკვე სინქროტრონი ეწოდება.

კულტურაში

სწორედ ამ მოწყობილობამ "მუშაობდა სამსახურში" პირველკლასელმა ალა პუგაჩოვას ცნობილ სიმღერაში "პირველკლასელის სიმღერა". სინქროფაზოტრონი ასევე ნახსენებია გაიდაის კომედიაში „ოპერაცია Y და შურიკის სხვა თავგადასავლები“. ეს მოწყობილობა ასევე ნაჩვენებია როგორც აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის გამოყენების მაგალითი საგანმანათლებლო მოკლემეტრაჟიან ფილმში "რა არის ფარდობითობის თეორია?". დაბალი ინტელექტის იუმორისტულ გადაცემებში ფართო საზოგადოებისთვის ის ხშირად მოქმედებს როგორც „გაუგებარი“ სამეცნიერო მოწყობილობა ან მაღალი ტექნოლოგიების მაგალითი.

გაერთიანებული სამეფოს პარლამენტარებს სულ რაღაც 15 წუთი დასჭირდათ, რათა გადაეწყვიტათ 1 მილიარდი ფუნტის ოდენობის სახელმწიფო ინვესტიცია სინქროფაზოტრონის მშენებლობაში. ამის შემდეგ - ერთი საათის განმავლობაში ენერგიულად განიხილავდნენ ყავის ღირებულებას, არც მეტი არც ნაკლები, საპარლამენტო ბუფეტში. და მაინც გადავწყვიტეთ: ფასი 15%-ით შევამცირეთ.

როგორც ჩანს, ამოცანები საერთოდ არ არის შედარებული სირთულით და ლოგიკის მიხედვით, ყველაფერი ზუსტად პირიქით უნდა მომხდარიყო. ერთი საათი მეცნიერებისთვის, 15 წუთი ყავისთვის. Მაგრამ არა! როგორც მოგვიანებით გაირკვა, პატივცემულმა პოლიტიკოსთა უმეტესობამ დაუყონებლივ გამოთქვა თავისი შინაგანი "for", აბსოლუტურად წარმოდგენა არ ჰქონდა რა არის "სინქროფაზოტრონი".

მოდით, ძვირფასო მკითხველო, თქვენთან ერთად შეავსოთ ცოდნის ეს ხარვეზი და ნუ დავემსგავსებით ზოგიერთი ამხანაგის მეცნიერულ შორსმჭვრეტელობას.

რა არის სინქროფაზოტრონი?

სინქროფაზოტრონი - ელექტრონული ინსტალაცია სამეცნიერო კვლევისთვის - ელემენტარული ნაწილაკების (ნეიტრონები, პროტონები, ელექტრონები და სხვ.) ციკლური ამაჩქარებელი. მას აქვს უზარმაზარი ბეჭდის ფორმა, რომელიც იწონის 36 ათას ტონას. მისი სუპერ ძლიერი მაგნიტები და ამაჩქარებელი მილები მიკროსკოპულ ნაწილაკებს კოლოსალური მიმართულების ენერგიით ავსებს. ფაზოტრონის რეზონატორის სიღრმეში, 14,5 მეტრის სიღრმეზე, ფიზიკურ დონეზე მართლაც ფანტასტიკური გარდაქმნები ხდება: მაგალითად, პაწაწინა პროტონი იღებს 20 მილიონ ელექტრონ ვოლტს, ხოლო მძიმე იონი - 5 მილიონი ევ. და ეს ყველა შესაძლებლობის მხოლოდ მცირე ნაწილია!

კერძოდ, ციკლური ამაჩქარებლის უნიკალური თვისებების წყალობით, მეცნიერებმა შეძლეს სამყაროს ყველაზე საიდუმლო საიდუმლოებების შესწავლა: უმნიშვნელოდ პატარა ნაწილაკების სტრუქტურისა და მათ გარსებში მიმდინარე ფიზიკოქიმიური პროცესების შესწავლა; დააკვირდით შერწყმის რეაქციას საკუთარი თვალით; აღმოაჩინონ აქამდე უცნობი მიკროსკოპული ობიექტების ბუნება.

ფაზოტრონი აღნიშნავდა სამეცნიერო კვლევის ახალ ეპოქას - კვლევის ტერიტორიას, სადაც მიკროსკოპი უძლური იყო, რაზეც სამეცნიერო ფანტასტიკის ნოვატორებიც კი დიდი სიფრთხილით ლაპარაკობდნენ (მათი შორსმჭვრეტელი შემოქმედებითი ფრენა ვერ იწინასწარმეტყველა გაკეთებული აღმოჩენები!).

სინქროფაზოტრონის ისტორია

თავდაპირველად, ამაჩქარებლები ხაზოვანი იყო, ანუ მათ არ გააჩნდათ ციკლური სტრუქტურა. მაგრამ მალე ფიზიკოსებს მათი მიტოვება მოუწიათ. გაიზარდა მოთხოვნები ენერგეტიკულ ღირებულებებზე - მეტი იყო საჭირო. მაგრამ ხაზოვანი კონსტრუქცია ვერ გაუმკლავდა: თეორიულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ამ მნიშვნელობებისთვის ის წარმოუდგენელი სიგრძის უნდა იყოს.

• 1929 წელს ამერიკელი ე. ლოურენსი ცდილობს ამ პრობლემის გადაჭრას და იგონებს ციკლოტრონს, თანამედროვე ფაზოტრონის პროტოტიპს. ტესტები კარგად მიდის. ათი წლის შემდეგ, 1939 წ. ლოურენსს მიენიჭა ნობელის პრემია.
• 1938 წელს სსრკ-ში ნიჭიერმა ფიზიკოსმა V.I. Veksler-მა აქტიურად დაიწყო ამაჩქარებლების შექმნისა და გაუმჯობესების საკითხი. 1944 წლის თებერვალში მას უჩნდება რევოლუციური იდეა, თუ როგორ უნდა გადალახოს ენერგეტიკული ბარიერი. ვექსლერი თავის მეთოდს „ავტოფაზირებას“ უწოდებს. ზუსტად ერთი წლის შემდეგ იგივე ტექნოლოგიას სრულიად დამოუკიდებლად აღმოაჩენს ამერიკელი მეცნიერი ე. მაკმილანი.
• 1949 წელს საბჭოთა კავშირში ვ.ი. ვექსლერი და ს.ი. ვავილოვი, ფართომასშტაბიანი სამეცნიერო პროექტი ვითარდება - 10 მილიარდი ელექტრონვოლტის სიმძლავრის სინქროფაზოტრონის შექმნა. 8 წლის განმავლობაში, უკრაინის ქალაქ დუბნოში ბირთვული კვლევების ინსტიტუტის ბაზაზე, თეორიული ფიზიკოსების, დიზაინერებისა და ინჟინრების ჯგუფი მონდომებით მუშაობდა ინსტალაციაზე. ამიტომ მას ასევე უწოდებენ დუბნინსკის სინქროფაზოტრონს.

სინქროფაზოტრონი ექსპლუატაციაში შევიდა 1957 წლის მარტში, დედამიწის პირველი ხელოვნური თანამგზავრის კოსმოსში გაფრენამდე ექვსი თვით ადრე.

რა კვლევა ტარდება სინქროფაზოტრონზე?

ვექსლერის რეზონანსულმა ციკლურმა ამაჩქარებელმა წარმოშვა გამორჩეული აღმოჩენების გალაქტიკა ფუნდამენტური ფიზიკის მრავალ ასპექტში და, კერძოდ, აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის ზოგიერთ საკამათო და ნაკლებად შესწავლილ პრობლემაში:

• ბირთვების კვარკული სტრუქტურის ქცევა ურთიერთქმედების პროცესში;
• ბირთვების შემცველი რეაქციების შედეგად კუმულაციური ნაწილაკების წარმოქმნა;
• აჩქარებული დეიტრონების თვისებების შესწავლა;
• მძიმე იონების ურთიერთქმედება სამიზნეებთან (მიკროწრეების წინააღმდეგობის შემოწმება);
• ურანი-238-ის განადგურება.

ამ სფეროებში მიღებული შედეგები წარმატებით გამოიყენება კოსმოსური ხომალდების მშენებლობაში, ატომური ელექტროსადგურების დიზაინში, რობოტიკისა და ექსტრემალურ პირობებში მუშაობისთვის აღჭურვილობის შემუშავებაში. მაგრამ ყველაზე გასაოცარი ის არის, რომ სინქროფაზოტრონიზე ჩატარებული კვლევების სერია მეცნიერებს უფრო და უფრო უახლოვდება სამყაროს წარმოშობის დიდი საიდუმლოს ამოხსნას.

