Tiek izmantots Synchrophasotron. Synchrophasotron: kas tas ir, darbības princips un apraksts

Visa pasaule zina, ka 1957. gadā PSRS palaida pasaulē pirmo mākslīgo Zemes pavadoni. Tomēr tikai daži cilvēki zina, ka tajā pašā gadā Padomju Savienība sāka testēt sinhrofasotronu, kas ir mūsdienu Lielā hadronu paātrinātāja Ženēvā priekštecis. Rakstā tiks apspriests, kas ir synchrophasotron un kā tas darbojas.

Atbildot uz jautājumu, kas ir sinhrofazotrons, jāsaka, ka šī ir augsto tehnoloģiju un zinātņu ietilpīga iekārta, kas bija paredzēta mikrokosmosa izpētei. Jo īpaši sinhrofazotrona ideja bija šāda: ar spēcīgu elektromagnētu radīto magnētisko lauku palīdzību bija nepieciešams paātrināt elementārdaļiņu (protonu) staru līdz lieliem ātrumiem un pēc tam novirzīt šo staru uz mērķi. atpūtā. No šādas sadursmes protoniem būs "sadalīt" gabalos. Netālu no mērķa atrodas īpašs detektors - burbuļu kamera. Šis detektors ļauj sekot protonu daļu atstātajām pēdām, lai izpētītu to raksturu un īpašības.

Kāpēc bija nepieciešams būvēt PSRS sinhrofazotronu? Šajā zinātniskajā eksperimentā, kas tika klasificēts kā "pilnīgi slepens", padomju zinātnieki mēģināja atrast jaunu lētākas un efektīvākas enerģijas avotu nekā bagātinātais urāns. Tika īstenoti arī tīri zinātniski mērķi padziļināti izpētīt kodolieroču mijiedarbības raksturu un subatomisko daļiņu pasauli.

Sinhrofazotrona darbības princips

Iepriekš minētais uzdevumu apraksts, ar kuriem saskārās synchrophasotron, daudziem var šķist ne pārāk sarežģīti to īstenošanai praksē, taču tas tā nav. Neskatoties uz jautājuma vienkāršību, kas ir sinhrofazotrons, lai protonus paātrinātu līdz vajadzīgajam milzīgajam ātrumam, ir nepieciešams simtiem miljardu voltu elektriskais spriegums. Tādu spriedzi nevar radīt pat šobrīd. Tāpēc tika nolemts laikus sadalīt protonos sūknēto enerģiju.

Sinhrofasotrona darbības princips bija šāds: pa gredzenveida tuneli savu kustību sāk protonu stars, kādā šī tuneļa vietā ir kondensatori, kas rada jaudas pārspriegumu brīdī, kad protonu stars lido caur tiem. Tādējādi katrā pagriezienā ir neliels protonu paātrinājums. Pēc tam, kad daļiņu stars ir veicis vairākus miljonus apgriezienu pa sinchrophasotron tuneli, protoni sasniegs vēlamo ātrumu un tiks novirzīti uz mērķi.

Jāpiebilst, ka protonu paātrināšanas laikā izmantotajiem elektromagnētiem bija vadošā loma, proti, tie noteica stara trajektoriju, bet nepiedalījās tā paātrināšanā.

Problēmas, ar kurām saskaras zinātnieki, veicot eksperimentus

Lai labāk izprastu, kas ir sinhrofazotrons un kāpēc tā izveide ir ļoti sarežģīts un zinātniski ietilpīgs process, jāapsver problēmas, kas rodas tā darbības laikā.

Pirmkārt, jo lielāks ir protonu stara ātrums, jo lielāka ir to masa saskaņā ar slaveno Einšteina likumu. Gaismai tuvu ātrumā daļiņu masa kļūst tik liela, ka, lai tās noturētu vēlamajā trajektorijā, ir nepieciešami spēcīgi elektromagnēti. Jo lielāks ir sinhrofazotrona izmērs, jo lielākus magnētus var novietot.

Otrkārt, sinhrofazotrona izveidi sarežģīja arī protonu stara enerģijas zudumi to apļveida paātrinājuma laikā, un jo lielāks ir staru kūļa ātrums, jo nozīmīgāki šie zudumi kļūst. Izrādās, lai paātrinātu staru līdz vajadzīgajiem gigantiskajiem ātrumiem, ir jābūt milzīgām spējām.

Kādi rezultāti ir iegūti?

Neapšaubāmi, eksperimenti padomju sinchrofasotronā deva milzīgu ieguldījumu mūsdienu tehnoloģiju jomu attīstībā. Tātad, pateicoties šiem eksperimentiem, padomju zinātnieki spēja uzlabot izmantotā urāna-238 apstrādes procesu un ieguva interesantus datus, dažādu atomu paātrinātos jonus saduroties ar mērķi.

Sinhrofazotronā veikto eksperimentu rezultāti tiek izmantoti līdz mūsdienām atomelektrostaciju, kosmosa raķešu un robotikas būvniecībā. Padomju zinātniskās domas sasniegumi tika izmantoti mūsu laika jaudīgākā sinhrofasotrona, kas ir lielais hadronu paātrinātājs, konstruēšanā. Pats padomju akselerators kalpo Krievijas Federācijas zinātnei, atrodoties FIAN institūtā (Maskava), kur to izmanto kā jonu paātrinātāju.

Kas ir sinhrofazotrons: darbības princips un iegūtie rezultāti - viss par ceļošanu uz vietu

+ fāze + elektrons) ir rezonanses cikliskais paātrinātājs, kura līdzsvara orbītas garums paātrinājuma laikā nemainās. Lai daļiņas paātrinājuma laikā paliktu vienā orbītā, mainās gan vadošais magnētiskais lauks, gan paātrinošā elektriskā lauka frekvence. Pēdējais ir nepieciešams, lai stars nonāktu paātrināšanas posmā vienmēr fāzē ar augstfrekvences elektrisko lauku. Gadījumā, ja daļiņas ir ultrarelativistiskas, apgriezienu frekvence ar fiksētu orbītas garumu nemainās, palielinoties enerģijai, un arī RF ģeneratora frekvencei jāpaliek nemainīgai. Šādu paātrinātāju jau sauc par sinhrotronu.

Kultūrā

Tieši ar šo ierīci pirmklasnieks “strādāja darbā” slavenajā Allas Pugačovas dziesmā “Pirmklasnieka dziesma”. Sinhrofasotrons ir pieminēts arī Gaidai komēdijā "Operācija Y un Šurikas citi piedzīvojumi". Šī iekārta ir parādīta arī kā piemērs Einšteina relativitātes teorijas pielietojumam izglītojošā īsfilmā "Kas ir relativitātes teorija?". Zema intelekta humoristiskajos šovos plašākai publikai tas bieži vien darbojas kā "nesaprotama" zinātniska iekārta vai augsto tehnoloģiju piemērs.

Apvienotās Karalistes parlamenta deputātiem bija vajadzīgas tikai 15 minūtes, lai pieņemtu lēmumu par 1 miljarda mārciņu valsts investīcijām sinhrofazotrona būvniecībā. Pēc tam - vienu stundu parlamenta bufetē enerģiski apsprieda ne vairāk, ne mazāk kafijas izmaksas. Un tomēr mēs nolēmām: samazināja cenu par 15%.

