Inštitut za jedrsko fiziko (BINP SB RAS). Kaj sem videl

Inštitut jedrska fizika njih. G.I. Budkera SB RAS - inštitut, ustanovljen leta 1958 v Novosibirskem Academgorodoku na podlagi laboratorija novih pospeševalnih metod Inštituta atomska energija, ki ga vodi I.V.Kurchatov. BINP je največji inštitut Ruske akademije znanosti. Skupno število zaposlenih na inštitutu je približno 2900 ljudi. Med znanstvenimi delavci inštituta je 5 rednih članov Ruske akademije znanosti, 6 dopisnih članov Ruske akademije znanosti, približno 60 doktorjev znanosti, 160 kandidatov znanosti. BINP je opravil dokaj impresivno količino dela za veliki hadronski trkalnik v CERN-u.

Tukaj se je vse začelo: VEP-1 (protielektronski žarki)
Prvi trkalnik na svetu, zgrajen leta 1963 za preučevanje možnosti njihove uporabe v fizikalnih poskusih elementarni delci. VEP-1 je edini trkalnik v zgodovini, v katerem so žarki krožili in trkali v navpični ravnini.

Trenutno na BINP SB RAS delujeta dva pospeševalnika: VEPP-4 in VEPP-2000.
Elektronsko-pozitronski trkalnik VEPP-2000, katerega razvoj se je prav tako začel leta 2000, je postal nekakšen mlajši brat Veliki hadronski trkalnik. Če bi energija delcev v evropskem trkalniku dosegla 100 gigaelektronvoltov na žarek (skupna energija - 200 gigaelektronvoltov), ​​potem Sibirski trkalnik natanko 100-krat šibkejši - 2000 megaelektronvoltov ali 2 gigaelektronvolta.

Ena glavnih nalog novega trkalnika je čim bolj natančno merjenje parametrov anihilacije elektron-pozitronskega para v hadrone – mezone in barione. Pozitron in elektron - delec in antidelec - lahko med trki anihilirata in se popolnoma spremenita v elektromagnetno sevanje. Vendar pa lahko pri nekaterih energijah ti trki ustvarijo druge delce - sestavljene iz dveh (mezonov) ali treh kvarkov (barionov - protonov in nevtronov).
Notranja struktura protonov in nevtronov še vedno ni povsem razumljena.

Takojšnje hlajenje stopal z dušikom.

To so mi povedali na v tem trenutku je eden najmočnejših magnetov na svetu.

Upravljanje VEPP-2000

Pospeševalni kompleks VEPP-4 je edinstvena naprava za izvajanje eksperimentov z visokoenergijskimi trčnimi žarki elektronov in pozitronov. Kompleks VEPP-4 vključuje injektor (energija žarka do 350 MeV), shranjevalni obroč VEPP-3 (do 2 GeV) in elektron-pozitronski trkalnik VEPP-4M (do 6 GeV).

Trkalnik VEPP-4M z univerzalnim detektorjem delcev KEDR je zasnovan za eksperimente v fiziki visokih energij.

VEPP-4M izvaja sistem za merjenje energije delcev z metodo resonančne depolarizacije z relativna napaka do 10-7, kar ni doseženo v nobenem drugem laboratoriju na svetu. Ta tehnika omogoča merjenje mase osnovnih delcev z izjemno visoko natančnostjo.

V zadnjih letih je cilj večine poskusov natančno merjenje mase osnovnih delcev.

Poleg fizike visokih energij v kompleksu VEPP-4 potekajo raziskave z ekstrahiranimi žarki sinhrotronskega sevanja. Glavne smeri so znanost o materialih, študij eksplozivnih procesov, arheologija, biologija in medicina, nanotehnologija itd.

Več kot 30 ruskih in tujih organizacij, vključno z inštituti RAS iz Novosibirska, Jekaterinburga, Krasnojarska, Tomska, Sankt Peterburga, Moskve itd., kot tudi tuji inštituti iz Nemčije, Francije, Italije, Švice, Španije, ZDA, Japonske in Južne Koreje.

Obod VEPP-4m je 366 metrov.

Njegovi polobroči potekajo pod zemljo

V skladiščnem obroču VEPP-3 izvajajo eksperimente iz jedrske fizike na notranji plinski tarči, ki je plinski curek (devterij ali vodik) rekordne intenzivnosti, ki se vnese neposredno v vakuumsko komoro hranilnega obroča.

Dolžina hranilnega obroča VEPP-3 je 74,4 m, energija vbrizga je 350 MeV, največja energija je 2000 MeV.

Glavne smeri dela VEPP-3 trenutno so kopičenje in vbrizgavanje elektronov in pozitronov v trkalnik VEPP-4M, delo kot vir sinhrotronskega sevanja in poskusi z notranjo plinsko tarčo na sipanju elektronov na polariziranih devteronih.

Akumulator-hladilnik injekcijskega kompleksa.

Namestitev GDT (gas-dinamična past) je stojalo za eksperimentalno preučevanje pomembnih fizikalnih problemov, povezanih z zaprtjem termonuklearne plazme v dolgih magnetni sistemi Oh odprtega tipa. Med temami, ki se preučujejo, so fizika vzdolžnih izgub delcev in energije, ravnotežna in magnetohidrodinamična stabilnost plazme ter mikronestabilnost.

Poskusi v objektu GDT so zagotovili odgovore na več klasičnih vprašanj fizike vroče plazme.

Trenutno poteka posodobitev instalacije GDL. Namen posodobitve je uporaba močnih atomskih injektorjev nove generacije za ogrevanje plazme. Po izračunih takšni injektorji omogočajo pridobitev rekordnih parametrov vroče plazme, kar bo omogočilo izvedbo serije eksperimentov za podrobno preučevanje fizike zadrževanja in segrevanja plazme s parametri, značilnimi za prihodnje termonuklearne reaktorje.

Večzrcalna plazemska past GOL-3.
V objektu GOL-3 se izvajajo poskusi za preučevanje interakcije plazme s površino. Namen teh poskusov je izbrati optimalne konstrukcijske materiale za elemente termonuklearnega reaktorja v stiku z vročo plazmo.

Namestitev GOL-3 je solenoid, na katerem je nameščenih veliko tuljav (110 kosov), ki ustvarjajo močno magnetno polje znotraj cevi. Preden naprava deluje, vakuumske črpalke izčrpajo zrak iz cevi, nato pa se vanjo vbrizgajo atomi devterija. Nato je treba vsebino cevi segreti na desetine milijonov stopinj, pri čemer prehaja žarek nabitih delcev.

Ogrevanje poteka v dveh stopnjah - zahvaljujoč električni naboj Doseže se predhodno segrevanje na 20 tisoč stopinj, nato pa z "vbrizgavanjem" žarka elektronov pride do segrevanja na 50-60 milijonov stopinj. V tem stanju se plazma zadrži le delčke sekund - v tem času instrumenti odčitajo odčitke za nadaljnjo analizo.

Ves ta čas na tuljave deluje napetost, ki v njih ustvarja magnetno polje moči približno pet tesla.
Tako močno polje, poslušno fizikalni zakoni, rad raztrga tuljave, zato so pritrjeni z močnimi jeklenimi sponkami, da bi to preprečili.

Skupno je na dan več »strelov«, za vsakega pa se porabi približno 30 MW električne energije. Ta energija prihaja iz hidroelektrarne Novosibirsk prek ločenega omrežja.

Postavitev FEL v Inštitutu za kemijsko kinetiko in zgorevanje, ki meji na BINP.
Laserji prostih elektronov so sestavljeni iz dveh enot - ondulatorja in optične votline.
Ideja je naslednja: žarek elektronov leti skozi odsek z izmeničnim magnetnim poljem. Pod vplivom tega polja so elektroni prisiljeni leteti ne v ravni črti, ampak vzdolž določene sinusne, valovite poti. Pri tem nihajočem gibanju relativistični elektroni oddajajo svetlobo, ki pade v ravni liniji v optični resonator, znotraj katerega je nori vakuum (10–10 milimetrov živega srebra).

Na nasprotnih koncih cevi sta dve masivni bakreni ogledali. Na poti od ogledala do ogledala in nazaj svetloba pridobi spodobno moč, del katere se odda potrošniku. Elektroni, ki so predali energijo v elektromagnetno sevanje, se skozi sistem upogibnih magnetov obrnejo, vrnejo v RF resonatorje in tam upočasnijo.

Uporabniške postaje, ki jih je danes šest, se nahajajo v drugem nadstropju stavbe izven pospeševalne hale, kjer med delovanjem FEL ni mogoče biti prisoten. Sevanje se prenaša navzgor po ceveh, napolnjenih s suhim dušikom.

Zlasti sevanje iz te naprave so biologi uporabili za razvoj nove metode za preučevanje kompleksnih molekularnih sistemov.

Kemiki imajo zdaj možnost nadzirati reakcije na energijsko zelo učinkovit način. Fiziki preučujejo metamateriale – umetne materiale, ki imajo v določenem območju valovnih dolžin negativen lomni količnik, postanejo popolnoma nevidni itd.

Kot lahko vidite na "vratih", ima stavba verjetno 100-kratno varnostno rezervo za zaščito pred sevanjem.

Za morebitna vprašanja glede uporabe fotografij pišite na e-pošto.

"Princip trkalnika je preprost - da bi razumeli, kako stvar deluje, jo morate razbiti, da bi ugotovili, kako deluje elektron, da bi to naredili, so izumili stroje, v katerih so elektroni pospešeno do ogromnih energij, trčijo, uničijo in spremenijo v druge delce. To je kot trčenje dveh koles in avtomobila, ki gresta drug mimo drugega," pravi Goldenberg.

Po številnih zavojih, prehodih in stopnicah lahko pridete do plošče, na kateri so narisani obroči trkalnikov VEPP-3 (zgrajen 1967-1971) in VEPP-4M (zgrajen 1979, posodobljen v zgodnjih 90-ih). Po Goldenbergovih besedah ​​je obseg VEPP-3 74 m, VEPP-4M pa 360 m. »Večja ko je naprava za shranjevanje, več energije lahko črpa. To ne pomeni, da je en pospeševalnik boljši, drugi pa slabši. , samo to, da jih lahko gledaš iz različnih fizik in izvajaš različne poskuse,« je pojasnil fizik. Delovanje trkalnikov je nadzorovano iz nadzorne sobe; Po ocenah osebja parametre pospeševalnikov nadzoruje približno 30 ljudi.