აქ არის ნაცნობი სიტყვა "სინქროფაზოტრონი"! გამახსენე როგორ მოხვდა საბჭოთა კავშირში უბრალო ერისკაცის ყურში? იყო რაღაც ფილმი ან პოპულარული სიმღერა, რაღაც, ზუსტად მახსოვს! თუ უბრალოდ გამოუთქმელი სიტყვის ანალოგი იყო?

ახლა კი მაინც გავიხსენოთ რა არის და როგორ შეიქმნა...

1957 წელს საბჭოთა კავშირმა მოახდინა რევოლუციური სამეცნიერო გარღვევა ერთდროულად ორი მიმართულებით: ოქტომბერში გაუშვა პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრი და რამდენიმე თვით ადრე, მარტში, დაიწყო ლეგენდარული სინქროფაზოტრონი, გიგანტური ინსტალაცია მიკროსამყაროს შესასწავლად. დუბნაში მოღვაწეობს. ამ ორმა მოვლენამ შოკში ჩააგდო მთელი მსოფლიო და სიტყვა „სატელიტი“ და „სინქროფაზოტრონი“ მტკიცედ შემოვიდა ჩვენს ცხოვრებაში.

სინქროფაზოტრონი არის დამუხტული ნაწილაკების ამაჩქარებლების ერთ-ერთი სახეობა. მათში შემავალი ნაწილაკები აჩქარებულია მაღალ სიჩქარეებამდე და, შესაბამისად, მაღალ ენერგიებამდე. სხვა ატომურ ნაწილაკებთან მათი შეჯახების შედეგად ფასდება მატერიის სტრუქტურა და თვისებები. შეჯახების ალბათობა განისაზღვრება აჩქარებული ნაწილაკების სხივის ინტენსივობით, ანუ მასში არსებული ნაწილაკების რაოდენობით, ამიტომ ინტენსივობა, ენერგიასთან ერთად, ამაჩქარებლის მნიშვნელოვანი პარამეტრია.

ამაჩქარებლები უზარმაზარ ზომებს აღწევენ და შემთხვევითი არ არის, რომ მწერალმა ვლადიმერ ქარცევმა მათ ბირთვული ხანის პირამიდები უწოდა, რომლითაც შთამომავლები შეაფასებენ ჩვენი ტექნოლოგიის დონეს.

ამაჩქარებლების აშენებამდე კოსმოსური სხივები იყო მაღალი ენერგიის ნაწილაკების ერთადერთი წყარო. ძირითადად, ეს არის პროტონები რამდენიმე GeV რიგის ენერგიით, რომელიც თავისუფლად მოდის კოსმოსიდან და მეორადი ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროსთან ურთიერთობისას. მაგრამ კოსმოსური სხივების ნაკადი ქაოტურია და აქვს დაბალი ინტენსივობა, ამიტომ დროთა განმავლობაში დაიწყო სპეციალური საშუალებების შექმნა ლაბორატორიული კვლევისთვის - ამაჩქარებლები კონტროლირებადი ნაწილაკების სხივებით მაღალი ენერგიისა და უფრო დიდი ინტენსივობით.

ყველა ამაჩქარებლის მოქმედება ემყარება ცნობილ ფაქტს: დამუხტული ნაწილაკი აჩქარებულია ელექტრული ველით. თუმცა, შეუძლებელია ძალიან მაღალი ენერგიის ნაწილაკების მიღება ორ ელექტროდს შორის მხოლოდ ერთხელ აჩქარებით, რადგან ეს მოითხოვს მათზე უზარმაზარი ძაბვის გამოყენებას, რაც ტექნიკურად შეუძლებელია. ამიტომ, მაღალი ენერგიის ნაწილაკები მიიღება ელექტროდებს შორის მათი განმეორებით გადაყვანით.

ამაჩქარებლებს, რომლებშიც ნაწილაკი გადის თანმიმდევრული აჩქარებული ხარვეზებით, წრფივი ეწოდება. ამაჩქარებლების განვითარება მათთან ერთად დაიწყო, მაგრამ ნაწილაკების ენერგიის გაზრდის მოთხოვნამ განაპირობა დამონტაჟების თითქმის არარეალურად დიდი სიგრძე.

1929 წელს ამერიკელმა მეცნიერმა ე. ლოურენსმა შემოგვთავაზა ამაჩქარებლის დიზაინი, რომელშიც ნაწილაკი მოძრაობს სპირალურად, რამდენჯერმე გაივლის იმავე უფსკრული ორ ელექტროდს შორის. ნაწილაკების ტრაექტორია მოხრილი და გრეხილია ერთიანი მაგნიტური ველით, რომელიც მიმართულია ორბიტის სიბრტყეზე პერპენდიკულარულად. ამაჩქარებელს ეწოდა ციკლოტრონი. 1930-1931 წლებში ლოურენსმა და მისმა თანამშრომლებმა ააშენეს პირველი ციკლოტრონი კალიფორნიის უნივერსიტეტში (აშშ). ამ გამოგონებისთვის მას 1939 წელს მიენიჭა ნობელის პრემია.

ციკლოტრონში დიდი ელექტრომაგნიტი ქმნის ერთგვაროვან მაგნიტურ ველს, ხოლო ელექტრული ველი წარმოიქმნება ორ ღრუ D- ფორმის ელექტროდს შორის (აქედან გამომდინარე, მათი სახელწოდება - "dees"). ელექტროდებზე გამოიყენება ალტერნატიული ძაბვა, რომელიც ცვლის პოლარობას ყოველ ჯერზე, როცა ნაწილაკი ნახევრად ბრუნავს. ამის გამო ელექტრული ველი ყოველთვის აჩქარებს ნაწილაკებს. ეს იდეა ვერ განხორციელდებოდა, თუ სხვადასხვა ენერგიის მქონე ნაწილაკებს რევოლუციის სხვადასხვა პერიოდი ჰქონოდათ. მაგრამ, საბედნიეროდ, მიუხედავად იმისა, რომ სიჩქარე იზრდება ენერგიის მატებასთან ერთად, რევოლუციის პერიოდი რჩება მუდმივი, რადგან ტრაექტორიის დიამეტრი იზრდება იმავე თანაფარდობით. სწორედ ციკლოტრონის ეს თვისება იძლევა ელექტრული ველის მუდმივი სიხშირის გამოყენებას აჩქარებისთვის.

მალევე დაიწყეს ციკლოტრონების შექმნა სხვა კვლევით ლაბორატორიებში.

სინქროფაზოტრონის შენობა 1950-იან წლებში

საბჭოთა კავშირში სერიოზული ამაჩქარებელი ბაზის შექმნის აუცილებლობა მთავრობის დონეზე გამოცხადდა 1938 წლის მარტში. ლენინგრადის ფიზიკისა და ტექნოლოგიების ინსტიტუტის (LFTI) მკვლევართა ჯგუფი, რომელსაც ხელმძღვანელობს აკადემიკოსი ა.ფ. იოფი მიუბრუნდა სსრკ სახალხო კომისართა საბჭოს თავმჯდომარეს ვ.მ. მოლოტოვი წერილით, რომლითაც შემოთავაზებულია ატომური ბირთვის სტრუქტურის სფეროში კვლევის ტექნიკური ბაზის შექმნა. ატომის ბირთვის სტრუქტურის საკითხები საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ერთ-ერთ ცენტრალურ პრობლემად იქცა და საბჭოთა კავშირი მათ გადაწყვეტაში ბევრად ჩამორჩა. ასე რომ, თუ ამერიკაში სულ მცირე ხუთი ციკლოტრონი იყო, მაშინ საბჭოთა კავშირში არც ერთი არ იყო (მეცნიერებათა აკადემიის რადიუმის ინსტიტუტის ერთადერთი ციკლოტრონი, რომელიც 1937 წელს დაიწყო, პრაქტიკულად არ მუშაობდა იმის გამო. დიზაინის დეფექტები). მოლოტოვისადმი მიმართვა მოიცავდა მოთხოვნას შექმნას პირობები 1939 წლის 1 იანვრამდე LPTI ციკლოტრონის მშენებლობის დასრულებისთვის. მის შექმნაზე მუშაობა, რომელიც 1937 წელს დაიწყო, შეჩერდა უწყებრივი შეუსაბამობისა და დაფინანსების შეწყვეტის გამო.

