Kuid selgub, et saja kilomeetri kaugusel Moskvast, teaduslinna Protvino lähedal, Moskva regiooni metsadesse, maeti kümnete miljardite rublade suurune varandus. Te ei saa seda üles kaevata ja varastada - igavesti maasse peituna kannab see väärtust ainult teaduse ajaloo jaoks. Me räägime Protvino Kõrge Energia Füüsika Instituudi kiirendi-säilituskompleksist (UNK) - täppidega maa-alusest objektist, mis on peaaegu Suur Hadronite põrketiirus.
Gaasipedaali maa-aluse ringi pikkus on 21 km. Põhitunnel läbimõõduga 5 meetrit on laotatud 20–60 meetri sügavusele (sõltuvalt maastikust). Lisaks ehitati palju abiruume, mis olid pinnaga ühendatud vertikaalsete šahtide abil. Kui Protvino Proton Collider oleks kohale toimetatud õigeaegselt enne LHC-d, oleks fundamentaalfüüsika maailma ilmnenud uus tõmbepunkt.
Edasi - peamise Nõukogude põrkeseadme ajaloost, mille põhjal võiks võltsida tuleviku füüsikat.
Suurim projekt
Nalja parafraseerides "Ja ma ütlesin sulle - koht on neetud!" võime öelda, et põrkajad ei ilmu nullist - selleks peavad olema sobivad tingimused. Mitu aastat enne seda, kui tehti strateegiline otsus ehitada NSV Liidu suurim teadusrajatis, asutati 1960. aastal salajane küla Serpukhov-7, mis on kõrge energiafüüsika instituudi (IHEP) alus. Sait valiti geoloogilistel põhjustel - selles Moskva piirkonna osas võimaldab iidse mere põhjaosa moodustav pinnas paigutada suuri maa-aluseid objekte, mis on kaitstud seismilise tegevuse eest.
Protvino 325 meetri kõrguselt:
Reklaamvideo:
1965. aastal saadi linnatüüpi asula staatus ja kohaliku jõe Protva nimest tuletati uus nimi - Protvino. 1967. aastal käivitati Protvinos oma aja suurim kiirendus - 70 GeV (109 elektronvolti) prootoni sünkrotron U-70. See töötab endiselt ja on endiselt Venemaa kõige suurema energiatarbega kiirendi.
U-70 ehitus.
Varsti hakkasid nad välja töötama uue kiirendi projekti - prootoni-prootoni põrkajat, mille energia on 3 TeV (1012 eV), millest saaks maailma võimsaim. ÜRO teoreetilise põhjendamise tööd juhtis akadeemik Anatoli Logunov, teoreetiline füüsik, kõrge energiafüüsika instituudi teadusdirektor. UNK kiirendi esimese "võimendusastmena" oli kavas kasutada U-70 sünkrotronit.
UNK projektis pidi toimuma kaks etappi: üks pidi U-70-st saama 70 GeV energiaga prootonkiirt ja tõstma selle vaheväärtuseni 400–600 GeV. Teises ringis (teine etapp) tõuseks prootoni energia maksimaalse väärtuseni. UNK mõlemad astmed pidid asuma ühes ringtunnelis, mille mõõtmed olid suuremad kui Moskva metroo ringjoon. Sarnasusi metrooga lisab asjaolu, et ehituse viisid läbi Moskva ja Alma-Ata metrooehitajad.
Katse plaan
1. Kiirendi U-70. 2. Süstimise kanal - prootonkiire süstimine UNK-gaasipedaali rõngasse. 3. Antiprotoonide kanal. 4. Krüogeenne keha. 5. Tunnelid hadroni- ja neutronikompleksidele.
Kaheksakümnendate aastate alguses polnud maailmas võrreldava suuruse ja energiaga kiirendeid. Ei Ameerika Ühendriikide Tevatron (rõnga pikkus 6,4 km, energia 1980ndate alguses - 500 GeV) ega CERNi labori Supercollider (rõnga pikkus 6,9 km, põrkeenergia 400 GeV) ei suutnud pakkuda füüsikale vajalikke tööriistu uute katsete läbiviimiseks. …
Meie riigil oli ulatuslik kogemus kiirendite väljatöötamisel ja ehitamisel. 1956. aastal Dubnasse ehitatud sünkofasotron sai tollal maailma võimsaimaks: energia 10 GeV, pikkus umbes 200 meetrit. Füüsikud tegid Protvinosse ehitatud U-70 sünkrotronil mitu avastust: nad registreerisid kõigepealt antimaterjalituumade tuumad, avastasid niinimetatud "Serpukhovi efekti" - hadrooniliste interaktsioonide kogu ristlõigete suurenemise (kogused, mis määravad kahe põrkuva osakese reaktsiooni käigu) ja palju muud.
Kümme aastat tööd
1983. aastal alustati ehitustöödega kaevandusmeetodil, kasutades 26 vertikaalset šahti.
UNK-tunneli täismõõduline mudel.