V enem od podzemnih bunkerjev izvajati poskuse z žarki. Boris Goldenberg je poročal, da trenutno VEPP-4M deluje za svinčeno steno, v kateri delci opisujejo kroge velikosti stadiona. Trkalnika seveda ni bilo mogoče videti na lastne oči. »V skladišču so smrtonosne doze [sevanja], pred tem nas varuje meter visok zid in hodnik, vsi kanali [iz njega] so odstranjeni in zaprti s svincem, vse to. je zaščiten,« je pomiril fizik.

Naprave, s katerimi znanstveniki delajo v bunkerju, se imenujejo postaje - vsaka vsebuje eksperimentalno opremo. Fizikalne delce, ki jih razprši trkalnik, je mogoče uporabiti kjer koli. Na primer, stabilen vir sevanja omogoča kalibracijo detektorjev za vesoljske teleskope. Tukaj lahko "razsvetlite" gost granit, da bi našli diamante v njem. Rentgenska tomografija in rentgenska mikroskopija vzorcev sta 50-krat jasnejša kot na primer na medicinskih napravah. Eden od najnovejših dosežkov znanstvenikov je nežen način boja proti raku. V tem poskusu so okužene miši obsevane z "mrežastim" žarkom namesto z neprekinjenim, tako da se zdravo tkivo ne poškoduje.

Najbolj pereč projekt danes je delo na novem pospeševalniku delcev. Zdaj inštitut sam financira delo in je v 10 letih v projekt vložil približno 2 milijardi rubljev. Na ozemlju inštituta je že zgrajena četrtina predora za podzemni del pospeševalnika, katerega obseg bo znašal 800 m, skupno vrednost projekta pa je direktor Pavel Logačev ocenil na približno 34 milijard rubljev. Znanstveniki domnevajo, da bo ta elektron-pozitronski trkalnik lahko svetu odprl "novo fiziko".

Natalija Gredina

Imel sem priložnost obiskati svetovno znani INP poimenovan po. G.I.Budkera SB RAS. Kar sem tam videl, lahko samo pokažem podrobno zgodbo o inštalacijah in samem zavodu raziskovalec Inštitut Starostina Elena Valerievna.

(Skupaj 68 fotografij)

Originalno besedilo vzeto od tukaj .
O INP je na splošno težko govoriti na kratko iz več razlogov. Najprej zato, ker naš Inštitut ne sodi v običajne standarde. Ni res akademski zavod, ki dela za temeljno znanost, ker ima lastno proizvodnjo, ki je povsem primerljiva s povprečnim obratom, v sodobnem času pa z dobrim obratom. In v tej tovarni ne izdelujejo žebljev s pločevinkami, ampak imajo tehnologije, ki preprosto ne obstajajo nikjer v Rusiji. Sodobne tehnologije v najbolj natančnem pomenu besede in ne v »modernem za Sovjetsko zvezo 80. let«. In ta obrat je naš, in ne tak, kjer so lastniki »tam nekje« in samo zbiramo izdelke na kup.
To torej nikakor ni akademski inštitut.

A tudi ne proizvodnje. Kakšna proizvodnja je to, če Inštitut meni, da je glavni izdelek najbolj temeljni rezultat, vsa ta čudovita tehnološka polnitev in proizvodnja pa je le način, kako doseči ta rezultat?

Torej, konec koncev znanstveni inštitut osnovni profil?
Kaj pa dejstvo, da BINP izvaja najširši spekter eksperimentov, povezanih s sinhrotronskim sevanjem (v nadaljevanju SR) oziroma laserjem prostih elektronov (v nadaljevanju FEL), in so to izključno aplikativni eksperimenti za desetine naših inštitutov? In, mimogrede, skoraj nimajo druge priložnosti za izvedbo takšnih poskusov.

Gre torej za multidisciplinarni inštitut?
ja In še veliko, veliko več...

To zgodbo bi lahko začeli z zgodovino inštituta. Ali od danes. Iz opisov inštalacij ali ljudi. Iz zgodbe o situaciji Ruska znanost ali dosežke fizike zadnje dni. In zelo dolgo sem okleval, preden sem izbral smer, dokler se nisem odločil, da malo povem o vsem, iskreno upajoč, da bom nekoč napisal več in nekje objavil ta material.

Torej, INP SB RAS poimenovan po. G.I.Budkera ali preprosto Inštitut za jedrsko fiziko.
Leta 1958 ga je ustanovil Gersh Itskovich Budker, čigar ime na Inštitutu je bilo Andrej Mihajlovič, Bog ve zakaj. Ne, seveda, bil je Jud v ZSSR Judovska imena niso bili dobrodošli - to je vse jasno. Nisem pa mogel ugotoviti, zakaj pravi Andrej Mihajlovič in ne Nikolaj Semenovič.
Mimogrede, če na INP slišite nekaj takega kot "Andrej Mihajlovič je rekel ...", to pomeni, da je Budker rekel.
Je ustanovitelj inštituta in verjetno, če ne bi bilo njega in če ne bi bilo Sibirije, nikoli ne bi imeli tako razvite pospeševalne fizike. Dejstvo je, da je Budker delal za Kurchatova in po govoricah je bil tam preprosto utesnjen. In nikoli ne bi dovolili, da bi tako »zamajalo« v Rusiji, kjer so nove institucije šele nastajale in se odpirale nove smeri. In v Moskvi mu pri tej starosti ne bi takoj dali Inštituta. Najprej bi ga naredili slabega na mestu vodje laboratorija, potem namestnika direktorja, sploh, vidite, izgubil bi živce in odšel.

Budker je odšel v Novosibirsk in od tam začel vabiti različne izjemne in manj ugledne fizike. Izjemni fiziki niso radi odšli v izgnanstvo, zato so stavili na mlado šolo, ki je bila takoj ustanovljena. Šoli sta bili NSU ter Fizikalna in glasbena šola pri tej NSU. Mimogrede, na Akademiji tablice dajejo avtorstvo FMS izključno Lavrentjevu, vendar žive priče te zgodovine, ki zdaj živijo v Ameriki in objavljajo svoje spomine, trdijo, da je bil avtor šole Budker, ki je "prodajal" Lavrentjevu zamisel o nekakšni še eni administrativni koncesiji.
Znano je, da se dva velika človeka - Budker in Lavrentjev, milo rečeno, nista najbolje razumela in to se še vedno odraža ne le v odnosih ljudi v Akademgorodoku, ampak tudi v pisanju njegove zgodovine. Poglejte katero koli akademsko razstavo, ki poteka v Hiši znanstvenikov (DU), in zlahka boste ugotovili, da skoraj ni, recimo, fotografij iz ogromnega arhiva INP in se na splošno malo govori o največjem inštitutu naše Akademije znanosti ( okoli 3 tisoč zaposlenih) , tretji zavezanec pa v NSO. Ni zelo pošteno, a tako je.
Z eno besedo, Zavod, njegove dosežke in vzdušje dolgujemo Budkerju. Mimogrede, tudi proizvodnja. Nekoč so INP med vsemi inštituti v državi označili za najbolj kapitalističnega – lahko je proizvajal svoje izdelke in jih prodajal. Zdaj se imenuje najbolj socialistična - navsezadnje gre ves zasluženi denar v skupni lonec in se iz njega razdeli za plače, pogodbe in, kar je najpomembneje, izvajanje znanstvenih poskusov.
To je zelo draga zadeva. Spreminjanje (12 ur) delovanja pospeševalnika z detektorjem lahko stane več sto tisoč rubljev in večina od tega denarja (od 92 do 75 %) so zaslužili zaposleni na BINP. BINP je edini inštitut na svetu, ki zasluži na fundamentalni fizične raziskave na svojem. V drugih primerih takšne ustanove financira država, pri nas pa - razumete - če čakate na pomoč države, ne boste dolgo umrli.

Kako INP služi denar? Prodaja magnetnih pospeševalnih sistemov v druge države, ki želijo zgraditi lastne pospeševalnike. S ponosom lahko rečemo, da smo zagotovo eden od dveh ali treh najboljših proizvajalcev pospeševalnih obročev na svetu. Proizvajamo vakuumske sisteme in resonatorje. Proizvajamo industrijske pospeševalne enote, ki delujejo na desetine območij zunaj našega gospodarstva in pomagajo pri dezinfekciji medicinske opreme, žita, hrane, čiščenju zraka in odpadne vode, no, na splošno vsega, na kar pri nas nihče ne posveča pozornosti. BINP proizvaja medicinske pospeševalnike in rentgenske naprave za rentgensko slikanje ljudi, recimo na letališčih ali v zdravstvenih ustanovah. Če natančno pogledate oznake na teh skenerjih, boste ugotovili, da se ne nahajajo samo na letališču Novosibirsk Tolmachevo, ampak tudi v glavnem mestu Domodedovo. BINP izvaja na desetine, če ne na stotine majhnih naročil za visokotehnološko proizvodnjo ali znanost po vsem svetu. Proizvajamo pospeševalnike in podobno opremo za ZDA, Japonsko, Evropo, Kitajsko, Indijo ... Zgradili smo del LHC obroča in bili zelo uspešni. Delež ruskih naročil je tradicionalno nizek in glede tega ni mogoče storiti ničesar - vlada ne daje denarja in lokalne oblasti ali pa jih lastniki podjetij preprosto nimajo dovolj – običajno gre račun v milijone dolarjev. Moramo pa odkrito priznati, da imamo tudi običajne ruske dotacije in pogodbe in smo jih tudi veseli, saj Inštitut vedno potrebuje denar.

3. Delček pospeševalnika, ki ga trenutno izdeluje BINP za Brookhaven Laboratory (ZDA)

Naša povprečna plača je nižja od sosednje in njena porazdelitev se ne zdi vedno pravična, vendar se večina Iafancev s tem sprijazni, ker razume, na čem delajo in zakaj zavračajo zvišanje plač. Vsak odstotek, ki je vpisan v njem, pomeni minus dni delovanja naprav. Enostavno je.
Ja, včasih jih je treba popolnoma ustaviti in tudi taki primeri so bili. A na srečo so trajale le šest mesecev.
INP si lahko privošči vodenje gradnje dragih luksuznih hiš, če gredo nekatera stanovanja zaposlenim, te zaposlene pošilja na dolga poslovna potovanja v tujino, vzdržuje eno najboljših smučarskih baz v državi, kjer je »Smučarska proga Rusije ” poteka vsako leto (mimogrede, bazi zdaj grozi zaprtje zaradi še enega smešnega gradbenega projekta), vzdržuje svoj rekreacijski center v Burmistrovu (“Razliv”), na splošno si lahko privošči marsikaj. In čeprav se vsako leto govori, da je to preveč potratno, še vedno vztrajamo.