მართლაც, წერილის დაწერის დროს ქვეყნის სამთავრობო წრეებში აშკარა გაუგებრობა იყო ატომური ფიზიკის სფეროში კვლევების აქტუალურობის შესახებ. მ.გ.-ის მოგონებების მიხედვით. მეშჩერიაკოვმა, 1938 წელს, რადიუმის ინსტიტუტის ლიკვიდაციის საკითხიც კი გაჩნდა, რომელიც, ზოგიერთის აზრით, ურანისა და თორიუმის უსარგებლო კვლევებით იყო დაკავებული, მაშინ როცა ქვეყანა ცდილობდა გაზარდოს ქვანახშირის მოპოვება და ფოლადის დნობა.

მოლოტოვისადმი მიწერილმა წერილმა იმოქმედა და უკვე 1938 წლის ივნისში კომისია სსრკ მეცნიერებათა აკადემიიდან, რომელსაც ხელმძღვანელობდა პ.ლ. კაპიცამ მთავრობის თხოვნით მისცა დასკვნა აჩქარებული ნაწილაკების ტიპის მიხედვით 10–20 მევ LPTI ციკლოტრონის აგების და RIAN ციკლოტრონის გაუმჯობესების აუცილებლობის შესახებ.

1938 წლის ნოემბერში ს.ი. ვავილოვმა მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდიუმში მიმართვაში შესთავაზა მოსკოვში LFTI ციკლოტრონის აშენება და I.V.-ს ლაბორატორიის გადაცემა. კურჩატოვი, რომელიც მონაწილეობდა მის შექმნაში. სერგეი ივანოვიჩს სურდა, რომ ატომური ბირთვის კვლევის ცენტრალური ლაბორატორია განთავსდეს იმავე ადგილას, სადაც მეცნიერებათა აკადემია იყო განთავსებული, ანუ მოსკოვში. თუმცა, მას მხარი არ დაუჭირა LFTI-მ. დავა დასრულდა 1939 წლის ბოლოს, როდესაც ა.ფ. იოფემ შესთავაზა ერთდროულად სამი ციკლოტრონის შექმნა. 1940 წლის 30 ივლისს, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდიუმის სხდომაზე, გადაწყდა, რომ RIAN-ს დაევალებინა მიმდინარე ციკლოტრონი, FIAN, მოამზადოს საჭირო მასალები ახალი ძლიერი ციკლოტრონის ასაშენებლად 15 ოქტომბრამდე. და LFTI-მ დაასრულონ ციკლოტრონის მშენებლობა 1941 წლის პირველ კვარტალში.

ამ გადაწყვეტილებასთან დაკავშირებით, FIAN-ში შეიქმნა ე.წ. 1940 წლის 26 სექტემბერს ფიზიკა-მათემატიკური მეცნიერებების დეპარტამენტის (OPMS) ბიურომ მოისმინა ინფორმაცია ვ.ი. ვეკსლერმა ციკლოტრონის საპროექტო ამოცანის შესახებ, დაამტკიცა მისი ძირითადი მახასიათებლები და მშენებლობის შეფასება. ციკლოტრონი შექმნილია დეიტრონების 50 მევ-მდე ენერგიის დასაჩქარებლად. FIAN გეგმავდა მისი მშენებლობის დაწყებას 1941 წელს და ექსპლუატაციაში შესვლას 1943 წელს. დაგეგმილი გეგმები ომმა ჩაშალა.

ატომური ბომბის შექმნის გადაუდებელმა აუცილებლობამ აიძულა საბჭოთა კავშირი მობილიზებულიყო ძალისხმევა მიკროსამყაროს შესწავლაში. მოსკოვის No2 ლაბორატორიაში ერთმანეთის მიყოლებით აშენდა ორი ციკლოტრონი (1944, 1946); ლენინგრადში, ბლოკადის მოხსნის შემდეგ, აღადგინეს RIAN და LFTI ციკლოტრონები (1946 წ.).

მიუხედავად იმისა, რომ ფიანოვსკის ციკლოტრონის პროექტი ომამდე დამტკიცდა, ცხადი გახდა, რომ ლოურენსის დიზაინმა ამოწურა თავი, რადგან აჩქარებული პროტონების ენერგია არ შეიძლება აღემატებოდეს 20 მევ. სწორედ ამ ენერგიიდან იწყებს ზემოქმედებას ნაწილაკების მასის გაზრდის ეფექტი სინათლის სიჩქარის შესაბამისი სიჩქარით, რაც გამომდინარეობს აინშტაინის ფარდობითობის თეორიიდან.

მასის ზრდის გამო ირღვევა რეზონანსი ნაწილაკების ამაჩქარებელ უფსკრულით გავლასა და ელექტრული ველის შესაბამის ფაზას შორის, რაც იწვევს შენელებას.

უნდა აღინიშნოს, რომ ციკლოტრონი შექმნილია მხოლოდ მძიმე ნაწილაკების (პროტონების, იონების) დასაჩქარებლად. ეს იმის გამო ხდება, რომ ძალიან მცირე დასვენების მასის გამო ელექტრონი უკვე 1-3 მევ ენერგიით აღწევს სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებულ სიჩქარეს, რის შედეგადაც მისი მასა შესამჩნევად იზრდება და ნაწილაკი სწრაფად მიდის. რეზონანსიდან გამოსული.

პირველი ციკლური ელექტრონული ამაჩქარებელი იყო ბეტატრონი, რომელიც აშენდა კერსტმა 1940 წელს, ვიდეროეს იდეის საფუძველზე. ბეტატრონი ეფუძნება ფარადეის კანონს, რომლის მიხედვითაც დახურულ წრეში შემავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება, ამ წრეში წარმოიქმნება ელექტრომამოძრავებელი ძალა. ბეტატრონში დახურული წრე არის ნაწილაკების ნაკადი, რომელიც მოძრაობს რგოლოვანი ორბიტის გასწვრივ მუდმივი რადიუსის ვაკუუმურ კამერაში თანდათან მზარდ მაგნიტურ ველში. როდესაც ორბიტაში მაგნიტური ნაკადი იზრდება, წარმოიქმნება ელექტრომოძრავი ძალა, რომლის ტანგენციალური კომპონენტი აჩქარებს ელექტრონებს. ბეტატრონში, ციკლოტრონის მსგავსად, არსებობს ძალიან მაღალი ენერგიის ნაწილაკების გამომუშავების ზღვარი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ელექტროდინამიკის კანონების მიხედვით, წრიულ ორბიტებზე მოძრავი ელექტრონები ასხივებენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, რომლებიც ატარებენ დიდ ენერგიას რელატივისტური სიჩქარით. ამ დანაკარგების კომპენსაციისთვის საჭიროა მნიშვნელოვნად გაიზარდოს მაგნიტის ბირთვის ზომა, რომელსაც აქვს პრაქტიკული ზღვარი.

ამრიგად, 1940-იანი წლების დასაწყისისთვის ამოწურული იყო როგორც პროტონებისთვის, ასევე ელექტრონებისთვის უფრო მაღალი ენერგიების მიღების შესაძლებლობა. მიკროსამყაროს შემდგომი შესწავლისთვის საჭირო იყო აჩქარებული ნაწილაკების ენერგიის გაზრდა, ამიტომ აჩქარების ახალი მეთოდების პოვნის ამოცანა გამწვავდა.

1944 წლის თებერვალში ვ.ი. ვექსლერმა წამოაყენა რევოლუციური იდეა იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა გადალახოს ციკლოტრონისა და ბეტატრონის ენერგეტიკული ბარიერი. იმდენად მარტივი იყო, რომ უცნაურად ჩანდა, რომ ადრე არ მიუახლოვებიათ. იდეა იყო, რომ რეზონანსული აჩქარების დროს ნაწილაკების ბრუნვის სიხშირეები და აჩქარებული ველი მუდმივად უნდა ემთხვეოდეს, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იყოს სინქრონული. სინქრონიზაციისთვის ციკლოტრონიში მძიმე რელატივისტური ნაწილაკების აჩქარებისას შემოთავაზებული იყო აჩქარებული ელექტრული ველის სიხშირის შეცვლა გარკვეული კანონის მიხედვით (მოგვიანებით ასეთ ამაჩქარებელს სინქროციკლოტრონი ეწოდა).

