Что случилось с андроидным коллайдером

Какую опасность может представлять Большой адронный коллайдер?

Самый крупный и мощный ускоритель частиц в мире — Большой адронный коллайдер (БАК) — на днях вернулся к работе. После модернизации ускоритель частиц заработал с удвоенной мощностью. Значит ли это, что все страхи, связанные с его первоначальным запуском, возродились в удвоенном количестве?

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Хотя этого события ждали по всему миру, есть два человека, которые хранили молчание: Уолтер Вагнер, офицер ядерной безопасности на пенсии, и испанский журналист Луис Санчо. У них есть своя история, связанная с БАК, и, возможно, именно им мы обязаны за все страшилки, связанные с запуском расщепляющей протоны машины.

Еще за несколько месяцев до того, как коллайдер должны были включить впервые в 2008 году, Вагнер и Санчо подали иск против организаций, стоящих за монструозной машиной: Министерство энергетики США, Национальная ускорительная лаборатория Ферми и Национальный научный фонд.

Будет лишним сказать, что потребовалось много мужества и, возможно, немного безумия, чтобы попытаться засудить любую из этих организаций, на которые работают ярчайшие интеллектуалы человечества, не говоря уж о том, чтобы напасть сразу на всех. Особенно после того, как они закончили строительство 30-летнего проекта стоимостью в 6 миллиардов долларов. В защиту мужчин, Вагнер и Санчо пытались спасти мир от неминуемого, как им казалось, уничтожения.

Среди опасений было и то, что БАК может породить миниатюрную черную дыру, которая буквально поглотит Землю. В своем иске они утверждали:

«В конце концов, вся Земля упадет в растущую микрочерную дыру, которая превратит Землю в черную дыру средних размеров, вокруг которой будут продолжать вращаться луна, спутники, МКС и т. п».

Иск был отклонен, потому что мужчины не смогли доказать наличие «реальной угрозы». Впрочем, на Земле и по сей день остаются люди, которые уверены, что БАК приведет человечество к краху. Хотя Санчо и Вагнер ошиблись — Земля на месте, БАК работает несколько лет подряд — важно понять, почему научная подоплека работы БАК не подразумевает никаких угроз. Понять, почему Большой адронный коллайдер не принесет такого уж катастрофического вреда.

Рождение черной дыры

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

До сих пор никто не наблюдал и не производил микроскопических черных дыр — даже БАК. Но прежде чем он был включен в первый раз в 2008 году, Вагнер и Санчо опасались, что разгон субатомных частиц до 99,99% скорости света и последующее их столкновение могут создать настолько плотное месиво частиц, что появится черная дыра.

Физики CERN сообщают, что общая теория относительности Эйнштейна предполагает, что на БАК невозможно произвести такое экзотическое явление. Но что, если Эйнштейн ошибался? Этого опасаются Вагнер и Санчо.

Даже если так, другая теория, разработанная известным астрофизиком Стивеном Хокингом, предсказывает, что даже если микроскопическая черная дыра образуется внутри БАК, она мгновенно распадется, не представляя никакой угрозы для существования Земли.

В 1974 году Хокинг предсказал, что черные дыры не просто пожирают материю, но и выплевывают ее в виде чрезвычайно высокоэнергетического излучения Хокинга. Согласно теории, чем меньше черная дыра, тем больше излучения Хокинга она выдает в космос, постепенно сходя на нет. Таким образом, микроскопическая черная дыра, став наименьшей, исчезнет, прежде чем сможет нанести ущерб и уничтожить нас. Возможно, по этой причине мы и не видели микроскопических черных дыр.

Рождение странной материи

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Вагнер и Санчо опасаются, что эта странная материя может сливаться с обычной и «может превратить всю Землю в одну большую страпельку». Конечно, опасения Вагнера и Санчо не строятся на их теориях — эти мысли обсуждались в более серьезных научных кругах.