Kaj pa znanost na INP?
Znanost je težja. Obstajajo štiri glavne znanstvene usmeritve BINP:
1. fizika osnovnih delcev - FEP (tj. iz česa je sestavljen naš svet na zelo, zelo mikro ravni)
2. fizika pospeševalnikov (tj. naprav, s pomočjo katerih je mogoče doseči to mikronivo (ali bolje rečeno »nano«, po moderni modi? :))
3. fizika plazme
4. fizika, povezana s sinhrotronskim sevanjem.

Na BINP je še več drugih področij, predvsem tista, povezana z jedrsko in fotonuklearno fiziko, medicinskimi aplikacijami, radiofiziko in številnimi drugimi manjšimi.

4. Namestitev Dayton VEPP-3. Če se vam zdi, da je to popoln kaos žic, potem je na splošno zaman. Prvič, VEPP-3 je namestitev, kjer preprosto ni prostora, in drugič, snemanje poteka s strani kablovske poti (položeno je na vrhu). Končno, tretjič, Dayton je ena tistih instalacij, ki so včasih vgrajene v konstrukcijo VEPP-3 in nato odstranjene, t.j. naredi tukaj globalni sistemi"spravljati stvari v red" preprosto nima smisla.

Imamo dva stalno delujoča pospeševalnika: VEPP-2000 (okrajšava VEPP, ki jo bomo pogosto srečali, pomeni »trkajoči elektron-pozitronski žarki«), na katerem delujeta dva detektorja - KMD in SND (kriogeni magnetni detektor in sferični nevtralni detektor) in VEPP -4M z detektorjem KEDR. Kompleks VEPP-4M vsebuje še en pospeševalnik - VEPP-3, kjer se izvajajo poskusi v zvezi s SR (VEPP-4 ima tudi SR, vendar so to nove postaje, so še v povojih, čeprav se aktivno razvijajo v v zadnjem času in ena zadnjih kandidatskih disertacij Sishnikov je bila zagovarjana prav v tej smeri).

5. SI bunker VEPP-3, postaja za rentgensko fluorescenčno elementno analizo.

6. SI bunker VEPP-3, postaja za rentgensko fluorescenčno elementno analizo.

Poleg tega imamo FEL, ki je neposredno zasnovan za delo s teraherčnim sevanjem za kogarkoli od zunaj, saj BINP še ni našel »neposrednega« namena zanj. Mimogrede, po tej ekskurziji je postalo znano, da je bil vodja FEL Nikolaj Aleksandrovič Vinokurov izvoljen za dopisnega člana RAS.

Tu se najprej ustavimo zaradi pojasnil (na podlagi nasvetov bralcev). Kaj je FEL ali laser prostih elektronov? Tega ni zelo enostavno razložiti, a domnevali bomo, da veste, da se v običajnem laserju sevanje dogaja takole: z neko metodo segrejemo (vzbudimo) atome snovi do te mere, da začnejo oddajati. In ker to sevanje izberemo na poseben način, ki pade v resonanco z energijo (in s tem frekvenco) sevanja, dobimo laser. Torej v FEL vir sevanja ni atom, ampak sam elektronski žarek. Prisiljen je mimo tako imenovanega wigglerja (undulatorja), kjer veliko magnetov prisili žarek, da "trza" iz ene strani v drugo v sinusoidi. Hkrati oddaja enako sinhrotronsko sevanje, ki se lahko zbere v lasersko sevanje. S spreminjanjem jakosti toka v wigglerjevih magnetih ali energije žarka lahko spreminjamo frekvenco laserja v širokem razponu, kar je trenutno nedosegljivo na noben drug način.

V Rusiji ni drugih naprav FEL. A obstajajo v ZDA, tak laser izdelujejo tudi v Nemčiji (skupni projekt Francije, Nemčije in našega inštituta, strošek presega milijardo evrov.) V angleščini tak laser zveni kot FEL - free electron laser.

8. Laserska elektronska pištola s prostimi elektroni

9. Sistem za spremljanje nivoja vodnega hlajenja resonatorjev na FEL

10. Resonatorji FEL

11. Ta in naslednja dva okvirja prikazujeta FEL, gledano od spodaj (visi "s stropa").

14. Oleg Aleksandrovič Ševčenko zapre vrata v dvorano LSE. Ko se sproži končno stikalo udarjenih radarskih zaščitnih vrat (desno betonski blok), lahko laser začne delovati.

15. Nadzorna soba FEL. Na mizi so kozarci za zaščito pred lasersko sevanje

16. Ena od postaj na FEL. Na desni vidite optična stojala, na katerih so lističi z ožganim papirjem ( temne lise v središču). To je sled laserskega sevanja FEL.

17. Redek strel. Stari žarkovni osciloskop v kontrolni sobi FEL. Takšnih osciloskopov je na BINP še malo, a če pogledate, jih lahko najdete. V bližini (levo) je povsem moderen digitalni Tektronix, a kaj je na njem zanimivega?

Imamo svojo usmeritev na področju fizike plazme, ki je povezana z zaprtjem plazme (kjer naj bi potekala termonuklearna reakcija) v odprtih pasteh. Takšne pasti obstajajo samo na BINP in, čeprav ne bodo dovolili glavna naloga»termonuklearno« – ustvarjanje nadzorovanega termonuklearna fuzija, vendar omogočajo pomemben napredek na področju raziskovanja parametrov tega CTS.

18. Instalacija AMBAL je ambipolarna adiabatna past, ki trenutno ne deluje.

Kaj se dela v vseh teh inštalacijah?

Če govorimo o FEC, potem je situacija zapletena. Vsi dosežki FEC zadnja leta so povezani s pospeševalniki-trkalniki tipa LHC (LHC, kot ga imenuje ves svet, in LHC - Large Hadron Collider, kot ga imenujemo samo mi). Gre za pospeševalnike z ogromno energijo – okoli 200 GeV (gigaelektronvoltov). V primerjavi z njimi je VEPP-4 s svojimi 4-5 GeV, ki deluje skoraj pol stoletja, starček, kjer je mogoče izvajati raziskave v omejenem obsegu. Še bolj pa VEPP-2000 z energijo le približno 1 GeV.

Tukaj se bom moral malo zadržati in pojasniti, kaj je GeV in zakaj je veliko. Če vzamemo dve elektrodi in nanje nanesemo potencialno razliko 1 volta, nato pa med tema elektrodama spustimo nabit delec, bo ta pridobil energijo 1 elektronvolta. Od bolj poznanega joula ga loči kar 19 velikostnih redov: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Za pridobitev energije 1 GeV je potrebno ustvariti pospeševalno napetost 1 gigavolta na poti leta elektrona. Če želite pridobiti energijo iz LHC, morate ustvariti napetost 200 gigavoltov (giga je milijarda voltov, 10 9 ali 1.000.000.000 voltov). No, predstavljajte si naprej, kaj je za to potrebno. Dovolj je reči, da LHC (LHC) poganja ena od francoskih jedrskih elektrarn v bližini.

21. Pospeševalnik VEPP-2000 – posodobitev prejšnjega pospeševalnika VEPP-2M. Razlika od prejšnje različice je višja energija (do 1 GeV) in realizirana ideja tako imenovane okrogle kite (ponavadi je žemljica bolj podobna pentlji kot čemu drugemu). Lani je pospeševalnik po daljši rekonstrukciji začel delovati.

23. Nadzorna soba VEPP-2000.

24. Nadzorna soba VEPP-2000. Nad tabelo - diagram pospeševalni kompleks.

25. Ojačevalec elektronov in pozitronov BEP za VEPP-2000

Kakšne koristi ima INP od tega področja? Najvišja natančnost njihovih raziskav. Dejstvo je, da je življenje ustrojeno tako, da vsi lažji delci prispevajo k rojstvu težjih in bolj natančno kot poznamo njihovo maso-energijo, bolje poznamo prispevek k rojstvu celo Higgsovega bozona. To počne BINP - dobiva super natančne rezultate in preučuje različne redke procese, katerih "ulov" od raziskovalcev zahteva ne le napravo, temveč veliko zvitosti in spretnosti. Skratka z možgani, kaj drugega? In v tem smislu dobro izstopajo vsi trije detektorji BINP - KMD, SND in KEDR (nima dekodiranja imena)

26. SND je sferični nevtralni detektor, ki omogoča registracijo delcev, ki nimajo naboja. Na sliki je prikazan blizu končne montaže in začetka dela.

Največji med našimi detektorji je KEDR. Nedavno so na njem zaključili vrsto poskusov, ki so omogočili merjenje mase tako imenovanega leptona tau, ki je v vseh pogledih analogen elektronu, le da je veliko težji, in delca J/Psi, prvega delcev, kjer "deluje" četrti največji kvark. In še enkrat bom razložil. Kot je znano, je skupaj šest kvarkov - imajo zelo lepa in celo eksotična imena, s katerimi se imenujejo delci, ki jim pripadajo (recimo, "čar" ali "čudni" delci pomenijo, da vsebujejo šarm oziroma čudne kvarke) :

Imena kvarkov nimajo nobene zveze z resničnimi lastnostmi različnih stvari - samovoljna fantazija teoretikov. Imena, navedena v narekovajih, so sprejemljivi ruski prevodi izrazov. Moja poanta je, da "lepega" kvarka ne moremo imenovati lep ali lep - terminološka napaka. Takšne so jezikovne težave, čeprav se t-kvark pogosto preprosto imenuje top kvark :)

Torej, vsi delci sveta, ki jih poznamo, so sestavljeni iz dveh najlažjih kvarkov; dokaz o obstoju ostalih štirih je delo pospeševalnikov in detektorjev trkov. Dokazovanje obstoja s-kvarka ni bilo enostavno, pomenilo je pravilnost več hipotez hkrati in odkritje J/psi je bilo izjemen dosežek, ki je takoj pokazala ogromno obetavnost celotne metode preučevanja osnovnih delcev, hkrati pa nam je odprla pot do proučevanja procesov, ki so se v času dogajali v svetu. Veliki pok in kaj se zdaj dogaja. Masa “cigana” po poskusu KEDR je bila izmerjena z natančnostjo, ki jo presega le meritev mase elektrona in protona z nevtronom, tj. osnovni delci mikrosveta. To je fantastičen rezultat, s katerim sta lahko tako detektor kot pospeševalnik še dolgo ponosna.

28. To je detektor KEDR. Kot lahko vidite, je zdaj razstavljen, to je redka priložnost, da vidite, kako izgleda od znotraj. Sisteme popravljamo in posodabljamo po daljšem obdobju dela, ki ga običajno imenujemo »eksperimentalni vstop« in običajno traja več let.