Šķiet, ka uzdevumi nemaz nav salīdzināmi pēc sarežģītības, un pēc lietu loģikas visam bija jānotiek tieši pretēji. Stunda zinātnei, 15 minūtes kafijai. Bet nē! Kā vēlāk izrādījās, lielākā daļa cienījamo politiķu nekavējoties atdeva savu visdziļāko "par", absolūti nezinot, kas ir "sinhronofazotrons".

Aizpildīsim, dārgais lasītāj, kopā ar Tevi šo zināšanu robu un nekļūsim kā dažu biedru zinātniskajai tuvredzībai.

Kas ir sinhrofazotrons?

Synchrophasotron - elektroniska instalācija zinātniskiem pētījumiem - elementārdaļiņu (neitronu, protonu, elektronu u.c.) ciklisks paātrinātājs. Tam ir milzīga gredzena forma, kas sver vairāk nekā 36 tūkstošus tonnu. Tās īpaši jaudīgie magnēti un paātrinājuma caurules piesūcina mikroskopiskas daļiņas ar kolosālu virziena enerģiju. Phasotron rezonatora dziļumā 14,5 metru dziļumā fiziskajā līmenī notiek patiesi fantastiskas pārvērtības: piemēram, niecīgs protons saņem 20 miljonus elektronvoltu, bet smagais jons - 5 miljonus eV. Un tā ir tikai neliela daļa no visām iespējām!

Proti, pateicoties cikliskā paātrinātāja unikālajām īpašībām, zinātniekiem izdevās uzzināt Visuma slepenākos noslēpumus: izpētīt niecīgi mazu daļiņu uzbūvi un to čaulu iekšienē notiekošos fizikāli ķīmiskos procesus; novērojiet kodolsintēzes reakciju ar savām acīm; atklāt līdz šim nezināmu mikroskopisku objektu dabu.

Phasotron iezīmēja jaunu zinātniskās pētniecības ēru - pētījumu teritoriju, kurā mikroskops bija bezspēcīgs, par ko pat zinātniskās fantastikas novatori runāja ar lielu piesardzību (viņu tālredzīgais radošais lidojums nevarēja paredzēt izdarītos atklājumus!).

Sinhrofazotrona vēsture

Sākotnēji paātrinātāji bija lineāri, tas ir, tiem nebija cikliskas struktūras. Taču drīz vien fiziķiem tās bija jāatsakās. Paaugstinājās prasības enerģētiskajām vērtībām - bija nepieciešams vairāk. Bet lineārā konstrukcija nevarēja tikt galā: teorētiskie aprēķini parādīja, ka šīm vērtībām tai jābūt neticami garai.

• 1929. gadā Amerikānis E. Lorenss mēģina atrisināt šo problēmu un izgudro ciklotronu, mūsdienu fasotrona prototipu. Pārbaudījumi norit labi. Desmit gadus vēlāk, 1939. gadā. Lorensam tiek piešķirta Nobela prēmija.
• 1938. gadā PSRS talantīgais fiziķis V.I.Vekslers aktīvi sāka nodarboties ar akseleratoru izveides un uzlabošanas jautājumu. 1944. gada februārī viņam rodas revolucionāra ideja, kā pārvarēt enerģijas barjeru. Vekslers savu metodi sauc par "autofāzēšanu". Tieši pēc gada ASV zinātnieks E. Makmilans pilnīgi neatkarīgi atklāj šo pašu tehnoloģiju.
• 1949. gadā Padomju Savienībā V.I. vadībā. Vekslers un S.I. Vavilovs, risinās liela mēroga zinātnisks projekts - sinhrofazotrona izveide ar jaudu 10 miljardu elektronvoltu. 8 gadus, pamatojoties uz Kodolpētījumu institūtu Dubno pilsētā Ukrainā, teorētisko fiziķu, dizaineru un inženieru grupa ir rūpīgi strādājusi pie instalācijas. Tāpēc to sauc arī par Dubninskas sinhrofazotronu.

Sinhrofazotrons tika nodots ekspluatācijā 1957. gada martā, sešus mēnešus pirms pirmā mākslīgā Zemes pavadoņa lidojuma kosmosā.

Kādi pētījumi tiek veikti sinhrofazotronā?

Vekslera rezonējošais cikliskais paātrinātājs radīja izcilu atklājumu galaktiku daudzos fundamentālās fizikas aspektos un jo īpaši dažās pretrunīgās un maz pētītās Einšteina relativitātes teorijas problēmās:

• kodolu kvarku struktūras uzvedība mijiedarbības procesā;
• kumulatīvo daļiņu veidošanās tādu reakciju rezultātā, kurās ir iesaistīti kodoli;
• paātrināto deuteronu īpašību izpēte;
• smago jonu mijiedarbība ar mērķiem (mikroshēmu pretestības pārbaude);
• Urāna-238 iznīcināšana.

Šajās jomās iegūtie rezultāti tiek veiksmīgi pielietoti kosmosa kuģu būvniecībā, atomelektrostaciju projektēšanā, robotikas un aprīkojuma izstrādē darbam ekstremālos apstākļos. Bet pats apbrīnojamākais ir tas, ka virkne pētījumu, kas veikti sinhrofasotronā, tuvina zinātniekus, lai atklātu lielo Visuma izcelsmes noslēpumu.

Šeit ir smalki pazīstamais vārds "sinhrofasotrons"! Atgādiniet man, kā tas nokļuva vienkāršam lajam Padomju Savienībā? Bija kaut kāda filma vai populāra dziesma, kaut kas, es precīzi atceros! Vai arī tas bija tikai neizrunājama vārda analogs?

Un tagad joprojām atcerēsimies, kas tas ir un kā tas tika izveidots ...

1957. gadā Padomju Savienība veica revolucionāru zinātnisku izrāvienu uzreiz divos virzienos: oktobrī tika palaists pirmais mākslīgais Zemes pavadonis, bet dažus mēnešus iepriekš, martā, sākās leģendārā sinhrofazotrona, milzu instalācija mikropasaules izpētei. darbojas Dubnā. Šie divi notikumi šokēja visu pasauli, un vārdi "satelīts" un "sinhrofasotrons" ir stingri ienākuši mūsu dzīvē.

Sinhrofazotrons ir viens no uzlādētu daļiņu paātrinātāju veidiem. Tajās esošās daļiņas tiek paātrinātas līdz lieliem ātrumiem un līdz ar to līdz lielām enerģijām. Pēc to sadursmēm ar citām atomu daļiņām tiek vērtēta matērijas struktūra un īpašības. Sadursmju iespējamību nosaka paātrinātā daļiņu stara intensitāte, tas ir, tajā esošo daļiņu skaits, tāpēc intensitāte līdz ar enerģiju ir svarīgs paātrinātāja parametrs.

Paātrinātāji sasniedz milzīgus izmērus, un nav nejaušība, ka rakstnieks Vladimirs Karcevs tos nosauca par kodollaikmeta piramīdām, pēc kurām pēcteči spriedīs par mūsu tehnoloģiju līmeni.