Mitu aastat tehti ehitust loiult - läbiti vaid poolteist kilomeetrit. 1987. aastal andis valitsus välja töö intensiivistamise dekreedi ja 1988. aastal ostis Nõukogude Liit esimest korda pärast 1935. aastat välismaale kaks kaasaegset Lovat-tunneli igavat kompleksi, mille abiga Protontonnelstroy hakkas tunnelite ehitamist.
Miks oli vaja osta tunnelikilp, kui enne seda viiskümmend aastat riigis ehitas metroo edukalt? Fakt on see, et 150-tonnised Lovat-masinad ei puurinud mitte ainult väga suure läbitungimistäpsusega kuni 2,5 sentimeetrit, vaid ka vooderdasid tunneli katuse 30-sentimeetrise betoonikihiga metallisolatsiooniga (tavalised betoonplokid, seest keevitatud metallist isolatsioonilehega). … Palju hiljem tehakse Moskva metrooosas Trubnaja-Sretensky puiestee lõigul väike lõik metallist isolatsiooniga plokkidest.
Sissepritse kanal. Elektriveduri rööpad on vajunud betoonpõrandasse.
1989. aasta lõpus oli möödas umbes 70% peamisest ringtunnelist ja 95% sisselaskekanalist, enam kui 2,5 km pikkusest tunnelist, mis oli ette nähtud kiire edastamiseks U-70-st UNK-i. Ehitasime inseneri toetamiseks kolm hoonet (kavandatud 12-st), käivitasime maapealsete rajatiste ehituse kogu perimeetri ümber: enam kui 20 mitmekorruseliste tööstushoonetega tööstusobjekti, kuhu pandi veevarustus, küte, suruõhuteed, kõrgepingeliinid.
Samal perioodil hakkasid projektiga probleeme tekkima. 1991. aastal koos NSV Liidu lagunemisega oleks võinud UNK-st kohe loobuda, kuid lõpetamata tunneli säilitamise kulud oleksid olnud liiga suured. Hävitatud, põhjaveega üle ujutatud, võib see ohustada kogu piirkonna ökoloogiat.
Tunneli maa-aluse ringi sulgemiseks kulus veel neli aastat, kuid kiirendav osa jäi lootusetult taha - UNK esimese etapi kiirenduskonstruktsioonist valmistati vaid umbes ¾ ning ülijuhitava konstruktsiooni magneteid oli vaja vaid mõnikümmend (ja vaja oli 2500, ja neist 2500, igaüks neist kaalus umbes 10 tonni). …
Stend magnetide testimiseks.
Siit leiate jalutuskäigu läbi selle kinnisvara koos blogija samnamosega:
Alustame oma jalutuskäiku kohast, kus kilptunnel viidi läbi viimases pöördes.
Siin on palju muda, kohati on üsna ujutatud kohti.
Harg pagasiruumi.
Miinipuur.
Mõnes kohas on suletud hädaolukorras töötavad ristandid.
Varustuse tuba.
Torude virnastaja.
Ja siis põimitakse rööpad betooni.
Neptuun - "suurim saal süsteemiga."
See on suure rõnga lõunaosa. Siinne tunnel on peaaegu täielikult valmis - paigaldatud on isegi manustatud sisestusdetailid toitesisendite jaoks ja ka kiirendi enda püstikud.
Pildistamise käigus.
Ja see saal viib kiirendi töötava väikese rõnga suunas, kus uuringud juba käivad, nii et liigume mööda suurt ringi edasi.
Varsti lõppes puhas tunnel ja läks viimane tunneliosa, kus asub kaevandus, kust me alustasime.
Sügavus on umbes 60 meetrit. Pärast 19 tunni maa all veedamist lahkume allmaailmast …
Magnetsüsteem on kiirendis üks olulisemaid. Mida suurem on osakeste energia, seda keerulisem on neid ringjoont mööda saata ja vastavalt, seda tugevamad peaksid olema magnetväljad. Lisaks tuleb osakesed fokuseerida nii, et need ei tõrjuks lendamise ajal üksteist. Seetõttu on koos osakeste ringiga pöörlevate magnetitega vaja ka teravustavaid magneteid. Kiirendite maksimaalne energia on põhimõtteliselt piiratud magnetilise süsteemi suuruse ja maksumusega.
Sissepritetunnel oli kompleksi ainus osa, mis oli 100% valmis. Kuna UNK orbiidi tasapind on 6 m madalamal kui U-70 korral, oli kanal varustatud laiendatud magnetiosaga, mis tagas tala pöörde 64 °. Ioonoptiline süsteem vastas U-70-st eraldatud tala faasimahule tunneli pöörde struktuuriga.