29. To je detektor KEDR, pogled od zgoraj.

31. Kriogeni sistem Detektor KEDR, rezervoarji z tekoči dušik, ki se uporablja za hlajenje superprevodnega magneta detektorja KEDR (ohlajen je na temperaturo tekočega helija, predhodno ohlajen na temperaturo tekočega dušika.)

32. V obroču VEPP-4M

Na področju fizike pospeševalnikov je stanje boljše. BINP je eden od ustvarjalcev trkalnikov nasploh, tj. Z gotovostjo se lahko štejemo za enega od dveh inštitutov, kjer se je ta metoda rodila skoraj sočasno (z nekajmesečno razliko). Prvič smo se srečali z materijo in antimaterijo na način, da je bilo mogoče z njima izvajati eksperimente, namesto da bi opazovali prav to antimaterijo kot nekaj neverjetnega, s čimer se ne da delati. Še vedno predlagamo in poskušamo implementirati ideje pospeševalnikov, ki jih v svetu še ni, in naši strokovnjaki včasih ne morejo izstopiti iz tujih centrov pripravljeni prevzeti njihovo izvedbo (pri nas je to drago in dolgotrajno). Predlagamo nove projekte "tovarn" - močnih pospeševalnikov, ki lahko "rodijo" ogromno dogodkov za vsak obrat žarka. Z eno besedo, tukaj, na področju pospeševalne fizike, lahko BINP z gotovostjo trdi, da je Inštitut svetovnega razreda, ki vsa ta leta ni izgubil svojega pomena.

Gradimo zelo malo novih inštalacij in traja veliko časa, da jih dokončamo. Na primer, pospeševalnik VEPP-5, ki je bil načrtovan kot največji na BINP, so gradili tako dolgo, da je postal moralno zastarel. Poleg tega je ustvarjeni injektor tako dober (in celo edinstven), da bi bilo napačno, če ga ne bi uporabili. Del obroča, ki ga vidite danes, naj ne bi bil uporabljen za VEPP-5, temveč za kanale za prenos delcev iz forinjektorja VEPP-5 v VEPP-2000 in VEPP-4.

33. Tunel za obroč VEPP-5 je morda najbolj velika zgradba te vrste na BINP danes. Njegova velikost je tolikšna, da bi tu lahko vozil avtobus. Ring zaradi pomanjkanja sredstev ni bil nikoli zgrajen.

34. Fragment kanala Forinjektor - VEPP-3 v predoru VEPP-5.

35. To so stojala za magnetne elemente obvodnega kanala Forinjector - VEPP2000 (kanali so še danes v izdelavi.)

36. Soba LINAC (linearni pospeševalnik) foreinjektorja VEPP-5

37. Ta in naslednji okvir prikazujeta magnetne elemente Foreinjectorja

39. Linearni pospeševalnik Forinjector VEPP-5. Dežurni v kompleksu in odgovorna oseba za obiskovalce čakata na konec fotografiranja

40. Hladilnik forinjektorja, kamor vstopajo elektroni in pozitroni iz LINAC za nadaljnje pospeševanje in spreminjanje nekaterih parametrov žarka.

41. Elementi magnetnega sistema akumulacijskega hladilnika. Kvadrupolna leča v tem primeru.

42. Številni gostje našega inštituta zmotno menijo, da je 13. stavba, kjer se nahajajo pospeševalniki VEPP3, 4, 5, zelo majhna. Samo dve nadstropji. In motijo ​​se. To je pot navzdol do nadstropij, ki se nahajajo pod zemljo (na ta način je lažje narediti radiografsko zaščito)

Danes INP načrtuje izgradnjo tako imenovane tovarne c-tau (tse-tau), ki bi lahko postala največji projekt na področju fundamentalne fizike v Rusiji v zadnjih desetletjih (če bo megaprojekt podprla ruska vlada), pričakovano rezultati bodo nedvomno na ravni najboljših na svetu. Vprašanje je, kot vedno, denar, ki ga Inštitut verjetno ne bo mogel zaslužiti sam. Ena stvar je vzdrževati obstoječe naprave in zelo počasi ustvarjati nove; druga stvar je tekmovati z raziskovalnimi laboratoriji, ki prejemajo popolna podpora njihovih držav ali celo združenj, kot je EU.

Na področju fizike plazme je situacija nekoliko težja. Ta smer že desetletja ni bila financirana, opaziti je močan odliv strokovnjakov v tujino, pa vendar se fizika plazme tudi pri nas lahko pohvali. Predvsem se je izkazalo, da turbulence (vrtinci) plazme, ki mora uničiti njegovo stabilnost, včasih pa nasprotno, pomagati, da ostane znotraj določenih meja.

43. Dve glavni napravi fizike plazme - GOL-3 (na sliki, posneti z nivoja žerjavnega nosilca stavbe) in GDL (bo spodaj)

44. Generatorji GOL-3 (valovita odprta past)

45. Fragment strukture pospeševalnika GOL-3, tako imenovana zrcalna celica.

Zakaj potrebujemo pospeševalnik na plazmi? Preprosto je – pri pridobivanju termonuklearne energije obstajata dve glavni težavi: omejitev plazme v magnetna polja zvito strukturo (plazma je oblak nabitih delcev, ki se trudijo, da bi se razmaknili in razširili v različne smeri) in njeno hitro segrevanje na termonuklearne temperature (predstavljajte si - kotliček segrevate na 100 stopinj za nekaj minut, tukaj pa potrebuje mikrosekunde, da dosežejo milijone stopinj). Oba problema je BINP poskušal rešiti s pospeševalniškimi tehnologijami. Rezultat? Na sodobnih TOKAMAK-ih je plazemski tlak na tlak polja, ki ga je mogoče zadržati, največ 10%, na BINP v odprtih pasteh - do 60%. Kaj to pomeni? Da je v TOKAMAK-u nemogoče izvesti reakcijo sinteze devterija + devterija, tam je mogoče uporabiti le zelo drag tritij. V napravi tipa GOL bi se bilo mogoče zadovoljiti z devterijem.

46. ​​​​Treba je reči, da je GOL-3 videti kot nekaj, kar je bilo ustvarjeno v daljni prihodnosti ali pa so ga preprosto prinesli tujci. Ponavadi na vse obiskovalce naredi popolnoma futurističen vtis.

Zdaj pa preidimo na drugo plazemsko napravo na BINP - GDT (gasnodinamična past). Od samega začetka ta plazemska past ni bila osredotočena na termonuklearno reakcijo, zgrajena je bila za preučevanje obnašanja plazme.

50. GDL je precej majhna instalacija, zato se v celoti prilega enemu okvirju.

Svoje sanje imajo tudi fiziki plazme, ustvariti želijo novo inštalacijo - GDML (m - multi-mirror), njen razvoj se je začel leta 2010, a nihče ne ve, kdaj se bo končal. Kriza nas najbolj prizadene – prve so na udaru visokotehnološke industrije in z njimi tudi naša naročila. Če so na voljo finančna sredstva, je namestitev mogoče ustvariti v 4-6 letih.

Na področju SI mi (govorim o Rusiji) zaostajamo za vsem razvitim delom planeta, če sem iskren. Virov SR je na svetu ogromno, boljši in močnejši so od naših. Opravljajo na tisoče, če ne na stotine tisočev, dela, povezanega s preučevanjem vsega, od obnašanja bioloških molekul do raziskav fizike in kemije trdne snovi. Pravzaprav je močan vir rentgenski žarki, ki jih ni mogoče dobiti na noben drug način, zato so vse raziskave, povezane s proučevanjem zgradbe snovi, SI.

Življenje pa je tako, da so v Rusiji le trije viri SR, od katerih sta dva nastala pri nas, enega smo pomagali zagnati (eden je v Moskvi, drugi v Zelenogradu). In samo eden od njih nenehno deluje v eksperimentalnem načinu - to je "dobri stari" VEPP-3, ki je bil zgrajen pred tisoč leti. Dejstvo je, da ni dovolj zgraditi pospeševalnika za SR. Pomembna je tudi izgradnja opreme za postaje SI, a tega ni nikjer drugje. Posledično mnogi raziskovalci v naših zahodnih regijah raje pošljejo predstavnika, "da naredi vse pripravljeno", namesto da bi porabili ogromne količine denarja za ustvarjanje in razvoj postaj SI nekje v moskovski regiji.

55. V obroču VEPP-3

56. To je pogled iz ptičje perspektive na kompleks VEPP-4, natančneje tretje nadstropje "mezanina". Neposredno spodaj so betonski bloki radarske zaščite, pod njimi POSITRON in VEPP-3, nato je modrikasta soba - nadzorna soba kompleksa, od koder se nadzoruje kompleks in eksperiment.

57. "Šef" VEPP-3, eden najstarejših fizikov pospeševalnikov na BINP in v državi - Svyatoslav Igorevich Mishnev

Na INP je na skoraj 3000 ljudi le nekaj več kot 400 znanstvenih delavcev, vključno s podiplomskimi študenti. In vsi razumete, da za strojem ne stoji pomočnik raziskovalca in da risb za nove pospeševalne obroče ne izdelujejo niti podiplomski niti študenti. BINP ima veliko število inženirskih in tehničnih delavcev, ki vključuje ogromen oddelek za oblikovanje, tehnologe, električarje, radijske inženirje in ... na desetine drugih specialitet. Imamo veliko delavcev (okoli 600 ljudi), mehanikov, laborantov, radiolaboratorjev in na stotine drugih specialnosti, za katere včasih niti ne vem, ker to nikogar posebej ne zanima. Mimogrede, INP je eno tistih redkih podjetij v državi, ki vsako leto organizira tekmovanje za mlade delavce - strugarje in rezkalce.

62. Produkcija BINP, ena od delavnic. Oprema je večinoma zastarela, sodobni stroji se nahajajo v delavnicah, v katerih nismo bili, ki se nahajajo v Chemyju (takšen prostor je v Novosibirsku, poleg t. i. raziskovalnega inštituta sistemov). Ta delavnica ima tudi CNC stroje, samo niso bili vključeni v posnetek (to je odgovor na nekaj komentarjev na blogih.)