Pirms akseleratoru uzbūves kosmiskie stari bija vienīgais augstas enerģijas daļiņu avots. Būtībā tie ir protoni ar vairāku GeV enerģiju, kas brīvi nāk no kosmosa, un sekundārās daļiņas, kas rodas, mijiedarbojoties ar atmosfēru. Bet kosmisko staru plūsma ir haotiska un ar zemu intensitāti, tāpēc laika gaitā laboratorijas pētījumiem sāka radīt īpašas telpas - paātrinātājus ar kontrolētiem augstas enerģijas un lielākas intensitātes daļiņu stariem.

Visu paātrinātāju darbība balstās uz labi zināmu faktu: lādētu daļiņu paātrina elektriskais lauks. Taču nav iespējams iegūt ļoti augstas enerģijas daļiņas, tās tikai vienu reizi paātrinot starp diviem elektrodiem, jo ​​tam būtu jāpieliek tām milzīgs spriegums, kas tehniski nav iespējams. Tāpēc lielas enerģijas daļiņas tiek iegūtas, atkārtoti izlaižot tās starp elektrodiem.

Paātrinātājus, kuros daļiņa iziet cauri secīgām paātrināšanas spraugām, sauc par lineāriem. Ar tiem sākās paātrinātāju izstrāde, taču prasība palielināt daļiņu enerģiju izraisīja gandrīz nereāli lielu instalāciju garumu.

1929. gadā amerikāņu zinātnieks E. Lorenss ierosināja izstrādāt paātrinātāju, kurā daļiņa kustas pa spirāli, vairākkārt šķērsojot vienu un to pašu spraugu starp diviem elektrodiem. Daļiņu trajektorija ir saliekta un savīta ar vienmērīgu magnētisko lauku, kas vērsts perpendikulāri orbītas plaknei. Paātrinātāju sauca par ciklotronu. 1930.–1931. gadā Lorenss un viņa līdzstrādnieki Kalifornijas Universitātē (ASV) uzbūvēja pirmo ciklotronu. Par šo izgudrojumu viņam 1939. gadā tika piešķirta Nobela prēmija.

Ciklotronā liels elektromagnēts rada vienmērīgu magnētisko lauku, un elektriskais lauks rodas starp diviem dobiem D formas elektrodiem (tātad to nosaukums - "dees"). Uz elektrodiem tiek pielikts maiņspriegums, kas maina polaritāti katru reizi, kad daļiņa veic pusapgriezienu. Sakarā ar to elektriskais lauks vienmēr paātrina daļiņas. Šo ideju nevarētu realizēt, ja daļiņām ar dažādu enerģiju būtu dažādi revolūcijas periodi. Bet, par laimi, lai gan ātrums palielinās, palielinoties enerģijai, apgriezienu periods paliek nemainīgs, jo trajektorijas diametrs palielinās tādā pašā proporcijā. Tieši šī ciklotrona īpašība ļauj paātrinājumam izmantot nemainīgu elektriskā lauka frekvenci.

Drīz vien ciklotronus sāka veidot citās pētniecības laboratorijās.

Sinhrofazotrona ēka 1950. gados

Par nepieciešamību izveidot nopietnu akseleratora bāzi Padomju Savienībā valdības līmenī tika paziņots 1938. gada martā. Ļeņingradas Fizikas un tehnoloģijas institūta (LFTI) pētnieku grupa, kuru vadīja akadēmiķis A.F. Ioffe vērsās pie PSRS Tautas komisāru padomes priekšsēdētāja V.M. Molotovs ar vēstuli, kurā ierosināts izveidot tehnisko bāzi pētījumiem atoma kodola uzbūves jomā. Jautājumi par atoma kodola uzbūvi kļuva par vienu no centrālajām dabaszinātņu problēmām, un Padomju Savienība to risināšanā krietni atpalika. Tātad, ja Amerikā bija vismaz pieci ciklotroni, tad Padomju Savienībā nebija neviena (vienīgais Zinātņu akadēmijas Radija institūta (RIAN) ciklotrons, kas palaists 1937. gadā, praktiski nedarbojās, jo dizaina defekti). Aicinājums Molotovam saturēja lūgumu radīt apstākļus LPTI ciklotrona būvniecības pabeigšanai līdz 1939.gada 1.janvārim. Darbs pie tā izveides, kas sākās 1937. gadā, tika apturēts departamentu neatbilstību un finansējuma pārtraukšanas dēļ.

Patiešām, vēstules rakstīšanas laikā valsts valdības aprindās valdīja nepārprotama neizpratne par pētījumu aktualitāti atomfizikas jomā. Saskaņā ar atmiņām par M.G. Meščerjakova, 1938. gadā pat radās jautājums par Radija institūta likvidāciju, kas, pēc dažu domām, nodarbojās ar bezjēdzīgiem urāna un torija pētījumiem, kamēr valsts centās palielināt ogļu ieguvi un tērauda kausēšanu.

Vēstule Molotovam iedarbojās, un jau 1938. gada jūnijā PSRS Zinātņu akadēmijas komisija P.L. vadībā. Kapitsa pēc valdības lūguma sniedza slēdzienu par nepieciešamību atkarībā no paātrināto daļiņu veida uzbūvēt 10–20 MeV LPTI ciklotronu un pilnveidot RIAN ciklotronu.

1938. gada novembrī S.I. Vavilovs savā aicinājumā Zinātņu akadēmijas Prezidijam ierosināja būvēt LFTI ciklotronu Maskavā un nodot I. V. laboratoriju. Kurčatovs, kurš bija iesaistīts tās izveidē. Sergejs Ivanovičs vēlējās, lai centrālā laboratorija atoma kodola izpētei atrastos tajā pašā vietā, kur atradās Zinātņu akadēmija, tas ir, Maskavā. Taču LFTI viņu neatbalstīja. Strīdi beidzās 1939. gada beigās, kad A.F. Ioffs ierosināja izveidot trīs ciklotronus vienlaikus. 1940. gada 30. jūlijā PSRS Zinātņu akadēmijas Prezidija sēdē tika nolemts šogad uzdot RIAN aprīkot esošo ciklotronu, FIAN līdz 15. oktobrim sagatavot nepieciešamos materiālus jauna jaudīga ciklotrona būvniecībai. , un LFTI, lai 1941. gada pirmajā ceturksnī pabeigtu ciklotrona būvniecību.

Saistībā ar šo lēmumu FIAN tika izveidota tā sauktā ciklotronu brigāde, kurā ietilpa Vladimirs Iosifovičs Vekslers, Sergejs Nikolajevičs Vernovs, Pāvels Aleksejevičs Čerenkovs, Leonīds Vasiļjevičs Groševs un Jevgeņijs Ļvovičs Feinbergs. 1940. gada 26. septembrī Fizisko un matemātikas zinātņu nodaļas (OPMS) birojs uzklausīja informāciju no V.I. Vekslers par ciklotrona projektēšanas uzdevumu, apstiprināja tā galvenos raksturlielumus un konstrukcijas tāmi. Ciklotrons tika izstrādāts, lai paātrinātu deuteronu enerģiju līdz 50 MeV. FIAN plānoja tā celtniecību uzsākt 1941. gadā un nodot ekspluatācijā 1943. gadā. Plānotos plānus izjauca karš.