Тем не менее точное поведение странной материи или даже одной страпельки никто не знает; отчасти поэтому страпельки остаются кандидатами на частицы темной материи, которая преобладает в нашей Вселенной.

Для поддержки этой теории физики из Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке пытаются создать страпельку в Релятивистском коллайдере тяжелых ионов с начала этого века. Пока ни одной страпельки не видели. Но шансы, конечно, всегда есть.

Если Брукхейвенской национальной лаборатории повезет в поисках, остаются опасения, что страпельки, контактируя с обычной материей, начинают цепную реакцию, которая превратит вас, нас и все остальное на Земле в комок странной материи. Сможем ли мы пережить такую трансформацию и что изменится — можно только догадываться. Но неизвестность пугает.

Физики CERN, однако, утверждают, что если Брукхейвену удастся создать страпельку, шансы на то, что она будет взаимодействовать с обычной материей, весьма невелики:

«При таких высоких температурах, которые производятся на коллайдерах, слепить странную материю вместе сложнее, чем образовать лед в горячей воде», — говорят они.

Рождение магнитных монополей

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Спустя более полувека такая частица под названием магнитный монополь никогда не создавалась в природе и не наблюдалась в природе. То есть она сугубо гипотетическая. Но это не помешало Вагнеру предположить, что мощная машина вроде БАК может создать первый в истории магнитный монополь, который может уничтожить Землю.

«У таких частиц может быть способность катализировать распад протонов и атомов, заставляя их превращаться в другие типы материи», — писали он и Санчо.

Теория того, что монополь может уничтожать протоны — субатомные строительные блоки всей материи во Вселенной — спекулятивная в лучшем случае, объясняют физики CERN. Но допустим, эта теория верна. В таком случае эта частица будет обладать массой, которая слишком велика, чтобы БАК мог создать такую частицу.

В общем, мы в безопасности.

«Факт существования Земли и других небесных тел исключает возможность создания опасных пожирающих протоны магнитных монополей с помощью БАК», — говорит физики CERN.

Следующие несколько месяцев физики проведут наращивая мощность БАК, чтобы она превысила в два раза предельную мощность, с которой БАК работал во время первого запуска. Это не отменяет тот факт, что Земля едва ли будет уничтожена микроскопическими черными дырами, страпельками или магнитными монополями.

Источник

На Большом адронном коллайдере открыли новую форму материи. Почему ученые не понимают, с чем они столкнулись?

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Большой адронный коллайдер. Фото: globallookpress.com

При участии российских физиков в ЦЕРН обнаружили новую частицу — экзотический тетракварк Tcс+, представляющий собой новую форму материи. В коллаборацию LHCb, которая сделала открытие, входят Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН, Новосибирский государственный университет, Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова и другие организации. «Лента.ру» рассказывает о научном достижении и о том, что оно значит для физики частиц в целом.

Очарованные и прелестные

LHCb — это один из четырех детекторов, установленных на Большом адронном коллайдере, который предназначен для изучения физики прелестных кварков (b-кварков) и нарушения CP-симметрии при взаимодействии между этими кварками. CР-симметрией называют неизменность законов физики при замене всех частиц на античастицы при одновременном зеркальном отражении физических процессов. Считается, что некоторые частицы не соблюдают СР-симметрию, и это может объяснять, почему во Вселенной материя преобладает над антиматерией. Помимо основной задачи, детектор LHCb также задействован в экспериментах с очарованными кварками (с-кварками).

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Тетракварки являются экзотическими мезонами, то есть частицами, в которых число кварков равно числу антикварков. Экзотическими их называют потому, что изначально предполагалось существование частиц, состоящих либо из трех кварков, как протоны и нейтроны, либо из кварка и антикварка. В своих фундаментальных работах 1964 года физики Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг, в которых они предложили кварковую модель, упомянули возможность добавления кварк-антикварковой пары к минимальной мезонной или барионной кварковой конфигурации для образования адронов с четырьмя (тетракварк) или пятью (пентакварк) кварковыми составляющими. При этом считалось, что состав тетракварков всегда соответствует формуле qq’QQ’, где q — это легкий кварк (верхний, нижний или странный), а Q — тяжелый кварк (очарованный или прелестный); апострофы обозначают соответствующие антикварки (легкие или тяжелые).