Smo jafisti, smo en organizem in to je glavno na našem Inštitutu. Čeprav je seveda zelo pomembno, da vodijo celotno postopek fizika. Ne razumejo vedno podrobnosti in zapletenosti dela z materiali, vendar vedo, kako bi se moralo vse končati, in ne pozabijo, da bo majhna okvara nekje na delavčevem stroju pripeljala do večmilijonske instalacije nekje pri nas ali v svetu. In zato kakšen zeleni študent morda niti ne bo razumel inženirjevih razlag, toda ko ga bodo vprašali, ali je to sprejemljivo, bo negativno zmajal z glavo in se natančno spomnil, da potrebuje natančnost pet mikronov na podlagi metra, sicer njegova namestitev je privita. In potem je naloga tehnologov in inženirjev, da ugotovijo, kako lahko on, zlobnež, izpolni svoje nepredstavljive zahteve, ki so v nasprotju z vsem, kar običajno počnemo. Vendar izumljajo in zagotavljajo ter vlagajo neverjetno količino inteligence in iznajdljivosti.

63. Alexander Ivanovich, zmedena oseba, odgovorna za električno opremo kompleksa VEPP-4M, Zhmaka.

64. Ta zlovešči posnetek je bil posnet preprosto v eni od zgradb Inštituta, v isti, kjer se nahajajo VEPP-3, VEPP-4 in forinjektor VEPP-5. In to preprosto pomeni dejstvo, da pospeševalnik deluje in predstavlja neko nevarnost.

67. Prvi trkalnik na svetu, zgrajen leta 1963 za preučevanje možnosti njihove uporabe v eksperimentih v fiziki delcev. VEP-1 je edini trkalnik v zgodovini, v katerem so žarki krožili in trkali v navpični ravnini.

68. Podzemni prehodi med zgradbami inštituta

Hvala Eleni Elk za organizacijo fotografiranja in podrobne zgodbe o instalacijah.

Na Inštitutu za jedrsko fiziko. G.I. Budker SB RAS je lansiral močan injektor žarka vodikovih atomov z načrtno energijo delcev do enega milijona elektronskih voltov.

V tem injektorju nastane žarek atomov z nevtralizacijo pospešenih potrebno energijožarek negativnih vodikovih ionov. Ta eksperimentalna naprava je bila razvita in izdelana po naročilu ameriškega podjetja TAE Technologies, ki ustvarja termonuklearni reaktor brez nevtronov. Z uporabo naprave nameravajo znanstveniki preizkusiti tehnologijo segrevanja plazme v reaktorju TAE Technologies in dokazati zanesljivost in visoka učinkovitost delovanje vseh elementov injektorja.

Video z youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/8C5XF2_NvgU

Znanstveniki z Inštituta za jedrsko fiziko (INP) Sibirska veja RAS je posodobil generator sinhrotronskega sevanja, ki so ga ustvarili: prvi na svetu so ustavili izhlapevanje tekočega helija, ki je hladil inštalacijo in zahteval stalno dolivanje goriva. Izboljšani generator bo začel delovati v italijanskem laboratoriju ELETTRA v začetku leta 2018, je v četrtek sporočila tiskovna služba Inštituta za jedrsko fiziko SB RAS. »Inštitut za jedrsko fiziko SB RAS je leta 2003 ustvaril superprevodni wiggler za laboratorij ELETTRA - napravo za generiranje sinhrotronskega sevanja - januarja 2018 bo osebje BINP SB RAS zaključilo radikalno posodobitev te naprave, v kateri je prvič se bo mogoče izogniti izhlapevanju tekočega helija v kriogenem sistemu. Stroški modernizacije so ocenjeni na več kot 500 tisoč dolarjev,« piše v izjavi. V wigglerju se ustvari močno magnetno polje, napravo pa je treba hladiti s tekočim helijem. »Helij izhlapi in za točenje goriva morate porabiti več deset tisoč dolarjev na leto. Naučili smo se ustvariti kriostate na osnovi posebnih hladilnih naprav, ki lahko zanesljivo delujejo več let brez izhlapevanja tekočega helija, česar še nihče na svetu ni dokazal,« tiskovna služba citira vodilnega raziskovalca Inštituta za jedrsko fiziko SB RAS.

Laboratorij ELETTRA v Italiji je odprt prostor za eksperimente na specializiranem pospeševalniku elektronov - viru sinhrotronskega sevanja. S pomočjo tega sevanja se izvajajo različne raziskave: od preučevanja strukture materialov in novih zdravil do zdravljenja rakavih celic.

NOVOSIBIRSK, 25. decembra. /TASS/. Znanstveniki na Inštitutu za jedrsko fiziko (INP) Sibirske podružnice Ruske akademije znanosti v Novosibirsku so ustvarili in zagnali edinstveno napravo "Smola" (spiralna magnetna odprta past), ki bo v prihodnosti omogočila povečanje segrevanja plazme. od 10 milijonov stopinj večkrat, je v ponedeljek novinarjem povedal namestnik direktorja BINP SB RAS za znanstveno delo Aleksander Ivanov.

V prihodnosti bo past uporabljena v okolju prijaznem termonuklearnem reaktorju, ki deluje brez super težkega vodika.

»Imamo napravo za plinsko dinamično past (GDT), v kateri smo že segreli plazmo na 10 milijonov stopinj. Če ga oskrbite s takšnimi elementi (kot je "Smola" - opomba TASS), se mora temperatura plazme večkrat povečati. Ta ideja je za razvoj linearni sistemi gibanje plazme je bilo prvič na svetu predstavljeno,« je dejal Ivanov.

Prvi model nastajanja vulkanskih procesov na svetu so ustvarili znanstveniki z Inštituta za jedrsko fiziko (INP) in Inštituta za geologijo in mineralogijo (IGM) Sibirske podružnice Ruske akademije z uporabo edinstvene naprave za varjenje z elektronskim žarkom. znanosti. O tem je medijem povedal glavni raziskovalec Inštituta za geologijo in mineralogijo SB RAS Viktor Šarapov.

Po njegovem mnenju so znanstveniki s svojo instalacijo uspeli stopiti skale, ki so bili posneti iz vulkana Avachinsky na Kamčatki. Zdaj bodo lahko sibirski znanstveniki med preučevanjem nahajališč rude simulirali seizmične procese, ki se dogajajo na globini 40-70 kilometrov.

V pospeševalnem centru KEK (Tsukuba, Japonska) je bila zaključena namestitev detektorja Belle II na stičišče žarkov trkalnika SuperKEKB, poroča tiskovna služba KEK (japonska organizacija za preučevanje visokoenergijskih pospeševalnikov). .

Skupna teža detektorja presega 1400 ton. Eden njegovih ključnih sistemov - 40-tonski elektromagnetni kalorimeter na osnovi kristalov cezijevega jodida - je bil ustvarjen in razvit ob odločilnem sodelovanju Inštituta za jedrsko fiziko. G.I. Budker SB RAS (BINP SB RAS) in Novosibirsk državna univerza(NSU). Integracija detektorja in pospeševalnika je pomemben korak do začetka zbiranja podatkov pozneje letos.

Inštitut za jedrsko fiziko SB RAS je razvil posebno napravo, ki ciljno vpliva tudi na najbolj odporen tumor.

Sibirski znanstveniki nočejo reči, da gre za preboj v zdravljenju raka, a ne zmanjšujejo svojih zaslug pri njegovem nastanku. Znanstveno znanje se imenuje "terapija z zajemanjem bora in nevtronov pri raku." Presenetljivo, a bistvo izuma lahko vliva upanje v duše na desettisoče rojakov, ki jim onkologi še ne morejo pomagati ... Naprava je seveda podcenjena. Pravzaprav ... zavzema posebno varovano sobo s površino 60 kvadratnih metrov. Vodilni raziskovalec inštituta Sergej Taskaev je spregovoril o principih delovanja instalacije in pojasnil, zakaj so njeni ustvarjalci dvomili.

Inštitut za jedrsko fiziko poimenovan po. G.I. Budker (INP) iz Sibirske podružnice Ruske akademije znanosti je z Evropskim centrom za raziskave ionov in antiprotonov (FAIR, Nemčija) podpisal pogodbo za 20 milijonov evrov, po kateri bo proizvajal edinstveno opremo za pospeševalnik, je povedal novinarji znanstveni direktor FAIR Akademik Ruske akademije znanosti Boris Šarkov.

FAIR je največji pospeševalni kompleks za preučevanje sodobne jedrske in subnuklearne fizike, ustvarjen v Nemčiji s sodelovanjem 15 držav. Projekt je po obsegu primerljiv z velikim hadronskim trkalnikom (CERN), njegovim skupni stroški je ocenjena na približno milijardo evrov. Poskusi na FAIR naj bi se začeli leta 2020.

Znanstveniki z Inštituta za jedrsko fiziko poimenovani po. G.I. Budker SB RAS in Inštitut splošna fizika njih. A.M. Prokhorov RAS je s podporo štipendije Ruske znanstvene fundacije razvil novo generacijo visokohitrostnih elektronsko-optičnih naprav za diagnosticiranje žarkov v pospeševalnikih nabitih delcev - disektor na osnovi streak kamere. Ta naprava vam omogoča spremljanje dolžine strdka v realnem času. Izdelane naprave se že uporabljajo za fino uravnavanje pospeševalnih kompleksov, pa tudi za preučevanje dinamike relativističnih žarkov. Rezultati dela so bili objavljeni v Journal of Instrumentation.

NOVOSIBIRSK, 4. jul. /TASS/. Hladilni obroč za raziskovalni pospeševalni kompleks FAIR, ki se gradi v Nemčiji in ga primerjajo z velikim hadronskim trkalnikom (LHC), so zasnovali strokovnjaki Novosibirski inštitut Jedrska fizika (BINP) SB RAS. To je za TASS poročal vodja raziskovalnega laboratorija inštituta Dmitry Schwartz.

»FAIR ima veliko izzivov pri delu z ioni in antiprotonskimi žarki. Antiprotoni nastanejo, ko na tarčo spustimo žarek protonov z energijo 29 gigaelektronvoltov (elektronvolt je merska enota za energijo osnovnega delca – op. TASS). Toda te antiprotone je treba ujeti v obroč in ohladiti – to je naloga našega zbiralnega obroča,« je dejal Schwartz.

Znanstveniki z Inštituta za jedrsko fiziko sibirskega oddelka (INP SB) RAS so razvili edinstveno opremo za prototip okolju prijaznega termonuklearnega reaktorja, ki ga načrtujejo v ZDA.

Dela potekala v okviru večmilijonske pogodbe med Sibirski inštitut in Ameriško podjetje Tri Alpha Energy (TAE), je za TASS povedal znanstveni sekretar podružnice RAS Aleksej Vasiljev, ki ni želel navesti celotne cene dobave.