Steidzamā nepieciešamība izveidot atombumbu piespieda Padomju Savienību mobilizēt centienus mikropasaules izpētē. 2. laboratorijā Maskavā viens pēc otra uzbūvēti divi ciklotroni (1944, 1946); Ļeņingradā pēc blokādes atcelšanas tika atjaunoti RIAN un LFTI ciklotroni (1946).

Lai gan Fianovska ciklotrona projekts tika apstiprināts pirms kara, kļuva skaidrs, ka Lorensa dizains ir sevi izsmēlis, jo paātrināto protonu enerģija nevarēja pārsniegt 20 MeV. Tieši no šīs enerģijas sāk ietekmēt daļiņas masas pieauguma ietekme pie ātrumiem, kas samērojami ar gaismas ātrumu, kas izriet no Einšteina relativitātes teorijas.

Masas pieauguma dēļ tiek pārkāpta rezonanse starp daļiņas iziešanu cauri paātrinājuma spraugu un atbilstošo elektriskā lauka fāzi, kas izraisa palēninājumu.

Jāņem vērā, ka ciklotrons ir paredzēts tikai smago daļiņu (protonu, jonu) paātrināšanai. Tas ir saistīts ar to, ka pārāk mazās miera masas dēļ elektrons jau pie enerģijām 1–3 MeV sasniedz gaismas ātrumam tuvu ātrumu, kā rezultātā tā masa manāmi palielinās un daļiņa ātri aiziet. ārpus rezonanses.

Pirmais cikliskais elektronu paātrinātājs bija betatrons, ko Kersta uzbūvēja 1940. gadā, pamatojoties uz Wideröe ideju. Betatrons ir balstīts uz Faradeja likumu, saskaņā ar kuru, mainoties magnētiskajai plūsmai, kas iekļūst slēgtā ķēdē, šajā ķēdē rodas elektromotora spēks. Betatronā slēgta ķēde ir daļiņu plūsma, kas pārvietojas pa gredzenveida orbītu vakuuma kamerā ar nemainīgu rādiusu pakāpeniski pieaugošā magnētiskajā laukā. Palielinoties magnētiskajai plūsmai orbītas iekšpusē, rodas elektromotora spēks, kura tangenciālā sastāvdaļa paātrina elektronus. Betatronā, tāpat kā ciklotronā, ir ierobežojumi ļoti augstas enerģijas daļiņu ražošanai. Tas ir saistīts ar faktu, ka saskaņā ar elektrodinamikas likumiem elektroni, kas pārvietojas pa apļveida orbītām, izstaro elektromagnētiskos viļņus, kas ar relatīvistisku ātrumu aiznes daudz enerģijas. Lai kompensētu šos zaudējumus, ir būtiski jāpalielina magnēta serdes izmērs, kam ir praktiska robeža.

Tādējādi līdz 40. gadu sākumam iespējas iegūt augstākas enerģijas gan protoniem, gan elektroniem bija izsmeltas. Turpmākiem mikrokosmosa pētījumiem bija nepieciešams palielināt paātrināto daļiņu enerģiju, tāpēc kļuva aktuāls uzdevums atrast jaunas paātrināšanas metodes.

1944. gada februārī V.I. Vekslers izvirzīja revolucionāru ideju, kā pārvarēt ciklotrona un betatrona enerģijas barjeru. Tas bija tik vienkārši, ka likās dīvaini, ka tas nebija ticis agrāk. Ideja bija tāda, ka rezonanses paātrinājuma laikā daļiņu un paātrinājuma lauka apgriezienu frekvencēm pastāvīgi jāsakrīt, citiem vārdiem sakot, jābūt sinhronām. Paātrinot smagās relativistiskās daļiņas ciklotronā sinhronizācijai, tika ierosināts atbilstoši noteiktam likumam mainīt paātrinošā elektriskā lauka frekvenci (vēlāk šādu paātrinātāju sauca par sinhrociklotronu).

Lai paātrinātu relativistiskus elektronus, tika ierosināts paātrinātājs, ko vēlāk sauca par sinhrotronu. Tajā paātrinājumu veic mainīgs nemainīgas frekvences elektriskais lauks, un sinhronismu nodrošina magnētiskais lauks, kas mainās saskaņā ar noteiktu likumu, kas notur daļiņas nemainīga rādiusa orbītā.

Praktiskiem nolūkiem bija nepieciešams teorētiski pārliecināties, ka piedāvātie paātrinājuma procesi ir stabili, tas ir, ar nelielām novirzēm no rezonanses, daļiņu fāzēšana tiks veikta automātiski. Ciklotronu komandas teorētiskais fiziķis E.L. Feinbergs tam pievērsa Vekslera uzmanību un pats stingrā matemātiskā veidā pierādīja procesu stabilitāti. Tāpēc Vekslera ideja tika saukta par "automātiskās fāzes principu".

Lai apspriestu iegūto risinājumu, FIAN rīkoja semināru, kurā Vekslers uzstājās ar ievadziņojumu, bet Feinbergs - par stabilitāti. Darbs tika apstiprināts, un tajā pašā 1944. gadā žurnālā “PSRS Zinātņu akadēmijas ziņojumi” tika publicēti divi raksti, kuros tika aplūkotas jaunas paātrināšanas metodes (pirmajā rakstā bija runa par paātrinātāju, kas balstīts uz vairākām frekvencēm, vēlāk saukts mikrotrons). Kā to autors bija norādīts tikai Vekslers, un Feinberga vārds vispār netika minēts. Ļoti drīz Feinberga loma automātiskās fāzes principa atklāšanā tika nepelnīti nodota pilnīgai aizmirstībai.

Gadu vēlāk automātiskās fāzes principu neatkarīgi atklāja amerikāņu fiziķis E. Makmilans, taču Vekslers saglabāja prioritāti.

Jāpiebilst, ka akseleratoros, kas balstīti uz jauno principu, "sviras noteikums" izpaudās nepārprotami - enerģijas pieaugums noveda pie paātrināto daļiņu stara intensitātes zuduma, kas ir saistīts ar cikliskumu. to paātrinājuma, atšķirībā no vienmērīgā paātrinājuma ciklotronos un betatronos. Uz šo nepatīkamo brīdi uzreiz tika norādīts Fizikas un matemātikas zinātņu nodaļas sēdē 1945. gada 20. februārī, taču tad visi vienbalsīgi nonāca pie atziņas, ka šis apstāklis ​​nekādā gadījumā nedrīkst traucēt projekta realizāciju. Lai gan, starp citu, cīņa par intensitāti pēc tam pastāvīgi kaitināja “paātrinātājus”.

Tajā pašā sesijā pēc PSRS Zinātņu akadēmijas prezidenta ierosinājuma S.I. Vavilova, tika nolemts nekavējoties būvēt divu veidu akseleratorus, ko piedāvāja Vekslers. Speciālā komiteja pie PSRS Tautas komisāru padomes 1946. gada 19. februārī uzdeva attiecīgajai komisijai izstrādāt savus projektus, norādot jaudu, ražošanas laiku un būvlaukumu. (FIAN atteicās izveidot ciklotronu.)