Sel hetkel, kui sai selgeks, et "raha pole ja peame kinni hoidma", töötati välja ja võeti vastu kõik sissepritsekanali vaakumseadmed, pumpamissüsteemid, toiteseadmed, juhtimis- ja seiresüsteemid. Roostevabast terasest vaakumtoru, mille rõhk on alla 10 (võimsusele -7) mm Hg, on kiirendi alus, osakesed liiguvad mööda seda. Sissepritsikanali vaakumkambrite ja kiirendi kahe astme kogupikkus, kiirendatud prootonite kiirguse eraldamise ja väljutamise kanalid oleksid pidanud olema umbes 70 km.
Ehitati 15 x 60 m2 suurune saal “Neptuun”, kus pidid asuma kiirendi sihtmärgid ja juhtimisseadmed.
Väiksemad tehnoloogilised tunnelid.
Alustatud on ainulaadse neutronikompleksi ehitust - UNK-s hajutatud osakesed juhitakse maapõue läbi eraldi tunneli Baikali poole, mille põhjas on paigaldatud spetsiaalne detektor. Baikali järvel asuv neutriinoteleskoop on endiselt olemas ja asub rannikust 3,5 km kaugusel kilomeetri sügavusel.
Kogu tunneli ulatuses ehitati maa-aluseid saali iga poolteise kilomeetri tagant, et sinna mahuks suur varustus.
Lisaks peatunnelile ehitati veel üks, tehniline (ülal pildil), mis on ette nähtud kaablite ja torude jaoks.
Tunnelil olid sirgjoonelised lõigud kiirendi tehnoloogiliste süsteemide paigutamiseks, mis on diagrammil tähistatud kui "SPP-1" (siin siseneb U-70 osakeste valgusvihk) ja "SPP-4" (osakesed eemaldatakse siit). Need olid laiendatud saalid läbimõõduga kuni 9 meetrit ja pikkusega umbes 800 meetrit.
Ventilatsioonivõll sügavusega 60 m (see on ka KDPV-l).
Surm ja väljavaated
1994. aastal panid ehitajad kokku 21-kilomeetrise tunneli viimase ja kõige raskema hüdrogeoloogilise seisundi (põhjavee tõttu). Samal perioodil raha praktiliselt kuivas, sest projekti kulud olid proportsionaalsed tuumaelektrijaama ehitamisega. Töötajatele seadmeid tellida või palka maksta ei saanud. Olukorda raskendas 1998. aasta kriis. Pärast seda, kui tehti otsus osaleda suure hadronite põrkaja käivitamisel, loobuti UNK-st lõpuks.
Tunnelite hetkeseisu, mida endiselt jälgitakse.
2008. aastal tellitud LHC osutus moodsamaks ja võimsamaks, tappes lõpuks Venemaa kokkupõrke reanimatsiooni idee. Kuid hiiglasest kompleksist on võimatu lihtsalt lahkuda ja nüüd on see "ilma käepidemeta kohver". Igal aastal kulutatakse föderaalsest eelarvest raha valvurite ülalpidamiseks ja tunnelitest vee pumpamiseks. Raha kulutatakse ka arvukate saalide betoneerimiseks, mis meelitavad kohale kogu Venemaa eksootika austajaid.
Viimase kümne aasta jooksul on välja pakutud erinevaid ideid kompleksi renoveerimiseks. Tunnelis võiks paikneda ülijuhtiv induktsioonladu, mis aitaks säilitada kogu Moskva piirkonna elektrivõrgu stabiilsust. Või võiks seal teha seenefarmi. Ideid on palju, kuid need kõik toetuvad rahapuudusele - isegi kompleksi matmine ja selle täielik betooniga täitmine on liiga kallis. Vahepeal jäävad teaduse nõudmata koopad monumendiks nõukogude füüsikute täitmata unistusele.
LHC olemasolu ei tähenda kõigi teiste kokkupõrkajate kõrvaldamist. Kõrgenergeetilise füüsika instituudi kiirendi U-70 on endiselt suurim tegutsev Venemaal. Moskva lähistel Dubnasse ehitatakse raske ioonkiirendi NIKA. Selle pikkus on suhteliselt lühike - NIKA sisaldab nelja 200-meetrist rõngast -, kuid see piirkond, kus põrkeseade töötab, peaks võimaldama teadlastel jälgida "piir" olekut, kui tuumadest ja aatomituumadest vabanevad osakesed eksisteerivad üheaegselt. Füüsika jaoks peetakse seda valdkonda üheks kõige lootustandvamaks.
NIKA-põrkme abil teostatavate fundamentaaluuringute hulgas on varase universumi mikroskoopilise mudeli modelleerimine. Teadlased kavatsevad kasutada colliderit vähktõve uute ravimeetodite otsimiseks (kasvaja kiiritamine osakestega). Lisaks kasutatakse paigaldust kiirguse mõju uurimiseks elektroonika toimimisele. Uue kiirendi ehitamine on plaanitud lõpule viia 2023. aastal.
Kuid lugejad märkasid kohe, et Suur-Moskva laienes just selles suunas:
Kuigi on veel teavet, et kuskil on ISF (kasutatud tuumkütuse ladustamine).