O INP je na splošno težko govoriti na kratko iz več razlogov. Najprej zato, ker naš Inštitut ne sodi v običajne standarde. To ni ravno akademski inštitut, ki bi se ukvarjal s temeljno znanostjo, ker ima lastno proizvodnjo, ki je precej podobna povprečnemu obratu, a v sodobnem času - dobremu obratu. In v tej tovarni ne izdelujejo žebljev s pločevinkami, ampak imajo tehnologije, ki preprosto ne obstajajo nikjer v Rusiji. Sodobne tehnologije v najbolj natančnem pomenu besede in ne v "modernem za Sovjetsko zvezo 80-ih." In ta obrat je naš, in ne tak, kjer so lastniki »tam nekje« in samo zbiramo izdelke na kup.
To torej nikakor ni akademski inštitut.

A tudi ne proizvodnje. Kakšna proizvodnja je to, če Inštitut še vedno smatra, da je glavni izdelek najbolj temeljni rezultat, vsa ta čudovita tehnološka polnitev in proizvodnja pa je le način, kako doseči ta rezultat?

Torej gre še vedno za znanstveni inštitut temeljnega profila?
Kaj pa dejstvo, da BINP izvaja najširši spekter eksperimentov, povezanih s sinhrotronskim sevanjem (v nadaljevanju SR) oziroma laserjem prostih elektronov (v nadaljevanju FEL), in so to izključno aplikativni eksperimenti za desetine naših inštitutov? In, mimogrede, skoraj nimajo druge priložnosti za izvedbo takšnih poskusov.

Gre torej za multidisciplinarni inštitut?
ja In še veliko, veliko več...

To zgodbo bi lahko začeli z zgodovino inštituta. Ali od danes. Iz opisov inštalacij ali ljudi. Iz zgodbe o stanju ruske znanosti ali dosežkih fizike v zadnjih dneh. In zelo dolgo sem okleval, preden sem izbral smer, dokler se nisem odločil, da malo povem o vsem, iskreno upajoč, da bom nekoč napisal več in nekje objavil ta material.

Torej, INP SB RAS poimenovan po. G.I.Budkera ali preprosto Inštitut za jedrsko fiziko.
Leta 1958 ga je ustanovil Gersh Itskovich Budker, čigar ime na Inštitutu je bilo Andrej Mihajlovič, Bog ve zakaj. Ne, seveda je bil Jud, judovska imena v ZSSR niso bila dobrodošla - to je vse jasno. Nisem pa mogel ugotoviti, zakaj pravi Andrej Mihajlovič in ne Nikolaj Semenovič.
Mimogrede, če na BINP slišite nekaj takega kot "Andrej Mihajlovič je rekel ...", to pomeni, da je Budker rekel.
Je ustanovitelj inštituta in verjetno, če ne bi bilo njega in če ne bi bilo Sibirije, nikoli ne bi imeli tako razvite pospeševalne fizike. Dejstvo je, da je Budker delal za Kurchatova in po govoricah je bil tam preprosto utesnjen. In nikoli ne bi dovolili, da bi se tako »zamajalo«, kot se je zgodilo v Sibiriji, kjer so nove institucije šele nastajale in se odpirale nove smeri. In v Moskvi mu pri tej starosti ne bi takoj dali Inštituta. Najprej bi ga naredili slabega na mestu vodje laboratorija, potem namestnika direktorja, sploh, vidite, izgubil bi živce in odšel.

Budker je odšel v Novosibirsk in od tam začel vabiti različne izjemne in manj ugledne fizike. Izjemni fiziki niso radi odšli v izgnanstvo, zato so stavili na mlado šolo, ki je bila takoj ustanovljena. Šoli sta bili NSU ter Fizikalna in glasbena šola pri tej NSU. Mimogrede, na Akademiji tablice dajejo avtorstvo FMS izključno Lavrentjevu, vendar žive priče te zgodovine, ki zdaj živijo v Ameriki in objavljajo svoje spomine, trdijo, da je bil avtor šole Budker, ki je "prodajal" Lavrentjevu zamisel o nekakšni še eni administrativni koncesiji.
Znano je, da se dva velika človeka - Budker in Lavrentjev, milo rečeno, nista najbolje razumela in to se še vedno odraža ne le v odnosih ljudi v Akademgorodoku, ampak tudi v pisanju njegove zgodovine. Poglejte katero koli akademsko razstavo, ki poteka v Hiši znanstvenikov (DU), in zlahka boste ugotovili, da skoraj ni, recimo, fotografij iz ogromnega arhiva INP in se na splošno malo govori o največjem inštitutu naše Akademije znanosti ( okoli 3 tisoč zaposlenih) , tretji zavezanec pa v NSO. Ni zelo pošteno, a tako je.
Z eno besedo, Zavod, njegove dosežke in vzdušje dolgujemo Budkerju. Mimogrede, tudi proizvodnja. Nekoč so INP med vsemi inštituti v državi označili za najbolj kapitalističnega – lahko je proizvajal svoje izdelke in jih prodajal. Zdaj se imenuje najbolj socialistična - navsezadnje gre ves zasluženi denar v skupni lonec in se iz njega razdeli za plače, pogodbe in, kar je najpomembneje, izvajanje znanstvenih poskusov.
To je zelo draga zadeva. Sprememba (12 ur) delovanja pospeševalnika z detektorjem lahko stane več sto tisoč rubljev, večino tega denarja (od 92 do 75%) pa zaslužijo zaposleni v BINP. BINP je edini inštitut na svetu, ki sam služi denar za temeljne fizikalne raziskave. V drugih primerih takšne ustanove financira država, tukaj pa - razumete - če čakate na pomoč države, ne boste umrli dolgo.

Kako INP služi denar? Prodaja magnetnih pospeševalnih sistemov v druge države, ki želijo zgraditi lastne pospeševalnike. S ponosom lahko rečemo, da smo zagotovo eden od dveh ali treh najboljših proizvajalcev pospeševalnih obročev na svetu. Proizvajamo vakuumske sisteme in resonatorje. Proizvajamo industrijske pospeševalne enote, ki delujejo na desetine območij zunaj našega gospodarstva in pomagajo pri dezinfekciji medicinske opreme, žita, hrane, čiščenju zraka in odpadne vode, no, na splošno vsega, na kar pri nas nihče ne posveča pozornosti. BINP proizvaja medicinske pospeševalnike in rentgenske naprave za rentgensko slikanje ljudi, recimo na letališčih ali v zdravstvenih ustanovah. Če natančno pogledate oznake na teh skenerjih, boste ugotovili, da se ne nahajajo samo na letališču Novosibirsk Tolmachevo, ampak tudi v glavnem mestu Domodedovo. BINP izvaja na desetine, če ne na stotine majhnih naročil za visokotehnološko proizvodnjo ali znanost po vsem svetu. Proizvajamo pospeševalnike in podobno opremo za ZDA, Japonsko, Evropo, Kitajsko, Indijo ... Zgradili smo del LHC obroča in bili zelo uspešni. Delež ruskih naročil je tradicionalno nizek in glede tega ne moremo storiti ničesar - vlada ne daje denarja, lokalne oblasti ali lastniki podjetij pa ga preprosto nimajo dovolj - običajno se računi gibljejo v milijonih dolarjev. Moramo pa odkrito priznati, da imamo tudi običajne ruske dotacije in pogodbe in smo jih tudi veseli, saj Inštitut vedno potrebuje denar.

3. Delček pospeševalnika, ki ga trenutno izdeluje BINP za Brookhaven Laboratory (ZDA)

Naša povprečna plača je nižja od sosednje in njena porazdelitev se ne zdi vedno pravična, vendar se večina Iafancev s tem sprijazni, ker razume, na čem delajo in zakaj zavračajo zvišanje plač. Vsak odstotek, ki je vpisan v njem, pomeni minus dni delovanja naprav. Enostavno je.
Ja, včasih jih je treba popolnoma ustaviti in tudi taki primeri so bili. A na srečo so trajale le šest mesecev.
INP si lahko privošči, da vodi gradnjo dragih luksuznih hiš, če gredo nekatera stanovanja zaposlenim, pošlje te zaposlene na dolga poslovna potovanja v tujino, vzdržuje eno najboljših smučarskih baz v državi, kjer je "ruska smučarska proga" poteka vsako leto (mimogrede, bazi zdaj grozi zaprtje zaradi še enega smešnega gradbenega projekta), vzdržuje svoj rekreacijski center v Burmistrovu (»Razliv«), na splošno si lahko privošči marsikaj. In čeprav se vsako leto govori, da je to preveč potratno, še vedno vztrajamo.

Kaj pa znanost na INP?
Znanost je težja. Obstajajo štiri glavne znanstvene usmeritve BINP:
1. fizika osnovnih delcev - FEC (tj. iz česa je sestavljen naš svet na zelo, zelo mikro ravni)
2. fizika pospeševalnikov (tj. naprav, s pomočjo katerih je mogoče doseči to mikronivo (ali bolje rečeno »nano«, po moderni modi? :))
3. fizika plazme
4. fizika, povezana s sinhrotronskim sevanjem.

Na BINP je še več drugih področij, predvsem tista, povezana z jedrsko in fotonuklearno fiziko, medicinskimi aplikacijami, radiofiziko in številnimi drugimi manjšimi.

4. Namestitev Dayton VEPP-3. Če se vam zdi, da je to popoln kaos žic, potem je na splošno zaman. Prvič, VEPP-3 je namestitev, kjer preprosto ni prostora, in drugič, snemanje poteka s strani kablovske poti (položeno je na vrhu). Končno, tretjič, Dayton je ena tistih instalacij, ki so včasih vgrajene v konstrukcijo VEPP-3 in nato odstranjene, t.j. Tukaj preprosto nima smisla ustvarjati globalnih sistemov za »vzpostavljanje reda«.

Imamo dva nenehno delujoča pospeševalnika: VEPP-2000 (okrajšava VEPP, ki se bo pogosto pojavljala, pomeni "srki trkajočih elektronov in pozitronov"), na katerih delujeta dva detektorja - KMD in SND (kriogeni magnetni detektor in sferično nevtralni detektor) ter VEPP. -4M z detektorjem KEDR. Kompleks VEPP-4M vsebuje še en pospeševalnik - VEPP-3, kjer se izvajajo poskusi v zvezi s SR (VEPP-4 ima tudi SR, vendar so to nove postaje, so še v povojih, čeprav se v zadnjem času aktivno razvijajo in ena zadnjih kandidatskih disertacij SIšnikov je bila zagovarjana prav v tej smeri).

5.