Rezultātā 1946. gada 13. augustā vienlaikus tika izdoti divi PSRS Ministru Padomes dekrēti, kurus parakstīja PSRS Ministru padomes priekšsēdētājs I.V. Staļins un PSRS Ministru padomes vadītājs Ya.E. Čadajevs par sinhrociklotrona izveidi deuterona enerģijai 250 MeV un sinhrotrona ar enerģiju 1 GeV. Akseleratoru enerģiju galvenokārt noteica ASV un PSRS politiskā konfrontācija. Amerikas Savienotās Valstis jau ir izveidojušas sinhrociklotronu ar deuteronu enerģiju aptuveni 190 MeV un ir sākušas būvēt sinhrotronu ar enerģiju 250–300 MeV. Domājams, ka vietējiem paātrinātājiem enerģētikas ziņā vajadzētu pārspēt amerikāņus.

Uz sinhrociklotronu tika liktas cerības uz jaunu elementu atklāšanu, jaunas metodes atomenerģijas iegūšanai no avotiem, kas ir lētāki par urānu. Ar sinhrotrona palīdzību viņi bija iecerējuši mākslīgi iegūt mezonus, kas, kā tolaik pieņēma padomju fiziķi, spēj izraisīt kodola skaldīšanu.

Abi dekrēti tika izdoti ar zīmogu "Top Secret (speciālā mape)", jo akseleratoru būvniecība bija daļa no atombumbas izveides projekta. Ar viņu palīdzību tika cerēts iegūt precīzu kodolspēku teoriju, kas nepieciešama bumbu aprēķiniem, kas tolaik tika veikti tikai ar lielu aptuvenu modeļu kopu. Tiesa, viss izrādījās nebūt tik vienkārši, kā sākumā tika uzskatīts, un jāatzīmē, ka šāda teorija nav radīta līdz mūsdienām.

Rezolūcijās tika noteiktas akseleratoru būvniecības vietas: sinhrotrons - Maskavā, uz Kalugas šosejas (tagad Ļeņina prospekts), FIAN teritorijā; Sinhrociklotrons - Ivankovskas hidroelektrostacijas rajonā, 125 kilometrus uz ziemeļiem no Maskavas (tolaik Kaļiņinas apgabals). Sākotnēji abu akseleratoru izveide tika uzticēta FIAN. V.I. Veksleram un sinhrociklotronam - D.V. Skobeļcins.

Kreisajā pusē - tehnisko zinātņu doktors profesors L.P. Zinovjevs (1912–1998), labajā pusē - PSRS Zinātņu akadēmijas akadēmiķis V.I. Vekslers (1907–1966) sinhrofazotrona radīšanas laikā

Pēc sešiem mēnešiem atomprojekta vadītājs I.V. Kurčatovs, neapmierināts ar Fianovo sinhrociklotrona darba gaitu, pārcēla šo tēmu uz savu laboratoriju Nr.2. Viņš iecēla M.G. Meščerjakovs, atbrīvojot viņu no darba Ļeņingradas Radija institūtā. Meščerjakova vadībā laboratorijā Nr.2 tika izveidots sinhrociklotrona modelis, kas jau eksperimentāli apstiprinājis autofāzēšanas principa pareizību. 1947. gadā Kaļiņinas apgabalā sāka būvēt akseleratoru.

1949. gada 14. decembrī M.G. vadībā. Meshcheryakov Synchrocyclotron tika veiksmīgi palaists pēc grafika un kļuva par pirmo šāda veida paātrinātāju Padomju Savienībā, bloķējot līdzīga akseleratora enerģiju, kas tika radīta 1946. gadā Bērklijā (ASV). Tas saglabājās rekords līdz 1953. gadam.

Sākotnēji uz sinhrociklotronu balstītā laboratorija slepenības labad tika saukta par PSRS Zinātņu akadēmijas (GTL) Hidrotehnisko laboratoriju un bija 2. laboratorijas filiāle. 1953. gadā tā tika pārveidota par neatkarīgu Kodolproblēmu institūtu. PSRS Zinātņu akadēmija (INP), kuru vadīja MG Meščerjakovs.

Ukrainas Zinātņu akadēmijas akadēmiķis A.I. Leipunskis (1907–1972), balstoties uz automātiskās fāzes principu, ierosināja izstrādāt paātrinātāju, ko vēlāk sauca par sinhrofazotronu (foto: Zinātne un dzīve)
Sinhrotrona izveide neizdevās vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, neparedzētu grūtību dēļ bija jāizbūvē divi sinhrotroni zemākām enerģijām - 30 un 250 MeV. Tie atradās FIAN teritorijā, un 1 GeV sinhrotronu tika nolemts būvēt ārpus Maskavas. 1948. gada jūnijā viņam tika piešķirta vieta dažu kilometru attālumā no jau būvējamā sinhronā ciklotrona Kaļiņinas apgabalā, taču tā arī tur netika uzbūvēta, jo priekšroka tika dota Ukrainas akadēmijas akadēmiķa Aleksandra Iļjiča Leipunska piedāvātajam paātrinātājam. Zinātnes. Tas notika sekojošā veidā.

1946. gadā A.I. Leipunskis, pamatojoties uz automātiskās fāzes principu, izvirzīja ideju par iespēju izveidot paātrinātāju, kurā apvienotas sinhrotrona un sinhrociklotrona īpašības. Pēc tam Vekslers šāda veida paātrinātājus nosauca par sinhrofazotronu. Nosaukums kļūst skaidrs, ja ņemam vērā, ka sinhrociklotrons sākotnēji tika saukts par fasotronu, un savienojumā ar sinhrotronu tiek iegūts sinhrofazotrons. Tajā vadības magnētiskā lauka izmaiņu rezultātā daļiņas pārvietojas pa gredzenu, tāpat kā sinhrotronā, un paātrinājums rada augstfrekvences elektrisko lauku, kura frekvence mainās atkarībā no laika, tāpat kā sinhrociklotronā. Tas ļāva ievērojami palielināt paātrināto protonu enerģiju salīdzinājumā ar sinhrociklotronu. Sinhrofasotronā protonus provizoriski paātrina lineārā paātrinātājā - inžektorā. Galvenajā kamerā magnētiskā lauka iedarbībā ievadītās daļiņas sāk cirkulēt tajā. Šo režīmu sauc par betatron režīmu. Tad pie elektrodiem, kas novietoti divās diametrāli pretējās taisnās spraugās, tiek ieslēgts augstfrekvences paātrinājuma spriegums.

No visiem trim paātrinātāju veidiem, kuru pamatā ir automātiskās fāzes princips, sinhronais fasotrons ir tehniski vissarežģītākais, un tad daudzi šaubījās par tā izveides iespēju. Taču Leipunskis, būdams pārliecināts, ka viss izdosies, drosmīgi ķērās pie savas idejas īstenošanas.

