Популярное

Величайший ускоритель дал первые залпы

НАШ ЗИМ попетляв в переулках пригорода, вырвался, наконец, на серовато-стальное полотно Дмитровского шоссе и, низко присев над его асфальтовой лентой, мягко кренясь на виражах, устремился на север, к Волге, туда, где под сенью вековых сосен два дня назад, 10 апреля, заработала невиданная гигантская машина.

Промелькнули и растаяли в молочно-сером утреннем тумане еще спящие домики подмосковных деревень. Остался позади немало повидавший на своем веку древний земляной кремль Дмитрова.

Слегка притормозив, ЗИМ свернул вправе, и вскоре между могучими красновато-желтыми соснами и нежно-белыми стволами берез замелькали нарядные домики еще очень молодого, но уже известного на весь мир небольшого подмосковного городка Дубно.

Кроме вековых сосен да древней Волги, спокойно катящей свои неторопливые воды, здесь все молодо: и новенькие коттеджи, выстроившиеся вдоль только что проложенных асфальтовых дорожек, и рабочие, направляющиеся к виднеющимся из-за деревьев корпусам неоконченных зданий, и сама наука, которой живет и дышит новый город. Даже убеленные сединой маститые ученые с мировым именем и те по-юношески оживлены.

Скрипнув тормозами и вся подавшись вперед, словно не в силах остановиться после стремительного бега, машина замерла возле невысокой каменной ограды на окраине городка.

Здесь, за этой ничем не примечательной свежеокрашенной оградой, начинается чудесный мир самой молодой и самой могущественной науки сегодняшнего дня — атомной физики.

Доказав, что все тела, весь окружающий нас мир состоит из атомов, а те, в свою очередь, из еще более мелких — «элементарных» частиц, атомная физика все глубже проникает в мир сверхмельчайших частиц.

«Элементарные»? Что это значит?

А только то, что мы их пока очень плохо знаем. Физики прекрасно понимают, что эти частицы, конечно, ни в коем случае нельзя назвать элементарными без кавычек, то есть самыми простыми, простейшими, неделимыми. Нет никаких сомнений, что они обладают каким-то неизвестным нам внутренним строением, могут переходить одна в другую, как-то воздействуют друг на друга.

Чтобы проникнуть в сокровенные тайны природы, выведать у нее новые секреты строения вещества, выяснить природу сил, действующих в атоме, наконец, чтобы по-настоящему овладеть внутриядерной энергией, нужно тщательно изучить «элементарные» частицы. И наиболее сильным оружием физиков в этой борьбе являются ускорители.

Еще недавно почти единственным источником быстрых «элементарных» частиц, доставлявшим ученым материал для исследований, были космические лучи, приходящие к нам из далеких глубин мирового пространства. Природа оказалась не слишком щедрой к физикам. Чтобы «поймать» в прибор именно ту частицу, которая нужна, физикам нередко приходилось ждать целые месяцы!

Мощные ускорители — циклотроны, фазотроны, бетатроны и другие, построенные уже во многих странах, — позволяют получать «по заказу» нужные частицы в любых количествах.

Ученым нужны все более быстрые частицы. Ведь чем больше энергия ускоренной частицы, тем больше возможностей дает она для изучения законов атомного ядра. Вот почему с каждым годом ученых интересуют частицы все больших энергий.
 

До последнего времени самым мощным оружием физиков был американский беватрон в Беркли, позволяющий «разгонять» протоны до энергии в 6,3 млрд. электроновольт. С его помощью в последние годы удалось сделать замечательные открытия: получить антипротон и антинейтрон, открыть нейтральные К-мезоны с временем «жизни» в одну стомиллионную долю секунды!

А что же удастся обнаружить, если «разогнать» частицы еще сильнее?

Ответ на эти вопросы даст та замечательная машина, которая установлена в огромном здании, виднеющемся между стволами могучих сосен.
Здесь все необычно.

Необычно само здание, напоминающее гигантский цирк с множеством узких высоких окон и небольшим куполом, венчающим его строгие, красивые своеобразно-скупой красотой контуры.

Над скромной дверью приветливо горит разрешающий зеленый глазок светофора. Пока он горит, в эти двери можно входить спокойно, вашей жизни ничто не угрожает. Но стоит только в здании при работе ускорителя появиться опасному для человека излучению, как чуткие дозиметрические приборы немедленно дают сигнал об опасности. И над входом вспыхивает красный свет: «Стой!» Теперь уже никто не должен приближаться к двери.

И везде, где только может оказаться человек, день и ночь чутко горят огни светофоров, охраняя жизнь и здоровье людей.