6. SI bunker VEPP-3, postaja za rentgensko fluorescenčno elementno analizo.

Poleg tega imamo FEL, ki je neposredno zasnovan za delo s teraherčnim sevanjem za kogarkoli od zunaj, saj BINP še ni našel »neposrednega« namena zanj. Mimogrede, po tej ekskurziji je postalo znano, da je bil vodja FEL Nikolaj Aleksandrovič Vinokurov izvoljen za dopisnega člana RAS.

Tu se najprej ustavimo zaradi pojasnil (na podlagi nasvetov bralcev). Kaj je FEL ali laser prostih elektronov? Tega ni zelo enostavno razložiti, a domnevali bomo, da veste, da se v običajnem laserju sevanje dogaja takole: z neko metodo segrejemo (vzbudimo) atome snovi do te mere, da začnejo oddajati. In ker to sevanje izberemo na poseben način, ki pade v resonanco z energijo (in s tem frekvenco) sevanja, dobimo laser. Torej v FEL vir sevanja ni atom, ampak sam elektronski žarek. Prisiljen je mimo tako imenovanega wigglerja (undulatorja), kjer veliko magnetov prisili žarek, da "trza" iz ene strani v drugo v sinusoidi. Hkrati oddaja enako sinhrotronsko sevanje, ki se lahko zbere v lasersko sevanje. S spreminjanjem jakosti toka v wigglerjevih magnetih ali energije žarka lahko spreminjamo frekvenco laserja v širokem razponu, kar je trenutno nedosegljivo na noben drug način.

V Rusiji ni drugih naprav FEL. A obstajajo v ZDA, tak laser izdelujejo tudi v Nemčiji (skupni projekt Francije, Nemčije in našega inštituta, strošek presega milijardo evrov.) V angleščini tak laser zveni kot FEL - free electron laser.

8. Brezplačna elektronska laserska elektronska pištola

9. Sistem za spremljanje nivoja resonatorjev vodnega hlajenja na FEL

10. FEL resonatorji

11. Ta in naslednja dva okvirja prikazujeta FEL, gledano od spodaj (visi "s stropa").

14. Oleg Aleksandrovič Ševčenko zapira vrata v dvorano LSE. Ko se sproži končno stikalo udarjenih radarskih zaščitnih vrat (desno betonski blok), lahko laser začne delovati.

15. Nadzorna soba FEL. Na mizi so očala za zaščito pred laserskim sevanjem.

16. Ena od postaj na FEL. Na desni strani vidite optična stojala, na katerih so kosi papirja z ožganim papirjem (temne lise v sredini). To je sled laserskega sevanja FEL.

17. Redek strel. Stari žarkovni osciloskop v kontrolni sobi FEL. Takšnih osciloskopov je na BINP še malo, a če pogledate, jih lahko najdete. V bližini (levo) je povsem moderen digitalni Tektronix, a kaj je na njem zanimivega?

Imamo svojo usmeritev na področju fizike plazme, ki je povezana z zaprtjem plazme (kjer naj bi potekala termonuklearna reakcija) v odprtih pasteh. Takšne pasti so na voljo samo na BINP in, čeprav ne bodo omogočile uresničitve glavne naloge "termonuklearja" - ustvarjanja nadzorovane termonuklearne fuzije, omogočajo pomemben napredek na področju raziskav parametrov tega CTS. .

18. Instalacija AMBAL je ambipolarna adiabatna past, ki trenutno ne deluje.

19. AMBAL

Kaj se dela v vseh teh inštalacijah?

Če govorimo o FEC, potem je situacija zapletena. Vsi dosežki FCH v zadnjih letih so povezani s pospeševalniki-trkalniki tipa LHC (ELHC, kot ga imenuje ves svet, in LHC - Large Hadron Collider, kot ga imenujemo samo mi). Gre za pospeševalnike z ogromno energijo - okoli 7 TeV (1 tera- ali 7 tisoč gigaelektronvoltov). V primerjavi z njimi je VEPP-4 s svojimi 4-5 GeV, ki deluje skoraj pol stoletja, starček, kjer je mogoče raziskovati v omejenem obsegu. Še bolj pa VEPP-2000 z energijo le približno 1 GeV.

Tukaj se bom moral malo zadržati in pojasniti, kaj je GeV in zakaj je veliko. Če vzamemo dve elektrodi in nanje nanesemo potencialno razliko 1 volta, nato pa med tema elektrodama spustimo nabit delec, bo ta pridobil energijo 1 elektronvolta. Od bolj poznanega joula ga loči kar 19 velikostnih redov: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Če želite pridobiti energijo 1 GeV, morate ustvariti pospeševalno napetost 1 gigavolta na poti leta elektrona (giga je milijarda voltov, 10^9 ali 1.000.000.000 voltov). Za pridobivanje energije LHC je potrebno ustvariti pospeševalno napetost 7 teravoltov, v tem primeru pa je potrebno porabiti približno 180 MW električne moči (to je izračunana poraba). No, predstavljajte si naprej, kaj je za to potrebno. Dovolj je reči, da LHC (LHC) poganja ena od francoskih jedrskih elektrarn v bližini.

21. Pospeševalec VEPP-2000 je posodobitev prejšnjega pospeševalnika VEPP-2M. Razlika od prejšnje različice je višja energija (do 1 GeV) in implementirana ideja tako imenovanih okroglih žarkov (običajno je žarek bolj podoben traku kot karkoli drugega). Lani je pospeševalnik po daljši rekonstrukciji začel delovati.

23. Nadzorna soba VEPP-2000.

24. Nadzorna soba VEPP-2000. Nad tabelo je diagram kompleksa pospeševalnika.

25. Ojačevalec elektronov in pozitronov BEP za VEPP-2000

Kakšne koristi ima INP od tega področja? Najvišja natančnost njihovih raziskav. Dejstvo je, da je življenje ustrojeno tako, da vsi lažji delci prispevajo k rojstvu težjih in bolj natančno kot poznamo njihovo maso-energijo, bolje poznamo prispevek k rojstvu celo Higgsovega bozona. To počne BINP - dobiva super natančne rezultate in preučuje različne redke procese, katerih "ulov" od raziskovalcev zahteva ne le napravo, temveč veliko zvitosti in spretnosti. Skratka z možgani, kaj drugega? In v tem smislu dobro izstopajo vsi trije detektorji BINP - KMD, SND in KEDR (nima dekodiranja imena)

26. SND je sferični nevtralni detektor, ki omogoča registracijo delcev, ki nimajo naboja. Na sliki je prikazan blizu končne montaže in začetka dela.

Največji med našimi detektorji je CEDAR. Nedavno so na njem zaključili vrsto poskusov, ki so omogočili merjenje mase tako imenovanega leptona tau, ki je v vseh pogledih analogen elektronu, le da je veliko težji, in delca J/Psi, prvega delcev, v katerih "deluje" četrti največji kvark. In še enkrat bom razložil. Kot je znano, je skupaj šest kvarkov - imajo zelo lepa in celo eksotična imena, s katerimi se imenujejo delci, ki jim pripadajo (recimo, "čar" ali "čudni" delci pomenijo, da vsebujejo šarm oziroma čudne kvarke) :

Imena kvarkov nimajo nobene zveze z resničnimi lastnostmi različnih stvari - samovoljna fantazija teoretikov. Imena, navedena v narekovajih, so sprejemljivi ruski prevodi izrazov. Moja poanta je, da "ljubkega" kvarka ni mogoče imenovati lep ali čudovit - terminološka napaka. Takšne so jezikovne težave, čeprav se t-kvark pogosto preprosto imenuje top kvark :)

Torej, vsi delci sveta, ki jih poznamo, so sestavljeni iz dveh najlažjih kvarkov; dokaz o obstoju ostalih štirih je delo pospeševalnikov in detektorjev trkov. Dokazovanje obstoja s-kvarka ni bilo enostavno, pomenilo je pravilnost več hipotez hkrati, odkritje J/psi pa je bil izjemen dosežek, ki je takoj pokazal ogromno obetavnost celotne metode proučevanja osnovnih delcev in hkrati nam je odprl pot za preučevanje procesov, ki so se odvijali v svetu med Big Great The eksplozijo in tega, kar se dogaja zdaj. Masa “cigana” po poskusu KEDR je bila izmerjena z natančnostjo, ki jo presega le meritev mase elektrona in protona z nevtronom, tj. osnovni delci mikrosveta. To je fantastičen rezultat, s katerim sta lahko tako detektor kot pospeševalnik še dolgo ponosna.

28. To je detektor KEDR. Kot lahko vidite, je zdaj razstavljen, to je redka priložnost, da vidite, kako izgleda od znotraj. Sisteme popravljamo in posodabljamo po daljšem obdobju dela, ki ga običajno imenujemo »eksperimentalni vstop« in običajno traja več let.

29. To je detektor KEDR, pogled od zgoraj.

31. Kriogeni sistem detektorja KEDR, rezervoarji s tekočim dušikom za hlajenje superprevodnega magneta detektorja KEDR (ohlajen je na temperaturo tekočega helija, predhodno ohlajen na temperaturo tekočega dušika.)

32. V obroču VEPP-4M

Na področju fizike pospeševalnikov je stanje boljše. BINP je eden od ustvarjalcev trkalnikov nasploh, tj. Z gotovostjo se lahko štejemo za enega od dveh inštitutov, kjer se je ta metoda rodila skoraj sočasno (z nekajmesečno razliko). Prvič smo se srečali z materijo in antimaterijo na način, da je bilo mogoče z njima izvajati eksperimente, namesto da bi opazovali prav to antimaterijo kot nekaj neverjetnega, s čimer se ne da delati. Še vedno predlagamo in poskušamo implementirati ideje pospeševalnikov, ki jih v svetu še ni, naši specialisti pa včasih ostanejo v tujih centrih, pripravljeni se lotiti njihove implementacije (pri nas je to drago in dolgotrajno). Predlagamo nove zasnove "tovarn" - močnih pospeševalnikov, ki lahko "rodijo" ogromno število dogodkov za vsako revolucijo žarka. Z eno besedo, tukaj, na področju pospeševalne fizike, lahko BINP z gotovostjo trdi, da je Inštitut svetovnega razreda, ki vsa ta leta ni izgubil svojega pomena.

Gradimo zelo malo novih inštalacij in traja veliko časa, da jih dokončamo. Na primer, pospeševalnik VEPP-5, ki je bil načrtovan kot največji na BINP, so gradili tako dolgo, da je postal moralno zastarel. Poleg tega je ustvarjeni injektor tako dober (in celo edinstven), da bi bilo napačno, če ga ne bi uporabili. Del obroča, ki ga vidite danes, naj ne bi bil uporabljen za VEPP-5, temveč za kanale za prenos delcev iz forinjektorja VEPP-5 v VEPP-2000 in VEPP-4.