1947. gadā laboratorijā "B" netālu no Obninskoje stacijas (tagad Obninskas pilsēta) īpaša akseleratoru grupa viņa vadībā sāka akseleratora izstrādi. Pirmie sinhrofazotrona teorētiķi bija Yu.A. Krutkovs, O.D. Kazačkovskis un L.L. Sabsovičs. 1948. gada februārī notika slēgta konference par akseleratoriem, kurā bez ministriem piedalījās arī A.L. Mints, tolaik pazīstamais radiotehnikas speciālists, un Ļeņingradas Electrosila un transformatoru rūpnīcu galvenie inženieri. Visi norādīja, ka Leipuņa piedāvāto akseleratoru varētu izdarīt. Pirmo teorētisko rezultātu iedrošināšana un vadošo rūpnīcu inženieru atbalsts ļāva uzsākt darbu pie konkrēta tehniskā projekta liela paātrinātāja protonu enerģijām 1,3–1,5 GeV un izstrādāt eksperimentālus darbus, kas apstiprināja Leipunska idejas pareizību. Līdz 1948. gada decembrim akseleratora tehniskais projekts bija gatavs, un līdz 1949. gada martam Leipunskim bija jāiesniedz 10 GeV sinhrofazotrona projekta projekts.

Un pēkšņi, 1949. gadā, pašā darba uzplaukumā, valdība nolēma nodot FIAN iesākto darbu pie sinchrofasotrona. Priekš kam? Kāpēc? Galu galā FIAN jau būvē 1 GeV sinhrotronu! Jā, lieta ir tāda, ka abi projekti, gan 1,5 GeV sinhrotrons, gan 1 GeV sinhrotrons, bija pārāk dārgi, un radās jautājums par to lietderību. Tas beidzot tika atrisināts vienā no īpašajām sanāksmēm FIAN, kur pulcējās valsts vadošie fiziķi. Viņi uzskatīja, ka nav nepieciešams izveidot 1 GeV sinhrotronu, jo trūkst lielas intereses par elektronu paātrinājumu. Šīs pozīcijas galvenais pretinieks bija M.A. Markovs. Viņa galvenais arguments bija tāds, ka ar jau labi izpētītās elektromagnētiskās mijiedarbības palīdzību ir daudz efektīvāk pētīt gan protonus, gan kodolspēkus. Tomēr viņam neizdevās aizstāvēt savu viedokli, un pozitīvs lēmums izrādījās par labu Leipunska projektam.

Šādi izskatās 10 GeV sinhronais fasotrons Dubnā

Sabruka Vekslera lolotais sapnis par lielākā akseleratora būvniecību. Nevēloties samierināties ar esošo situāciju, viņš ar S.I. Vavilovs un D.V. A.I. Leipunskis. Valdība pieņēma šo priekšlikumu, jo 1948. gada aprīlī kļuva zināms par Kalifornijas universitātes 6–7 GeV sinchrofasotronu projektu un viņi vēlējās vismaz uz brīdi būt priekšā ASV.

1949. gada 2. maijā PSRS Ministru padome izdeva lēmumu par sinhrofazotrona izveidi 7–10 GeV enerģijai iepriekš sinhrotronam atvēlētajā teritorijā. Tēma tika nodota FIAN, un V.I. Veksler, lai gan Leipunska bizness gāja diezgan labi.

Tas izskaidrojams, pirmkārt, ar to, ka Vekslers tika uzskatīts par autofāzēšanas principa autoru un, pēc laikabiedru atmiņām, L. P. viņam ļoti labvēlīgi izturējās. Berija. Otrkārt, S. I. Vavilovs tajā laikā bija ne tikai FIAN direktors, bet arī PSRS Zinātņu akadēmijas prezidents. Leipunskim tika piedāvāts kļūt par Vekslera vietnieku, taču viņš atteicās un vēlāk nepiedalījās sinhrona fasotrona izveidē. Saskaņā ar deputāta Leipunska O.D. Kazačkovskis, "bija skaidrs, ka divi lāči nevar tikt galā vienā migā." Pēc tam A.I. Leipunskis un O.D. Kazačkovskis kļuva par vadošajiem speciālistiem reaktoru jomā un 1960. gadā viņam tika piešķirta Ļeņina balva.

Rezolūcijā bija punkts par laboratorijas "V" darbinieku, kuri nodarbojās ar akseleratora izstrādi, pārcelšanu uz darbu FIAN ar atbilstošā aprīkojuma nodošanu. Un bija ko pastāstīt: darbs pie akseleratora laboratorijā "B" līdz tam laikam bija novests līdz modelim un galveno lēmumu pamatojumam.

Ne visi bija sajūsmā par pāreju uz FIAN, jo ar Leipunski bija viegli un interesanti strādāt: viņš bija ne tikai lielisks zinātniskais padomnieks, bet arī brīnišķīgs cilvēks. Tomēr bija gandrīz neiespējami atteikties no pārsūtīšanas: tajā skarbajā laikā atteikums draudēja ar tiesu un nometnēm.

No laboratorijas "B" pārceltajā grupā bija inženieris Leonīds Petrovičs Zinovjevs. Viņš, tāpat kā citi akseleratoru grupas dalībnieki, Leipunska laboratorijā vispirms nodarbojās ar atsevišķu komponentu izstrādi, kas nepieciešami nākotnes akseleratora modelim, jo ​​īpaši jonu avota un augstsprieguma impulsu ķēdēm inžektora darbināšanai. Leipunskis nekavējoties pievērsa uzmanību kompetentam un radošam inženierim. Pēc viņa norādījumiem Zinovjevs bija pirmais, kurš iesaistījās izmēģinājuma rūpnīcas izveidē, kurā bija iespējams simulēt visu protonu paātrināšanas procesu. Tad neviens nevarēja iedomāties, ka Zinovjevs, kļuvis par vienu no pionieriem sinhrofasotrona idejas dzīvē, būs vienīgais, kurš izietu visus tā izveides un uzlabošanas posmus. Un ne tikai iet garām, bet arī vadīt tos.

Laboratorijā "V" iegūtie teorētiskie un eksperimentālie rezultāti tika izmantoti Ļebedeva Fizikālajā institūtā 10 GeV sinhrofazotrona projektēšanā. Tomēr, lai palielinātu akseleratora enerģiju līdz šai vērtībai, bija nepieciešami būtiski uzlabojumi. Tās izveides grūtības ļoti lielā mērā pastiprināja tas, ka tajā laikā visā pasaulē nebija pieredzes tik lielu instalāciju būvniecībā.

Teorētiķu vadībā M.S. Rabinovičs un A.A. Kolomenskis FIAN veica tehniskā projekta fizisku pamatojumu. Sinhrofazotrona galvenās sastāvdaļas izstrādāja Zinātņu akadēmijas Maskavas Radiotehnikas institūts un Ļeņingradas pētniecības institūts to direktoru A.L. vadībā. Mints un E.G. Moskīts.

Lai iegūtu nepieciešamo pieredzi, mēs nolēmām izveidot sinhrofazotrona modeli 180 MeV enerģijai. Tas atradās FIAN teritorijā īpašā ēkā, kas slepenības dēļ tika saukta par noliktavu Nr.2. 1951.gada sākumā Vekslers uzticēja Zinovjevam visus darbus pie modeļa, ieskaitot iekārtu uzstādīšanu, regulēšanu un tā izveidi. integrēta palaišana.