Входишь в здание, делаешь несколько шагов и, пораженный, замираешь. Так вот он, знаменитый гигантский синхрофазотрон Объединенного института ядерных исследований!

Обычно, когда хотят назвать самую тяжелую, самую громоздкую, самую мощную машину, называют прокатный стан, блюминг. Но и мощнейшие блюминги кажутся игрушкой по сравнению с этой колоссальной установкой, одна деталь которой — кольцевой электромагнит — весит 36 тыс. т! 36 тыс. т!!! Если бы эту «деталь» положить на одну чашу весов, то на другую пришлось бы поставить ни мало ни много 26600 полностью снаряженных автомобилей «Победа»! А средний диаметр ее стального кольца достигает 60 м! Вспомните, что диаметр арены московского цирка всего-навсего... 13 м. Такой «детальке» было бы тесно даже на огромном футбольном поле Центрального стадиона имени Ленина в Лужниках!

Когда гигантский синхрофазотрон работает, мощность всех агрегатов, питающих его многочисленные машины, в некоторые моменты достигает 140 тыс. квт. Другими словами, в некоторые моменты синхрофазотрон использует четверть мощности Днепрогэса! И вся эта колоссальная энергия тратится на то, чтобы за 3,3 секунды разогнать протоны почти до скорости света!

Линейный ускоритель как бы «выпрыскивает» «медленные» протоны в вакуумную камеру синхрофазотрона, расположенную между полюсами огромного кольцевого электромагнита. Под действием магнита протоны, как и любая заряженная частица в магнитном поле, начинают двигаться по окружности. Чтобы ничто не мешало им не этом пути, в вакуумной камере создается сильное разрежение. 56 мощных насосов понижают давление воздуха в ней до миллиардной доли атмосферы!

В двух противоположных участках вакуумной камеры установлены ускоряющие электроды. Переменное электрическое поле все время «подхлестывает» частицы.

За те 3,3 секунды, что протоны находятся в вакуумной камере, они успевают совершить внутри нее четыре с половиной миллиона оборотов и получить девять миллионов «толчков». За это время они проходят миллион километров!

Сложнейшие процессы в тысячах аппаратов синхрофазотрона протекают так быстро, что вмешаться в них человек не успевает. Они должны идти совершенно автоматически и абсолютно точно. Ведь малейшая, самая ничтожная ошибка в поведении магнитного поля может привести к катастрофе, к серьезной аварии ценнейшей установки. Чтобы этого не произошло, в схему синхрофазотрона включено 6 тыс. различных контакторов, реле и автоматов, 2 тыс. контрольно-измеритепьных приборов, 2 тыс. различных аппаратов управления. Все они связаны между собой проводами, общая длина которых более тысячи километров!

...В центре огромного кольца синхрофазотрона на небольшом пульте собраны все основные приборы управления и контроля. Здесь вечером 15 марта собрались ученые, инженеры, электрики, монтажники — все те, кто создавал гигантскую машину. Наступил самый волнующий, решающий момент, момент, которого ждали несколько лет и который должен был дать первую оценку колоссальной работе сотен ученых, тысяч инженеров, десятков тысяч рабочих.
Заработает или нет?

До сих пор все эти сложные металлические конструкции, хитроумные переплетения тысяч проводов, хрупкие приборы и мощные электродвигатели были только механическим соединением металла, дерева и стекла. Оживут ли они?»

Заработает или нет?

Слабо мерцающие экраны осциллографов, перемигивающиеся разноцветные лампочки, резкие щелчки включающихся контакторов говорили о том, что в работу один за другим вступают все новые механизмы и агрегаты. Замысловатые линии записывающих приборов регистрировали поведение сотен механизмов машины. Каждая из этих линий, каждая загоревшаяся лампочка уже говорила о маленькой победе. Но всех мучил один, только один главный вопрос: «Заработает или нет?»

И вот она, долгожданная зеленая змейка на экране осциллографа! Поток частиц в ускорительной камере есть! Значит, все верно! Громадная масса' металла ожила. Крупнейший в мире ускоритель родился!

В тот день, когда наш ЗИМ остановился у подъезда здания синхрофазотрона, ученые получили протоны с энергией 9 млрд. Электроновольт. А уже 16 апреля их гигантская ядерная пушка дала залпы во всю мощь своих 10 млрд. электроновольт. Эти залпы пробьют новую брешь в стене, за которой природа скрывает свои потаенные секреты. Гигантский синхрофазотрон только начал свою работу, а советские ученые и инженеры уже задумывают конструкцию еще более мощной машины — нового ускорителя на 50 млрд. электроновольт!