რელატივისტური ელექტრონების დასაჩქარებლად შემოგვთავაზეს ამაჩქარებელი, რომელსაც მოგვიანებით სინქროტრონი უწოდეს. მასში აჩქარება ხორციელდება მუდმივი სიხშირის ალტერნატიული ელექტრული ველით, ხოლო სინქრონიზმი უზრუნველყოფილია მაგნიტური ველით, რომელიც იცვლება გარკვეული კანონის მიხედვით, რომელიც ინარჩუნებს ნაწილაკებს მუდმივი რადიუსის ორბიტაზე.

პრაქტიკული მიზნებისთვის საჭირო იყო თეორიულად დავრწმუნდეთ, რომ შემოთავაზებული აჩქარების პროცესები სტაბილურია, ანუ რეზონანსიდან მცირე გადახრებით, ნაწილაკების ფაზირება ავტომატურად განხორციელდება. ციკლოტრონის გუნდის თეორიული ფიზიკოსი ე.ლ. ფაინბერგმა ვეკსლერის ყურადღება ამაზე მიიპყრო და თავადაც მკაცრი მათემატიკური გზით დაამტკიცა პროცესების სტაბილურობა. სწორედ ამიტომ ეწოდა ვექსლერის იდეას „ავტოფაზირების პრინციპი“.

მიღებული გადაწყვეტის განსახილველად FIAN-მა გამართა სემინარი, რომელზეც ვეკსლერმა გააკეთა შესავალი მოხსენება, ხოლო ფაინბერგმა მოხსენება სტაბილურობის შესახებ. ნაშრომი დამტკიცდა და იმავე 1944 წელს ჟურნალმა "სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის მოხსენებებმა" გამოაქვეყნა ორი სტატია, რომელშიც განიხილებოდა აჩქარების ახალი მეთოდები (პირველი სტატია ეხებოდა ამაჩქარებელს, რომელიც დაფუძნებულია მრავალ სიხშირეზე, მოგვიანებით ე.წ. მიკროტრონი). მათ ავტორად მხოლოდ ვეკსლერი იყო ჩამოთვლილი და ფაინბერგის სახელი საერთოდ არ იყო ნახსენები. ძალიან მალე, ფაინბერგის როლი ავტოფაზირების პრინციპის აღმოჩენაში დაუმსახურებლად გადაეცა სრულ დავიწყებას.

ერთი წლის შემდეგ, ავტოფაზირების პრინციპი დამოუკიდებლად აღმოაჩინა ამერიკელმა ფიზიკოსმა ე. მაკმილანმა, მაგრამ ვექსლერმა შეინარჩუნა პრიორიტეტი.

უნდა აღინიშნოს, რომ ახალ პრინციპზე დაფუძნებულ ამაჩქარებლებში „ბერკეტის წესი“ გამოიხატა აშკარა ფორმით - ენერგიის მომატებამ გამოიწვია აჩქარებული ნაწილაკების სხივის ინტენსივობის დაკარგვა, რაც დაკავშირებულია ციკლურობასთან. მათი აჩქარება, განსხვავებით ციკლოტრონებისა და ბეტატრონების გლუვი აჩქარებისგან. ეს უსიამოვნო მომენტი მაშინვე აღინიშნა 1945 წლის 20 თებერვალს ფიზიკა-მათემატიკური მეცნიერებათა დეპარტამენტის სხდომაზე, მაგრამ შემდეგ ყველა ერთხმად მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ამ გარემოებამ არავითარ შემთხვევაში არ უნდა შეაფერხოს პროექტის განხორციელება. თუმცა, სხვათა შორის, ინტენსივობისთვის ბრძოლა შემდგომში მუდმივად აღიზიანებდა "აჩქარებლებს".

ამავე სხდომაზე სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდენტის წინადადებით ს.ი. ვავილოვმა, გადაწყდა, რომ დაუყოვნებლივ აეშენებინათ ვექსლერის მიერ შემოთავაზებული ორი ტიპის ამაჩქარებელი. 1946 წლის 19 თებერვალს სსრკ სახალხო კომისართა საბჭოსთან არსებულმა სპეციალურმა კომიტეტმა დაავალა შესაბამის კომისიას შეემუშავებინა მათი პროექტები, სიმძლავრის, წარმოების დროისა და მშენებლობის ადგილის მითითებით. (FIAN-მა უარი თქვა ციკლოტრონის შექმნაზე.)

შედეგად, 1946 წლის 13 აგვისტოს, ერთდროულად გამოიცა სსრკ მინისტრთა საბჭოს ორი ბრძანებულება, რომელსაც ხელი მოაწერა სსრკ მინისტრთა საბჭოს თავმჯდომარის ი.ვ. სტალინი და სსრკ მინისტრთა საბჭოს მენეჯერი ია.ე. ჩადაევი, სინქროციკლოტრონის შექმნის შესახებ დეიტრონის ენერგიის 250 მევ და სინქროტრონის 1 გევ ენერგიისთვის. ამაჩქარებლების ენერგია ნაკარნახევი იყო, პირველ რიგში, აშშ-სა და სსრკ-ს შორის პოლიტიკური დაპირისპირებით. შეერთებულმა შტატებმა უკვე ააშენა სინქროციკლოტრონი დეიტრონის ენერგიით დაახლოებით 190 მევ და დაიწყო სინქროტრონის მშენებლობა 250-300 მევ ენერგიით. შიდა ამაჩქარებლები ენერგეტიკული თვალსაზრისით ამერიკულს უნდა აჯობონ.

იმედები იყო სინქროციკლოტრონისთვის ახალი ელემენტების აღმოჩენის, ატომური ენერგიის მოპოვების ახალი მეთოდების ურანზე იაფი წყაროებიდან. სინქროტრონის დახმარებით ისინი აპირებდნენ ხელოვნურად მიეღოთ მეზონები, რომლებსაც საბჭოთა ფიზიკოსები მაშინ თვლიდნენ, რომ შეეძლოთ გამოეწვიათ ბირთვული დაშლა.

ორივე ბრძანებულება გამოვიდა შტამპით "საიდუმლო (სპეციალური საქაღალდე)", რადგან ამაჩქარებლების მშენებლობა ატომური ბომბის შექმნის პროექტის ნაწილი იყო. მათი დახმარებით იმედოვნებდნენ, რომ მიიღეს ბირთვული ძალების ზუსტი თეორია, რომელიც აუცილებელია ბომბის გამოთვლებისთვის, რაც იმ დროს ხდებოდა მხოლოდ სავარაუდო მოდელების დიდი ნაკრების დახმარებით. მართალია, ყველაფერი არც ისე მარტივი აღმოჩნდა, როგორც თავიდან ეგონათ და უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი თეორია დღემდე არ შექმნილა.

რეზოლუციებმა განსაზღვრა ამაჩქარებლების სამშენებლო უბნები: სინქროტრონი - მოსკოვში, კალუგის გზატკეცილზე (ახლანდელი ლენინსკის პროსპექტი), FIAN-ის ტერიტორიაზე; სინქროციკლოტრონი - ივანკოვსკაიას ჰიდროელექტროსადგურის მიდამოში, მოსკოვის ჩრდილოეთით 125 კილომეტრში (იმ დროს, კალინინის რეგიონი). თავდაპირველად ორივე ამაჩქარებლის შექმნა FIAN-ს დაევალა. ვ.ი. ვეკსლერი, ხოლო სინქროციკლოტრონისთვის - დ.ვ. სკობელცინი.

მარცხნივ - ტექნიკურ მეცნიერებათა დოქტორი პროფესორი ლ.პ. ზინოვიევი (1912–1998), მარჯვნივ - სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი ვ.ი. ვექსლერი (1907–1966) სინქროფაზოტრონის შექმნისას

ექვსი თვის შემდეგ ატომური პროექტის ხელმძღვანელმა ი.ვ. კურჩატოვმა, უკმაყოფილო ფიანოვოს სინქროციკლოტრონზე მუშაობის მიმდინარეობით, ეს თემა გადაიტანა თავის ლაბორატორიაში No2. მან დანიშნა მ.გ. მეშჩერიაკოვი, გაათავისუფლეს იგი ლენინგრადის რადიუმის ინსტიტუტში მუშაობისგან. მეშჩერიაკოვის ხელმძღვანელობით No2 ლაბორატორიაში შეიქმნა სინქროციკლოტრონის მოდელი, რომელმაც უკვე ექსპერიმენტულად დაადასტურა ავტოფაზირების პრინციპის სისწორე. 1947 წელს კალინინის რეგიონში დაიწყო ამაჩქარებლის მშენებლობა.