Fianovska modelis nekādā gadījumā nebija mazulis - tā magnēts ar 4 metru diametru svēra 290 tonnas. Pēc tam Zinovjevs atgādināja, ka, kad viņi salika modeli saskaņā ar pirmajiem aprēķiniem un mēģināja to iedarbināt, sākumā nekas nedarbojās. Pirms modeļa laišanas tirgū bija jāpārvar daudzas neparedzētas tehniskas grūtības. Kad tas notika 1953. gadā, Vekslers teica: “Nu, tas tā! Ivankovska synchrophasotron derēs! Runa bija par lielu 10 GeV sinhrofazotronu, kas jau bija sākts būvēt 1951. gadā Kaļiņinas apgabalā. Būvniecību veica organizācija ar koda nosaukumu TDS-533 (Būvniecības tehniskā direkcija 533).

Īsi pirms modeļa izlaišanas kāds amerikāņu žurnāls negaidīti publicēja ziņojumu par jaunu akseleratora magnētiskās sistēmas dizainu, ko sauc par cieto fokusēšanu. To veic kā mainīgu sekciju kopumu ar pretēji vērstiem magnētiskā lauka gradientiem. Tas ievērojami samazina paātrināto daļiņu svārstību amplitūdu, kas savukārt ļauj ievērojami samazināt vakuuma kameras šķērsgriezumu. Rezultātā tiek ietaupīts liels daudzums dzelzs, kas aiziet magnēta konstrukcijā. Piemēram, 30 GeV akseleratoram Ženēvā, kura pamatā ir stingra fokusēšana, ir trīs reizes lielāka enerģija un trīs reizes lielāks apkārtmērs nekā Dubnas sinhrofazotronam, un tā magnēts ir desmit reizes vieglāks.

Cieto fokusēšanas magnētu dizainu ierosināja un izstrādāja amerikāņu zinātnieki Kurants, Livingstons un Snaiders 1952. gadā. Dažus gadus pirms viņiem to pašu izdomāja, bet nepublicēja Kristofils.

Zinovjevs nekavējoties novērtēja amerikāņu atklājumu un ierosināja pārveidot Dubnas sinchrofasotronu. Taču šim nolūkam būtu jāziedo laiks. Vekslers toreiz teica: "Nē, kaut uz vienu dienu, bet mums ir jābūt priekšā amerikāņiem." Iespējams, aukstā kara apstākļos viņam bija taisnība - "zirgus vidus straumē nemaina". Un lielo akseleratoru turpināja būvēt pēc iepriekš izstrādātā projekta. 1953. gadā uz būvējamā sinhrofazotrona bāzes tika izveidota PSRS Zinātņu akadēmijas Elektrofizikālā laboratorija (EFLAN). Par tās direktoru tika iecelts V.I. Vekslers.

1956. gadā INP un EFLAN veidoja pamatu izveidotajam Apvienotajam Kodolpētījumu institūtam (JINR). Tās atrašanās vieta kļuva pazīstama kā Dubnas pilsēta. Līdz tam laikam sinhrociklotrona protonu enerģija bija 680 MeV, un tika pabeigta sinhrofazotrona būvniecība. Kopš pirmajām JINR veidošanās dienām par tās oficiālo simbolu kļuva stilizēts sinchrophasotron ēkas zīmējums (autors V.P. Bočkarevs).

Modelis palīdzēja atrisināt vairākas problēmas ar 10 GeV paātrinātāju, tomēr daudzu mezglu dizains ir būtiski mainījies lielo izmēru atšķirību dēļ. Sinhrofazotrona elektromagnēta vidējais diametrs bija 60 metri, bet svars - 36 tūkstoši tonnu (pēc parametriem tas joprojām ir Ginesa rekordu grāmatā). Radās vesela virkne jaunu sarežģītu inženiertehnisko problēmu, kuras komanda veiksmīgi atrisināja.

Beidzot viss bija gatavs integrētai akseleratora palaišanai. Pēc Vekslera rīkojuma to vadīja L.P. Zinovjevs. Darbs sākās 1956. gada decembra beigās, situācija bija saspringta, un Vladimirs Iosifovičs nesaudzēja ne sevi, ne savus darbiniekus. Mēs bieži nakšņojām gultiņās tieši instalācijas milzīgajā vadības telpā. Saskaņā ar memuāriem A.A. Kolomenskis, Vekslers lielāko daļu savas neizsīkstošās enerģijas tajā laikā tērēja palīdzības "izspiešanai" no ārējām organizācijām un praktisku priekšlikumu īstenošanai, kas lielākoties nāk no Zinovjeva. Vekslers augstu novērtēja savu eksperimentālo intuīciju, kurai bija izšķiroša loma milzu akseleratora iedarbināšanā.

Ļoti ilgu laiku viņi nevarēja iegūt betatron režīmu, bez kura palaišana nav iespējama. Un tas bija Zinovjevs, kurš izšķirošajā brīdī saprata, kas jādara, lai iedvestu dzīvību sinhrofazotronā. Eksperiments, kas tika gatavots divas nedēļas, visiem par prieku, beidzot vainagojās panākumiem. 1957.gada 15.martā darbu sāka Dubnas sinhronofazotrons, par ko visai pasaulei ziņoja laikraksts Pravda 1957.gada 11.aprīlī (V.I.Vekslera raksts). Interesanti, ka šīs ziņas parādījās tikai tad, kad akseleratora enerģija, kas pakāpeniski tika paaugstināta no palaišanas dienas, pārsniedza 6,3 GeV enerģiju tajā laikā vadošajam Amerikas sinhrofazotronam Bērklijā. "Ir 8,3 miljardi elektronvoltu!" - vēstīja laikraksts, paziņojot, ka Padomju Savienībā ir izveidots rekorda paātrinātājs. Vekslera lolotais sapnis ir piepildījies!

16. aprīlī protonu enerģija sasniedza projektēto vērtību 10 GeV, bet paātrinātājs tika nodots ekspluatācijā tikai dažus mēnešus vēlāk, jo joprojām bija pietiekami daudz neatrisinātu tehnisko problēmu. Un tomēr galvenais bija aiz muguras – sāka darboties sinhronaistrons.

Par to Vekslers ziņoja Apvienotā institūta Akadēmiskās padomes otrajā sesijā 1957. gada maijā. Tajā pašā laikā institūta direktors D.I. Blohincevs atzīmēja, ka, pirmkārt, sinchrophasotron modelis tika izveidots pusotra gada laikā, savukārt Amerikā tas prasīja aptuveni divus gadus. Otrkārt, pats sinhrofazotrons tika palaists trīs mēnešu laikā, ievērojot grafiku, lai gan sākumā tas šķita nereāli. Tieši sinhrofazotrona palaišana Dubnai atnesa pirmo pasaules slavu.

Institūta Akadēmiskās padomes trešajā sesijā Zinātņu akadēmijas loceklis korespondents V.P. Dželepovs atzīmēja, ka "Zinovjevs visos aspektos bija palaišanas dvēsele un ienesa šajā biznesā milzīgu enerģijas un pūļu daudzumu, proti, radošus centienus iekārtas uzstādīšanas gaitā." A D.I. Blohincevs piebilda, ka "Zinovjevs faktiski izturēja milzīgo sarežģīto pielāgošanas darbu."