33. Tunel za obroč VEPP-5 je morda največja tovrstna struktura na BINP danes. Njegova velikost je tolikšna, da bi tu lahko vozil avtobus. Ring zaradi pomanjkanja sredstev ni bil nikoli zgrajen.

34. Fragment kanala Forinjektor - VEPP-3 v predoru VEPP-5.

35. To so stojala za magnetne elemente obvodnega kanala Forinjector - VEPP2000 (kanali so še danes v izdelavi.)

36. Soba LINAC (linearni pospeševalnik) foreinjektorja VEPP-5

37. Ta in naslednji okvir prikazujeta magnetne elemente Foreinjectorja

39. Linearni pospeševalnik Forinjector VEPP-5.
Dežurni v kompleksu in odgovorna oseba za obiskovalce čakata na konec fotografiranja

40. Hladilna shranjevalna naprava Forinjector, kamor vstopajo elektroni in pozitroni iz LINAC za nadaljnje pospeševanje in spremembe nekaterih parametrov žarka.

41. Elementi magnetnega sistema akumulacijskega hladilnika. Kvadrupolna leča v tem primeru.

42. Številni gostje našega inštituta zmotno menijo, da je 13. stavba, kjer se nahajajo pospeševalniki VEPP 3, 4, 5, zelo majhna. Samo dve nadstropji. In motijo ​​se. To je pot navzdol do nadstropij, ki se nahajajo pod zemljo (na ta način je lažje narediti radiografsko zaščito)

Danes INP načrtuje izgradnjo tako imenovane tovarne c-tau (tse-tau), ki bi lahko postala največji projekt na področju fundamentalne fizike v Rusiji v zadnjih desetletjih (če bo megaprojekt podprla ruska vlada), pričakovano rezultati bodo nedvomno na ravni najboljših na svetu. Vprašanje je, kot vedno, denar, ki ga Inštitut verjetno ne bo mogel zaslužiti sam. Ena stvar je vzdrževati sedanje naprave in zelo počasi delati nove stvari, druga stvar je tekmovati z raziskovalnimi laboratoriji, ki prejemajo polno podporo svojih držav ali celo združenj, kot je EU.

Na področju fizike plazme je situacija nekoliko težja. Ta smer že desetletja ni bila financirana, opaziti je močan odliv strokovnjakov v tujino, pa vendar se fizika plazme tudi pri nas lahko pohvali. Predvsem se je izkazalo, da turbulence (vrtinci) plazme, ki mora uničiti njegovo stabilnost, včasih pa nasprotno, pomagati, da ostane znotraj določenih meja.

43. Dve glavni napravi fizike plazme - GOL-3 (na sliki, posneti z nivoja žerjavnega nosilca stavbe) in GDL (bo spodaj)

44. Generatorji GOL-3 (valovit odprt sifon)

45. Delček strukture pospeševalnika GOL-3, tako imenovana zrcalna celica.

Zakaj potrebujemo pospeševalnik na plazmi? Preprosto je – pri pridobivanju termonuklearne energije obstajata dve glavni težavi: zaprtje plazme v magnetnih poljih zapletene strukture (plazma je oblak nabitih delcev, ki si prizadevajo, da bi se razmaknili in razširili v različne smeri) in njeno hitro segrevanje. do termonuklearnih temperatur (predstavljajte si - ste čajnik, preden se nekaj minut segrejete na 100 stopinj, tukaj pa potrebujete mikrosekunde do milijone stopinj). Oba problema je BINP poskušal rešiti s pospeševalniškimi tehnologijami. Rezultat? Na sodobnih TOKAMAK-ih je plazemski tlak na tlak polja, ki ga je mogoče zadržati, največ 10%, na BINP v odprtih pasteh - do 60%. Kaj to pomeni? Da je v TOKAMAK-u nemogoče izvesti reakcijo sinteze devterija + devterija, tam je mogoče uporabiti le zelo drag tritij. V napravi tipa GOL bi se bilo mogoče zadovoljiti z devterijem.

46. Povedati je treba, da je GOL-3 videti kot nekaj, kar je bilo ustvarjeno v daljni prihodnosti ali pa so ga preprosto prinesli vesoljci. Ponavadi na vse obiskovalce naredi popolnoma futurističen vtis.

48. GOL-3

Zdaj pa preidimo na drugo plazemsko napravo na BINP - GDT (plinskodinamična past). Od samega začetka ta plazemska past ni bila osredotočena na termonuklearno reakcijo, zgrajena je bila za preučevanje obnašanja plazme.

50. GDL je dokaj majhna enota, zato se v celoti prilega enemu okvirju.

Tudi fiziki plazme imajo svoje sanje, želijo ustvariti novo instalacijo - GDML (m - multi-mirror), njen razvoj se je začel leta 2010, no, nihče ne ve, kdaj se bo končal. Kriza nas najbolj prizadene – prve so na udaru visokotehnološke industrije in z njimi tudi naša naročila. Če so na voljo finančna sredstva, je namestitev mogoče ustvariti v 4-6 letih.

Na področju SI mi (govorim o Rusiji) zaostajamo za vsem razvitim delom planeta, če sem iskren. Virov SR je na svetu ogromno, boljši in močnejši so od naših. Opravljajo na tisoče, če ne na stotine tisočev, dela, povezanega s preučevanjem vsega, od obnašanja bioloških molekul do raziskav fizike in kemije trdne snovi. Pravzaprav je to močan vir rentgenskih žarkov, ki ga ni mogoče dobiti na noben drug način, zato so vse raziskave, povezane s preučevanjem strukture snovi, SI.

Življenje pa je tako, da so v Rusiji le trije viri SR, od katerih sta dva nastala pri nas, enega smo pomagali zagnati (eden je v Moskvi, drugi v Zelenogradu). In samo eden od njih nenehno deluje v eksperimentalnem načinu - to je "dobri stari" VEPP-3, ki je bil zgrajen pred tisoč leti. Dejstvo je, da ni dovolj zgraditi pospeševalnika za SR. Pomembna je tudi izgradnja opreme za postaje SI, a tega ni nikjer drugje. Posledično mnogi raziskovalci v naših zahodnih regijah raje pošljejo predstavnika, "da naredi vse pripravljeno", namesto da bi porabili ogromne količine denarja za ustvarjanje in razvoj postaj SI nekje v moskovski regiji.

53. Injektorska hala za VEPP-3 - instalacija POSITRON - ena najstarejših tovrstnih instalacij na svetu.

54. Injektorska dvorana za VEPP-3 - namestitev POSITRON, levo (modri valj) - linearni pospeševalnik (LINAC), desno - sinhrotron B4

55. V obroču VEPP-3

56. To je pogled iz ptičje perspektive na kompleks VEPP-4, natančneje na tretje nadstropje »mezanina«. Neposredno spodaj so betonski bloki radarske zaščite, pod njimi POSITRON in VEPP-3, nato je modrikasta soba - nadzorna soba kompleksa, od koder se nadzoruje kompleks in eksperiment.

57. "Šef" VEPP-3, eden najstarejših fizikov pospeševalcev v INP in državi - Svyatoslav Igorevich Mishnev

Na INP je na skoraj 3000 ljudi le nekaj več kot 400 znanstvenih delavcev, vključno s podiplomskimi študenti. In vsi razumete, da za strojem ne stoji pomočnik raziskovalca in da risb za nove pospeševalne obroče ne izdelujejo niti podiplomski niti študenti. BINP ima veliko število inženirskih in tehničnih delavcev, ki vključuje ogromen oddelek za oblikovanje, tehnologe, električarje, radijske inženirje in ... na desetine drugih specialitet. Imamo veliko delavcev (okoli 600 ljudi), mehanikov, laborantov, radiolaboratorjev in na stotine drugih specialnosti, za katere včasih niti ne vem, ker to nikogar posebej ne zanima. Mimogrede, INP je eno tistih redkih podjetij v državi, ki vsako leto organizira tekmovanje za mlade delavce - strugarje in rezkalce.

58.

62. Proizvodnja na Inštitutu za jedrsko fiziko, ena od delavnic. Oprema je večinoma zastarela, sodobni stroji se nahajajo v delavnicah, v katerih nismo bili, ki se nahajajo v Chemyju (takšen prostor je v Novosibirsku, poleg t. i. raziskovalnega inštituta sistemov). Ta delavnica ima tudi CNC stroje, samo niso bili vključeni v posnetek (to je odgovor na nekaj komentarjev na blogih.)

Smo jafisti, smo en organizem in to je glavno na našem Inštitutu. Čeprav je seveda zelo pomembno, da fiziki vodijo celoten tehnološki proces. Ne razumejo vedno podrobnosti in zapletenosti dela z materiali, vendar vedo, kako bi se moralo vse končati, in ne pozabijo, da bo majhna okvara nekje na delavčevem stroju pripeljala do večmilijonske instalacije nekje pri nas ali v svetu. In zato kakšen zeleni študent morda niti ne bo razumel inženirjevih razlag, toda ko ga bodo vprašali, ali je to sprejemljivo, bo negativno zmajal z glavo in se natančno spomnil, da potrebuje natančnost pet mikronov na podlagi metra, sicer njegova namestitev je privita. In potem je naloga tehnologov in inženirjev, da ugotovijo, kako lahko on, zlobnež, izpolni svoje nepredstavljive zahteve, ki so v nasprotju z vsem, kar običajno počnemo. Vendar izumljajo in zagotavljajo ter vlagajo neverjetno količino inteligence in iznajdljivosti.

63. Zmedena oseba, odgovorna za električno opremo kompleksa VEPP-4M, Aleksander Ivanovič Žmaka.

64. Ta zlovešči posnetek je bil posnet preprosto v eni od zgradb Inštituta, v isti, kjer se nahajajo VEPP-3, VEPP-4 in forinjektor VEPP-5. In to preprosto pomeni dejstvo, da pospeševalnik deluje in predstavlja neko nevarnost.

65. In ta pomeni, da služba, odgovorna za varnost našega dela, ne spi. To so posamezni filmski dozimetri različnih vrst.

67. Prvi trkalnik na svetu, zgrajen leta 1963 za preučevanje možnosti njihove uporabe v eksperimentih s fiziko delcev. VEP-1 je edini trkalnik v zgodovini, v katerem so žarki krožili in trkali v navpični ravnini.

68. Podzemni prehodi med zgradbami inštituta

Hvala Eleni Elk za organizacijo fotografiranja in podrobne zgodbe o instalacijah.