1949 წლის 14 დეკემბერს მ.გ. მეშჩერიაკოვის სინქროციკლოტრონი წარმატებით იქნა გაშვებული გრაფიკით და გახდა ამ ტიპის პირველი ამაჩქარებელი საბჭოთა კავშირში, ბლოკავს მსგავსი ამაჩქარებლის ენერგიას, რომელიც შეიქმნა 1946 წელს ბერკლიში (აშშ). ის რეკორდულად დარჩა 1953 წლამდე.

თავდაპირველად სინქროციკლოტრონის ბაზაზე დაფუძნებულ ლაბორატორიას საიდუმლოების გამო ეწოდა სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ჰიდროტექნიკური ლაბორატორია (GTL) და იყო No2 ლაბორატორიის ფილიალი. 1953 წელს იგი გადაკეთდა დამოუკიდებელ ბირთვულ პრობლემათა ინსტიტუტად. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია (INP), რომელსაც ხელმძღვანელობდა მ.გ. მეშჩერიაკოვი.

უკრაინის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი ა.ი. ლეიპუნსკიმ (1907–1972), ავტოფაზის პრინციპზე დაყრდნობით, შემოგვთავაზა ამაჩქარებლის დიზაინი, რომელსაც მოგვიანებით სინქროფაზოტრონი უწოდეს (ფოტო: მეცნიერება და სიცოცხლე)
სინქროტრონის შექმნა მრავალი მიზეზის გამო ვერ მოხერხდა. ჯერ ერთი, გაუთვალისწინებელი სირთულეების გამო, ორი სინქროტრონი უნდა აეშენებინათ დაბალი ენერგიებისთვის - 30 და 250 მევ. ისინი მდებარეობდნენ FIAN-ის ტერიტორიაზე და გადაწყდა 1 გევ სინქროტრონის აშენება მოსკოვის გარეთ. 1948 წლის ივნისში მას მიენიჭა ადგილი კალინინის რეგიონში უკვე მშენებარე სინქროციკლოტრონიდან რამდენიმე კილომეტრში, მაგრამ ის არც იქ აშენდა, რადგან უპირატესობა მიენიჭა ამაჩქარებელს, რომელსაც უკრაინის აკადემიის აკადემიკოსი ალექსანდრე ილიჩ ლეიპუნსკი შემოთავაზებული ჰქონდა. მეცნიერებები. ეს მოხდა შემდეგნაირად.

1946 წელს ა.ი. ლეიპუნსკიმ, ავტოფაზის პრინციპზე დაყრდნობით, წამოაყენა იდეა ამაჩქარებლის შექმნის შესაძლებლობის შესახებ, რომელშიც შერწყმულია სინქროტრონისა და სინქროციკლოტრონის მახასიათებლები. შემდგომში ვეკსლერმა ამ ტიპის ამაჩქარებელს სინქროფაზოტრონი უწოდა. სახელწოდება გასაგები ხდება, თუ გავითვალისწინებთ, რომ სინქროციკლოტრონს თავდაპირველად ფაზოტრონი ერქვა და სინქროტრონთან ერთად მიიღება სინქროფაზოტრონი. მასში, საკონტროლო მაგნიტური ველის ცვლილების შედეგად, ნაწილაკები მოძრაობენ რგოლის გასწვრივ, როგორც სინქროტრონში, და აჩქარება წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ელექტრულ ველს, რომლის სიხშირე დროთა განმავლობაში იცვლება, როგორც სინქროციკლოტრონი. ამან შესაძლებელი გახადა აჩქარებული პროტონების ენერგიის მნიშვნელოვნად გაზრდა სინქროციკლოტრონთან შედარებით. სინქროფაზოტრონში პროტონები წინასწარ აჩქარებულია ხაზოვან ამაჩქარებელში - ინჟექტორში. მაგნიტური ველის მოქმედებით მთავარ კამერაში შეყვანილი ნაწილაკები იწყებენ მასში ცირკულირებას. ამ რეჟიმს ბეტატრონის რეჟიმი ეწოდება. შემდეგ მაღალი სიხშირის ამაჩქარებელი ძაბვა ჩართულია ორ დიამეტრულად საპირისპირო სწორხაზოვან უფსკრულით მოთავსებულ ელექტროდებზე.

სამივე ტიპის ამაჩქარებლიდან ავტოფაზის პრინციპზე დაფუძნებული სინქროფაზოტრონი ტექნიკურად ყველაზე რთულია და შემდეგ ბევრს ეჭვი ეპარებოდა მისი შექმნის შესაძლებლობაში. მაგრამ ლეიპუნსკი, დარწმუნებული რომ ყველაფერი გამოვიდოდა, თამამად შეუდგა თავისი იდეის განხორციელებას.

1947 წელს, ობნინსკოეს სადგურთან (ახლანდელი ქალაქი ობნინსკი) ლაბორატორია "B"-ში, სპეციალურმა ამაჩქარებლის ჯგუფმა მისი ხელმძღვანელობით დაიწყო ამაჩქარებლის შემუშავება. სინქროფაზოტრონის პირველი თეორეტიკოსები იყვნენ იუ.ა. კრუტკოვი, ო.დ. კაზაჩკოვსკი და ლ. საბსოვიჩი. 1948 წლის თებერვალში გაიმართა დახურული კონფერენცია ამაჩქარებლების შესახებ, რომელსაც მინისტრების გარდა ესწრებოდა ა.ლ. ზარაფხანა, იმდროინდელი რადიოინჟინერიის ცნობილი სპეციალისტი და ლენინგრადის ელექტროსილასა და სატრანსფორმატორო ქარხნების მთავარი ინჟინრები. ყველა მათგანმა განაცხადა, რომ ლეიპუნის მიერ შემოთავაზებული ამაჩქარებელი შეიძლება გაკეთდეს. პირველი თეორიული შედეგების წახალისებამ და წამყვანი ქარხნების ინჟინრების მხარდაჭერამ შესაძლებელი გახადა სამუშაოს დაწყება 1,3–1,5 გევ პროტონული ენერგიის დიდი ამაჩქარებლის სპეციფიკურ ტექნიკურ პროექტზე და შემუშავებული ექსპერიმენტული სამუშაოები, რომლებმაც დაადასტურა ლეიპუნსკის იდეის სისწორე. 1948 წლის დეკემბრისთვის ამაჩქარებლის ტექნიკური დიზაინი მზად იყო, ხოლო 1949 წლის მარტისთვის ლეიპუნსკიმ უნდა წარმოადგინოს 10 გევ სინქროფაზოტრონის დიზაინის პროექტი.

და მოულოდნელად, 1949 წელს, სამუშაოების ყველაზე მაღალ დონეზე, მთავრობამ გადაწყვიტა გადაეცა მუშაობა სინქროფაზოტრონიზე, რომელიც დაიწყო FIAN-ისთვის. Რისთვის? რატომ? ბოლოს და ბოლოს, FIAN უკვე აშენებს 1 გევ სინქროტრონს! დიახ, საქმე იმაშია, რომ ორივე პროექტი, 1.5 გევ სინქროტრონიც და 1 გევ სინქროტრონიც, ძალიან ძვირი იყო და გაჩნდა კითხვა მათი მიზანშეწონილობის შესახებ. ეს საბოლოოდ გადაწყდა FIAN-ში გამართულ ერთ-ერთ სპეციალურ შეხვედრაზე, სადაც შეიკრიბნენ ქვეყნის წამყვანი ფიზიკოსები. მათ არასაჭიროდ მიიჩნიეს 1 გევ სინქროტრონის აშენება ელექტრონების აჩქარებისადმი დიდი ინტერესის ნაკლებობის გამო. ამ პოზიციის მთავარი მოწინააღმდეგე იყო მ. მარკოვი. მისი მთავარი არგუმენტი იყო ის, რომ გაცილებით ეფექტურია როგორც პროტონების, ისე ბირთვული ძალების შესწავლა უკვე კარგად შესწავლილი ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების დახმარებით. თუმცა მან ვერ დაიცვა თავისი თვალსაზრისი და პოზიტიური გადაწყვეტილება ლეიპუნსკის პროექტის სასარგებლოდ აღმოჩნდა.