Sinhrofazotrona izveidē bija iesaistīti tūkstošiem cilvēku, taču Leonīdam Petrovičam Zinovjevam tajā bija īpaša loma. Vekslers rakstīja: “Sinhrofazotrona palaišanas panākumi un iespēja uzsākt plašu fizisko darbu pie tā lielā mērā ir saistīti ar L.P. Zinovjevs.

Zinovjevs plānoja atgriezties FIAN pēc akseleratora palaišanas. Tomēr Vekslers lūdza viņu palikt, uzskatot, ka nevar uzticēt nevienam citam sinhrona fasotrona pārvaldību. Zinovjevs piekrita un vairāk nekā trīsdesmit gadus uzraudzīja akseleratora darbu. Viņa vadībā un ar tiešu līdzdalību akselerators tika pastāvīgi uzlabots. Zinovjevs mīlēja sinhrofazotronu un ļoti smalki sajuta šī dzelzs milža elpu. Pēc viņa teiktā, nebija nevienas, pat mazākās akseleratora detaļas, kurai viņš neaiztiktu un kuras mērķi viņš nezinātu.

1957. gada oktobrī Kurčatova institūta Akadēmiskās padomes paplašinātajā sēdē, kuru vadīja pats Igors Vasiļjevičs, septiņpadsmit cilvēki no dažādām organizācijām, kas piedalījās sinchrofasotrona izveidē, tika nominēti tā laika padomju prestižākajai Ļeņina balvai. savienība. Bet saskaņā ar nosacījumiem laureātu skaits nedrīkstēja pārsniegt divpadsmit cilvēkus. 1959. gada aprīlī JINR Augstas enerģijas laboratorijas direktors V.I. Vekslers, šīs pašas laboratorijas nodaļas vadītājs L.P. Zinovjevs, PSRS Ministru padomes Galvenās Atomenerģijas izmantošanas direkcijas vadītāja vietnieks D.V. Efremovs, Ļeņingradas pētniecības institūta direktors E.G. Komārs un viņa līdzstrādnieki N.A. Monosons, A.M. Stolovs, PSRS Zinātņu akadēmijas Maskavas Radiotehnikas institūta direktors A.L. Mints, tā paša institūta darbinieki F.A. Vodopjanovs, S.M. Rubčinskis, FIAN darbinieki A.A. Kolomenskis, V.A. Petuhovs, M.S. Rabinovičs. Vekslers un Zinovjevs kļuva par Dubnas goda pilsoņiem.

Sinhrofazotrons darbojās četrdesmit piecus gadus. Šajā laikā tajā tika veikti vairāki atklājumi. 1960. gadā sinhrofazotronu modelis tika pārveidots par elektronu paātrinātāju, kas FIAN darbojas joprojām.

avoti

Literatūra:
Kolomenskis A. A., Ļebedevs A. N. Ciklisko paātrinātāju teorija. - M., 1962. gads.
Komar EG uzlādēti daļiņu paātrinātāji. - M., 1964. gads.
Livinggood J. Ciklisko paātrinātāju darbības principi - M., 1963.g.
Oganesjans Ju.Kā tika izveidots ciklotrons / Zinātne un dzīve, 1980, 4. lpp. 73.
Hill R. Daļiņu nomodā - M., 1963. gads.

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

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

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

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

http://www.larissa-zinovyeva.com

Un es jums atgādināšu par dažiem citiem iestatījumiem: piemēram, un kā tas izskatās. Atcerieties, kas tas ir. Vai varbūt jūs nezināt? vai kas ir Oriģinālais raksts ir vietnē InfoGlaz.rf Saite uz rakstu, no kura izgatavota šī kopija -

Kas ir sinhrofazotrons?

Vispirms nedaudz iedziļināsimies vēsturē. Nepieciešamība pēc šīs ierīces pirmo reizi radās 1938. gadā. Ļeņingradas Fizikas un tehnoloģijas institūta fiziķu grupa vērsās pie Molotova ar paziņojumu, ka PSRS nepieciešama pētniecības bāze atoma kodola uzbūves izpētei. Šis lūgums tika pamatots ar to, ka šādai studiju jomai ir ļoti liela nozīme, un šobrīd Padomju Savienība nedaudz atpaliek no Rietumu kolēģiem. Patiešām, Amerikā tajā laikā jau bija 5 sinhrofazotroni, PSRS nebija neviena. Tika ierosināts pabeigt jau iesāktā ciklotrona būvniecību, kura izstrāde tika apturēta sliktā finansējuma un kompetenta personāla trūkuma dēļ.

Beigās tika pieņemts lēmums būvēt sinhrofazotronu, un Vekslers bija šī projekta priekšgalā. Būvniecība tika pabeigta 1957. gadā. Tātad, kas ir sinhrofazotrons? Vienkārši sakot, tas ir daļiņu paātrinātājs. Tas nodod milzīgas kinētiskās enerģijas daļiņas. Tas ir balstīts uz mainīgu vadošo magnētisko lauku un mainīgu galvenā lauka frekvenci. Šī kombinācija ļauj noturēt daļiņas pastāvīgā orbītā. Šo ierīci izmanto, lai pētītu visdažādākās daļiņu īpašības un to mijiedarbību augstā enerģijas līmenī.

Ierīcei ir ļoti intriģējoši izmēri: tā aizņem visu universitātes ēku, tās svars ir 36 tūkstoši tonnu, bet magnētiskā gredzena diametrs ir 60 m. Diezgan iespaidīgi izmēri ierīcei, kuras galvenais uzdevums ir izpētīt daļiņas, kuru izmēri ir mēra mikrometros.

Sinhrofazotrona darbības princips

Daudzi fiziķi mēģināja izstrādāt ierīci, kas ļautu paātrināt daļiņas, nododot tās ar milzīgu enerģiju. Šīs problēmas risinājums ir sinhrofazotrons. Kā tas darbojas un kāds ir pamats?

Sākumu noteica ciklotrons. Apsveriet tā darbības principu. Joni, kas paātrinās, iekrīt vakuumā, kur atrodas dee. Šajā laikā jonus ietekmē magnētiskais lauks: tie turpina kustēties pa asi, iegūstot ātrumu. Pārvarējuši asi un trāpījuši nākamajā spraugā, viņi sāk palielināt ātrumu. Lielākam paātrinājumam ir nepieciešams pastāvīgs loka rādiusa palielinājums. Šajā gadījumā tranzīta laiks būs nemainīgs, neskatoties uz attāluma palielināšanos. Sakarā ar ātruma palielināšanos tiek novērota jonu masas palielināšanās.

Šī parādība ir saistīta ar ātruma pieauguma samazināšanos. Tas ir galvenais ciklotrona trūkums. Sinhrofasotronā šī problēma tiek pilnībā novērsta, mainot magnētiskā lauka indukciju ar saistīto masu un vienlaikus mainot daļiņu uzlādes biežumu. Tas ir, daļiņu enerģija tiek palielināta elektriskā lauka dēļ, nosakot virzienu magnētiskā lauka klātbūtnes dēļ.