ასე გამოიყურება 10 გევ სინქროფაზოტრონი დუბნაში

ვეკსლერის სანუკვარი ოცნება უდიდეს ამაჩქარებლის აგების შესახებ ინგრევა. არ სურდა შეეგუოს არსებულ ვითარებას, მან, ს.ი. ვავილოვი და დ.ვ. სკობელცინამ შესთავაზა უარი ეთქვა 1.5 გევ სინქროფაზოტრონის მშენებლობაზე და დაუყოვნებლივ გაეგრძელებინა 10 გევ სიმძლავრის ამაჩქარებლის დიზაინი, რომელიც ადრე იყო მინდობილი A.I. ლეიპუნსკი. მთავრობამ მიიღო ეს წინადადება, რადგან 1948 წლის აპრილში ცნობილი გახდა 6-7 გევ სინქროფაზოტრონის პროექტის შესახებ კალიფორნიის უნივერსიტეტში და მათ სურდათ ცოტა ხნით მაინც წინ წასულიყვნენ შეერთებულ შტატებზე.

1949 წლის 2 მაისს სსრკ მინისტრთა საბჭომ გამოსცა დადგენილება სინქროტროტრონისთვის ადრე გამოყოფილ ტერიტორიაზე 7-10 გევ ენერგიისთვის სინქროფაზოტრონის შექმნის შესახებ. თემა გადავიდა FIAN-ზე და V.I. Veksler, თუმცა ლეიპუნსკის საქმე საკმაოდ კარგად მიდიოდა.

ეს აიხსნება, პირველ რიგში, იმით, რომ ვეკსლერი ითვლებოდა ავტოფაზირების პრინციპის ავტორად და, მისი თანამედროვეების მოგონებების თანახმად, ლ.პ. ძალიან ემხრობოდა მას. ბერია. მეორეც, ს.ი. ვავილოვი იმ დროს იყო არა მხოლოდ FIAN-ის დირექტორი, არამედ სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდენტი. ლეიპუნსკის შესთავაზეს ვეკსლერის მოადგილე გამხდარიყო, მაგრამ მან უარი თქვა და მოგვიანებით არ მიიღო მონაწილეობა სინქროფაზოტრონის შექმნაში. მოადგილე ლეიპუნსკის ო.დ. კაზაჩკოვსკი, ”ნათელი იყო, რომ ორი დათვი ერთ ბუნაგში ვერ ხვდებოდა”. შემდგომში ა.ი. ლეიპუნსკი და ო.დ. კაზაჩკოვსკი გახდა რეაქტორების წამყვანი სპეციალისტები და 1960 წელს მიენიჭა ლენინის პრემია.

დადგენილება შეიცავდა პუნქტს FIAN-ში სამუშაოდ გადაყვანის შესახებ ლაბორატორია "V"-ის თანამშრომლების, რომლებიც დაკავებულნი იყვნენ ამაჩქარებლის შემუშავებით, შესაბამისი აღჭურვილობის გადაცემით. და იყო რაღაც გადასაცემი: ამაჩქარებელზე მუშაობა ლაბორატორიაში "B" იმ დროისთვის უკვე მოდელის და ძირითადი გადაწყვეტილებების დასაბუთების ეტაპამდე იყო მიყვანილი.

ყველა არ იყო ენთუზიაზმი FIAN-ში გადასვლით, რადგან ადვილი და საინტერესო იყო ლეიპუნსკისთან მუშაობა: ის იყო არა მხოლოდ შესანიშნავი სამეცნიერო მრჩეველი, არამედ შესანიშნავი ადამიანიც. თუმცა, ტრანსფერზე უარის თქმა თითქმის შეუძლებელი იყო: იმ მკაცრ დროს, უარი ემუქრებოდა სასამართლო პროცესით და ბანაკებით.

ლაბორატორია "B"-დან გადაყვანილ ჯგუფში შედიოდა ინჟინერი ლეონიდ პეტროვიჩ ზინოვიევი. ის, ისევე როგორც ამაჩქარებლის ჯგუფის სხვა წევრები, ლეიპუნსკის ლაბორატორიაში პირველად იყო დაკავებული მომავალი ამაჩქარებლის მოდელისთვის აუცილებელი ინდივიდუალური კომპონენტების შემუშავებით, კერძოდ, იონური წყაროს და მაღალი ძაბვის პულსის სქემების ინჟექტორის კვებისათვის. ლეიპუნსკიმ მაშინვე მიიპყრო ყურადღება კომპეტენტურ და კრეატიულ ინჟინერზე. მისი დავალებით, ზინოვიევი იყო პირველი, ვინც ჩაერთო საპილოტე ქარხნის შექმნაში, რომელშიც შესაძლებელი იყო პროტონების აჩქარების მთელი პროცესის სიმულაცია. მაშინ ვერავინ წარმოიდგენდა, რომ სინქროფასოტრონის იდეის რეალიზების საქმეში ერთ-ერთი პიონერი რომ გამხდარიყო, ზინოვიევი იქნებოდა ერთადერთი ადამიანი, რომელიც გაივლიდა მისი შექმნისა და გაუმჯობესების ყველა საფეხურს. და არა მხოლოდ გაიარეთ, არამედ წარმართეთ ისინი.

ლაბორატორია "V"-ში მიღებული თეორიული და ექსპერიმენტული შედეგები გამოყენებული იქნა ლებედევის ფიზიკურ ინსტიტუტში 10 გევ სინქროფაზოტრონის დიზაინში. თუმცა, ამაჩქარებლის ენერგიის გაზრდა ამ მნიშვნელობამდე მოითხოვდა მნიშვნელოვან გაუმჯობესებას. მისი შექმნის სირთულეებს ძალიან ამძიმებდა ის ფაქტი, რომ იმ დროს არ არსებობდა ასეთი დიდი დანადგარების აშენების გამოცდილება მთელ მსოფლიოში.

თეორეტიკოსების ხელმძღვანელობით მ. რაბინოვიჩი და ა.ა. კოლომენსკიმ FIAN-ში გააკეთა ტექნიკური პროექტის ფიზიკური დასაბუთება. სინქროფაზოტრონის ძირითადი კომპონენტები შეიმუშავეს მოსკოვის მეცნიერებათა აკადემიის რადიოინჟინერიის ინსტიტუტმა და ლენინგრადის კვლევითმა ინსტიტუტმა, მათი დირექტორების A.L. ზარაფხანა და ე.გ. კოღო.

საჭირო გამოცდილების მისაღებად გადავწყვიტეთ აგვეშენებინა სინქროფაზოტრონის მოდელი 180 მევ ენერგიით. იგი მდებარეობდა FIAN-ის ტერიტორიაზე სპეციალურ შენობაში, რომელსაც საიდუმლოების გამო ეწოდა საწყობი №2. 1951 წლის დასაწყისში ვექსლერმა ზინოვიევს ანდო ყველა სამუშაო მოდელზე, მათ შორის აღჭურვილობის დამონტაჟება, რეგულირება და მისი ინტეგრირებული გაშვება.

ფიანოვსკის მოდელი სულაც არ იყო ბავშვი - მისი მაგნიტი 4 მეტრის დიამეტრით 290 ტონას იწონიდა. შემდგომში, ზინოვიევმა გაიხსენა, რომ როდესაც მათ შეკრიბეს მოდელი პირველი გამოთვლების შესაბამისად და სცადეს მისი დაწყება, თავიდან არაფერი გამოუვიდა. ბევრი გაუთვალისწინებელი ტექნიკური სირთულე უნდა გადალახულიყო მოდელის გაშვებამდე. როდესაც ეს მოხდა 1953 წელს, ვექსლერმა თქვა: ”კარგი, ეს ასეა! ივანკოვსკის სინქროფაზოტრონი იმუშავებს!“ ეს ეხებოდა დიდ 10 გევ სინქროფაზოტრონს, რომლის აშენება უკვე დაიწყო 1951 წელს კალინინის რეგიონში. მშენებლობას ახორციელებდა ორგანიზაცია კოდური სახელწოდებით TDS-533 (ტექნიკური დირექტორი სამშენებლო 533).

მოდელის გაშვებამდე ცოტა ხნით ადრე, ამერიკულმა ჟურნალმა მოულოდნელად გამოაქვეყნა მოხსენება ამაჩქარებლის მაგნიტური სისტემის ახალი დიზაინის შესახებ, სახელწოდებით Hard-focusing. იგი შესრულებულია როგორც მონაცვლეობითი სექციების კომპლექტი საპირისპიროდ მიმართული მაგნიტური ველის გრადიენტებით. ეს საგრძნობლად ამცირებს აჩქარებული ნაწილაკების რხევების ამპლიტუდას, რაც თავის მხრივ შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად შეამციროს ვაკუუმური კამერის კვეთა. შედეგად იზოგება დიდი რაოდენობით რკინა, რომელიც მიდის მაგნიტის კონსტრუქციაზე. მაგალითად, ჟენევის 30 გევ ამაჩქარებელს, რომელიც დაფუძნებულია მძიმე ფოკუსირებაზე, აქვს დუბნას სინქროფაზოტრონს სამჯერ მეტი ენერგია და სამჯერ გარშემოწერილობა, ხოლო მისი მაგნიტი ათჯერ მსუბუქია.

მყარი ფოკუსირებული მაგნიტების დიზაინი შემოგვთავაზეს და შეიმუშავეს ამერიკელმა მეცნიერებმა კურანტმა, ლივინგსტონმა და სნაიდერმა 1952 წელს. მათგან რამდენიმე წლით ადრე იგივე გამოიგონა, მაგრამ არ გამოაქვეყნა ქრისტოფილოსმა.

ზინოვიევმა მაშინვე დააფასა ამერიკელების აღმოჩენა და შესთავაზა დუბნის სინქროფაზოტრონის ხელახალი დიზაინი. მაგრამ ამისთვის დრო უნდა შეეწირა. ვეკსლერმა მაშინ თქვა: „არა, თუნდაც ერთი დღით, მაგრამ ჩვენ უნდა გავუსწროთ ამერიკელებს“. ალბათ, ცივი ომის პირობებში მართალიც იყო - „ცხენებს შუა დინებაში არ ცვლიან“. და დიდი ამაჩქარებლის მშენებლობა განაგრძო ადრე შემუშავებული პროექტის მიხედვით. 1953 წელს მშენებარე სინქროფაზოტრონის ბაზაზე შეიქმნა სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ელექტროფიზიკური ლაბორატორია (EFLAN). მის დირექტორად დაინიშნა ვ.ი. ვექსლერი.

1956 წელს INP-მ და EFLAN-მა შექმნეს ბირთვული კვლევების ერთობლივი ინსტიტუტის (JINR) საფუძველი. მისი მდებარეობა ცნობილი გახდა, როგორც ქალაქი დუბნა. იმ დროისთვის სინქროციკლოტრონის პროტონის ენერგია იყო 680 მევ, ხოლო სინქროფაზოტრონის მშენებლობა დასრულებულია. JINR-ის ჩამოყალიბების პირველივე დღეებიდან მის ოფიციალურ სიმბოლოდ იქცა სინქროფაზოტრონის შენობის სტილიზებული ნახაზი (ავტორი V.P. Bochkarev).

მოდელმა ხელი შეუწყო 10 გევ ამაჩქარებლის რიგი საკითხების გადაჭრას, თუმცა, მრავალი კვანძის დიზაინმა განიცადა მნიშვნელოვანი ცვლილებები ზომებში დიდი სხვაობის გამო. სინქროფაზოტრონის ელექტრომაგნიტის საშუალო დიამეტრი 60 მეტრი იყო, წონა კი 36 ათასი ტონა (მისი პარამეტრების მიხედვით, ის დღემდე რჩება გინესის რეკორდების წიგნში). წარმოიშვა ახალი რთული საინჟინრო პრობლემების მთელი რიგი, რომელიც გუნდმა წარმატებით გადაჭრა.

საბოლოოდ, ყველაფერი მზად იყო ამაჩქარებლის ინტეგრირებული გაშვებისთვის. ვექსლერის ბრძანებით მას ხელმძღვანელობდა ლ.პ. ზინოვიევი. მუშაობა დაიწყო 1956 წლის დეკემბრის ბოლოს, ვითარება დაძაბული იყო და ვლადიმერ იოსიფოვიჩმა არ დაინდო არც თავი და არც თანამშრომლები. ჩვენ ხშირად ვრჩებოდით ღამისთევა საწოლებზე, ინსტალაციის უზარმაზარ საკონტროლო ოთახში. ა.ა.-ს მოგონებების მიხედვით. კოლომენსკიმ, ვეკსლერმა იმ დროს თავისი ამოუწურავი ენერგიის უმეტესი ნაწილი დახარჯა გარე ორგანიზაციების დახმარების "გამოძალვაზე" და პრაქტიკული წინადადებების განხორციელებაზე, ძირითადად ზინოვიევისგან. ვექსლერი დიდად აფასებდა მის ექსპერიმენტულ ინტუიციას, რომელმაც გადამწყვეტი როლი ითამაშა გიგანტური ამაჩქარებლის გაშვებაში.

ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში მათ ვერ მიიღეს ბეტატრონის რეჟიმი, რომლის გარეშეც გაშვება შეუძლებელია. და ეს იყო ზინოვიევი, ვინც გადამწყვეტ მომენტში გააცნობიერა, რა იყო საჭირო იმისათვის, რომ სიცოცხლე ჩაესუნთქა სინქროფაზოტრონს. ექსპერიმენტი, რომელიც ორი კვირის განმავლობაში მზადდებოდა, ყველას სასიხარულოდ, საბოლოოდ წარმატებით დაგვირგვინდა. 1957 წლის 15 მარტს მუშაობა დაიწყო დუბნის სინქროფაზოტრონი, რომლის შესახებაც 1957 წლის 11 აპრილს გაზეთმა „პრავდამ“ მთელ მსოფლიოს აცნობა (სტატია V.I. Veksler). საინტერესოა, რომ ეს სიახლე მხოლოდ მაშინ გამოჩნდა, როდესაც ამაჩქარებლის ენერგია, თანდათან გაიზარდა გაშვების დღიდან, გადააჭარბა 6,3 გევ ენერგიას იმ დროისთვის წამყვანი ამერიკული სინქროფაზოტრონი ბერკლიში. "არსებობს 8,3 მილიარდი ელექტრონვოლტი!" - იტყობინება გაზეთი და აცხადებდა, რომ საბჭოთა კავშირში რეკორდული ამაჩქარებელი შეიქმნა. ვექსლერის სანუკვარი ოცნება ახდა!

16 აპრილს პროტონის ენერგიამ მიაღწია საპროექტო ღირებულებას 10 გევ, მაგრამ ამაჩქარებელი ექსპლუატაციაში შევიდა მხოლოდ რამდენიმე თვის შემდეგ, რადგან ჯერ კიდევ იყო საკმარისი გადაუჭრელი ტექნიკური პრობლემები. და მაინც, მთავარი იყო უკან - სინქროფაზოტრონი დაიწყო მუშაობა.

ვეკსლერმა ამის შესახებ განაცხადა ერთობლივი ინსტიტუტის აკადემიური საბჭოს მეორე სესიაზე 1957 წლის მაისში. პარალელურად, ინსტიტუტის დირექტორმა დ.ი. ბლოხინცევმა აღნიშნა, რომ, პირველ რიგში, სინქროფაზოტრონის მოდელი შეიქმნა წელიწადნახევარში, ხოლო ამერიკაში დაახლოებით ორი წელი დასჭირდა. მეორეც, თავად სინქროფაზოტრონი ამოქმედდა სამ თვეში, აკმაყოფილებდა გრაფიკს, თუმცა თავიდან ეს არარეალური ჩანდა. სწორედ სინქროფაზოტრონის გაშვებამ მოუტანა დუბნას პირველი მსოფლიო პოპულარობა.

ინსტიტუტის აკადემიური საბჭოს მესამე სხდომაზე მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი ვ.პ. ჯელეფოვმა აღნიშნა, რომ „ზინოვიევი ყველა თვალსაზრისით იყო გაშვების სული და უზარმაზარი ენერგია და ძალისხმევა შემოიტანა ამ ბიზნესში, კერძოდ, შემოქმედებითი ძალისხმევით აპარატის დაყენების პროცესში“. A D.I. ბლოხინცევმა დასძინა, რომ "ზინოვიევმა რეალურად გაუძლო რთული კორექტირების უზარმაზარ სამუშაოს".

სინქროფაზოტრონის შექმნაში ათასობით ადამიანი იყო ჩართული, მაგრამ ამაში განსაკუთრებული როლი ითამაშა ლეონიდ პეტროვიჩ ზინოვიევმა. ვექსლერი წერდა: ”სინქროფაზოტრონის გაშვების წარმატება და მასზე ფიზიკური მუშაობის ფართო ფრონტის დაწყების შესაძლებლობა დიდწილად ასოცირდება L.P.-ის მონაწილეობასთან. ზინოვიევი.

ზინოვიევი FIAN-ში დაბრუნებას გეგმავდა ამაჩქარებლის გაშვების შემდეგ. თუმცა, ვექსლერი ევედრებოდა მას დარჩენას, რადგან თვლიდა, რომ სინქროფაზოტრონის მართვას სხვას ვერ ანდობდა. ზინოვიევი დათანხმდა და აკონტროლებდა ამაჩქარებლის მუშაობას ოცდაათ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. მისი ხელმძღვანელობით და უშუალო მონაწილეობით ამაჩქარებელი მუდმივად იხვეწებოდა. ზინოვიევს უყვარდა სინქროფაზოტრონი და ძალიან დახვეწილად გრძნობდა ამ რკინის გიგანტის სუნთქვას. მისი თქმით, ამაჩქარებლის არც ერთი, თუნდაც უმცირესი დეტალი არ არსებობდა, რომელსაც არ შეხებოდა და რომლის დანიშნულებაც არ იცოდა.

1957 წლის ოქტომბერში, კურჩატოვის ინსტიტუტის აკადემიური საბჭოს გაფართოებულ სხდომაზე, რომელსაც ხელმძღვანელობდა თავად იგორ ვასილიევიჩი, ჩვიდმეტი ადამიანი სხვადასხვა ორგანიზაციიდან, რომლებიც მონაწილეობდნენ სინქროფაზოტრონის შექმნაში, წარდგენილი იქნა საბჭოთა კავშირის ყველაზე პრესტიჟულ ლენინის პრემიაზე. კავშირი. მაგრამ პირობების მიხედვით, ლაურეატების რაოდენობა თორმეტ ადამიანს ვერ გადააჭარბებდა. 1959 წლის აპრილში JINR მაღალი ენერგიის ლაბორატორიის დირექტორმა ვ.ი. ვექსლერმა, ამავე ლაბორატორიის განყოფილების გამგე ლ.პ. ზინოვიევი, სსრკ მინისტრთა საბჭოსთან არსებული ატომური ენერგიის გამოყენების მთავარი დირექტორატის უფროსის მოადგილე დ.ვ. ეფრემოვი, ლენინგრადის კვლევითი ინსტიტუტის დირექტორი ე.გ. კომარი და მისი თანამშრომლები N.A. Monoszon, A.M. სტოლოვმა, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის მოსკოვის რადიოინჟინერიის ინსტიტუტის დირექტორი ა.ლ. ზარაფხანა, ამავე ინსტიტუტის თანამშრომლები ფ.ა. ვოდოპიანოვი, ს.მ. რუბჩინსკი, FIAN-ის თანამშრომლები A.A. კოლომენსკი, ვ.ა. პეტუხოვი, მ.ს. რაბინოვიჩი. ვექსლერი და ზინოვიევი დუბნის საპატიო მოქალაქეები გახდნენ.

სინქროფაზოტრონი ფუნქციონირებდა ორმოცდახუთი წლის განმავლობაში. ამ დროის განმავლობაში მასზე არაერთი აღმოჩენა გაკეთდა. 1960 წელს სინქროფაზოტრონის მოდელი გადაკეთდა ელექტრონის ამაჩქარებლად, რომელიც დღემდე მუშაობს FIAN-ში.

წყაროები

ლიტერატურა:
კოლომენსკი A.A., Lebedev A. N. ციკლური ამაჩქარებლების თეორია. - მ., 1962 წ.
Komar EG დამუხტული ნაწილაკების ამაჩქარებლები. - მ., 1964 წ.
Livinggood J. ციკლური ამაჩქარებლების მუშაობის პრინციპები - მ., 1963 წ.
Oganesyan Yu. როგორ შეიქმნა ციკლოტრონი / მეცნიერება და ცხოვრება, 1980 No. 4, გვ. 73.
Hill R. ნაწილაკების კვალდაკვალ - მ., 1963 წ.

http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larissa-zinovyeva.com

და მე შეგახსენებთ რამდენიმე სხვა პარამეტრს: მაგალითად, და როგორ გამოიყურება. დაიმახსოვრე რა არის. ან იქნებ არ იცი? ან რა არის ორიგინალი სტატია განთავსებულია საიტზე InfoGlaz.rfსტატიის ბმული, საიდანაც შედგენილია ეს ასლი -

რა არის სინქროფაზოტრონი?

ჯერ ცოტა ისტორიას ჩავუღრმავდეთ. ამ მოწყობილობის საჭიროება პირველად 1938 წელს გაჩნდა. ლენინგრადის ფიზიკისა და ტექნოლოგიების ინსტიტუტის ფიზიკოსთა ჯგუფმა მიმართა მოლოტოვს განცხადებით, რომ სსრკ-ს სჭირდებოდა კვლევითი ბაზა ატომის ბირთვის სტრუქტურის შესასწავლად. ისინი ამ თხოვნას იმით ამტკიცებდნენ, რომ კვლევის ასეთი სფერო ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს და ამ მომენტში საბჭოთა კავშირი გარკვეულწილად ჩამორჩება დასავლელ კოლეგებს. მართლაც, იმ დროს ამერიკაში უკვე 5 სინქროფაზოტრონი იყო, სსრკ-ში არც ერთი. შესთავაზეს დასრულებულიყო უკვე დაწყებული ციკლოტრონის მშენებლობა, რომლის განვითარებაც შეჩერებული იყო ცუდი დაფინანსებისა და კომპეტენტური კადრების ნაკლებობის გამო.

საბოლოოდ მიიღეს გადაწყვეტილება სინქროფაზოტრონის აგების შესახებ და ვეკსლერი ამ პროექტს სათავეში ედგა. მშენებლობა დასრულდა 1957 წელს. რა არის სინქროფაზოტრონი? მარტივად რომ ვთქვათ, ეს არის ნაწილაკების ამაჩქარებელი. ის ღალატობს უზარმაზარი კინეტიკური ენერგიის ნაწილაკებს. იგი დაფუძნებულია ცვლადი წამყვანი მაგნიტური ველისა და ძირითადი ველის ცვლადი სიხშირეზე. ეს კომბინაცია შესაძლებელს ხდის ნაწილაკების შენარჩუნებას მუდმივ ორბიტაზე. ეს მოწყობილობა გამოიყენება ნაწილაკების ყველაზე მრავალფეროვანი თვისებების შესასწავლად და მათი ურთიერთქმედების მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე.

მოწყობილობას აქვს ძალიან დამაინტრიგებელი ზომები: ის იკავებს უნივერსიტეტის მთელ შენობას, მისი წონა 36 ათასი ტონაა, ხოლო მაგნიტური რგოლის დიამეტრი 60 მ. საკმაოდ შთამბეჭდავი ზომებია მოწყობილობისთვის, რომლის მთავარი ამოცანაა ნაწილაკების შესწავლა, რომელთა ზომებია. იზომება მიკრომეტრებში.

სინქროფაზოტრონის მოქმედების პრინციპი

ბევრი ფიზიკოსი ცდილობდა შეექმნა მოწყობილობა, რომელიც შესაძლებელს გახდის ნაწილაკების აჩქარებას, მათ უზარმაზარი ენერგიით ღალატს. ამ პრობლემის გამოსავალი არის სინქროფაზოტრონი. როგორ მუშაობს და რა არის საფუძველი?

დასაწყისი ჩაუყარა ციკლოტრონს. განვიხილოთ მისი მოქმედების პრინციპი. იონები, რომლებიც დააჩქარებენ, ვარდებიან ვაკუუმში, სადაც დეი მდებარეობს. ამ დროს იონებზე გავლენას ახდენს მაგნიტური ველი: ისინი აგრძელებენ მოძრაობას ღერძის გასწვრივ, იძენენ სიჩქარეს. ღერძის გადალახვით და შემდეგ უფსკრულის დარტყმით, ისინი იწყებენ სიჩქარის მოპოვებას. მეტი აჩქარებისთვის საჭიროა რკალის რადიუსის მუდმივი ზრდა. ამ შემთხვევაში, ტრანზიტის დრო მუდმივი იქნება, მიუხედავად მანძილის ზრდისა. სიჩქარის გაზრდის გამო შეინიშნება იონების მასის მატება.

ეს ფენომენი იწვევს სიჩქარის მომატების დაკარგვას. ეს არის ციკლოტრონის მთავარი ნაკლი. სინქროფაზოტრონში ეს პრობლემა მთლიანად აღმოიფხვრება მაგნიტური ველის ინდუქციის შეცვლით შეკრული მასით და ერთდროულად ნაწილაკების დატენვის სიხშირის შეცვლით. ანუ ნაწილაკების ენერგია იზრდება ელექტრული ველის გამო, მიმართულების დაყენება მაგნიტური ველის არსებობის გამო.