Физикам потребовалось 50 лет, чтобы получить однозначные экспериментальные доказательства существования экзотических адронов. В апреле 2014 года коллаборация LHCb опубликовала измерения, которые продемонстрировали, что частица Z (4430), впервые обнаруженная коллаборацией Belle, состоит из четырех кварков (ccud). Затем в июле 2015 года на Большом адронном коллайдере произошел поворотный момент в спектроскопии экзотических барионов, когда коллаборация LHCb сообщила о признаках существования пентакварков.

Считается, что первым экспериментально обнаруженным тетракварком стал Zc(3900), открытый в 2013 году сразу двумя независимыми научными коллективами на китайском электрон-позитронном коллайдере в BEPC II и в японской лаборатории Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей. В 2015 году анализ распада лямбда-барионов, содержащих в своем составе один прелестный кварк (прелестные лямбда-барионы), раскрыл существование пентакварков — экзотических частиц, состоящих из пяти кварков. С тех пор экспериментально доказано существование 20 тетракварков и четырех пентакварков.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Устройство детектора LHCb

В июле 2020 года физики LHCb объявили о возможном открытии тетракварка с четырьмя очарованиями. До этого момента все известные экзотические частицы содержали пару очарованный кварк или очарованный антикварк или прелестный кварк и прелестный антикварк. В августе 2020 года впервые открыли тетракварк cdus с открытым очарованием, а в марте 2021 года — тетракварк со скрытым очарованием и странным кварком. О скрытом очаровании говорят, когда в составе адрона имеются очарованный кварк и очарованный антикварк. При открытом очаровании частицы не содержат очарованных антикварков, чтобы уравновесить очарованные кварки. Аналогичная терминология применяется к другим ароматам кварков.

На пике открытия

Новая частица проявила себя в виде узкого пика в спектре масс распада π+-мезона со статистической значимостью, превышающей 20 стандартных отклонений, что однозначно указывает на открытие. Физики проанализировали полный набор данных, полученных при сеансах работы коллайдера Run 1 и Run 2.

Тетракварк Tcс+, или ccud представляет собой единственную известную науке частицу, состоящую из четырех кварков, сразу два из которых являются очарованными (с-кварки), но при этом отсутствуют очарованные антикварки. Вместо них содержатся два антикварка с ароматами u (верхний) и d (нижний). То есть данная частица имеет открытое очарование и выходит за рамки традиционной схемы образования адронов, обнаруживаемой в мезонах и барионах. При этом время жизни нового тетракварка примерно в 10-500 раз больше, чем у частиц с похожей массой, что делает тетракварк Tcс+ рекордсменом-долгожителем.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Пик, соответствующий открытой частице

Все наблюдавшиеся экзотические адроны распадаются за счет сильного взаимодействия. Долгоживущая экзотическая частица, стабильная по отношению к сильному взаимодействию, заинтриговала бы сообщество физиков элементарных частиц. Адрон с двумя тяжелыми кварками и двумя легкими антикварками — главный кандидат. Однако до сих пор было неясно, будет ли такая частица существовать.

Ситуация изменилась четыре года назад, когда коллаборация LHCb обнаружила барион, содержащий два очарованных кварка и один верхний кварк. Это наблюдение позволило предсказать существование стабильного тетракварка bbud с двумя прелестными кварками. Долгожданное открытие на этой неделе показывает, что ccud также существует, что дополнительно подтверждает существование тетракварка bbud, устойчивого к сильным и электромагнитным взаимодействиям.

Атом или молекула

Физики предполагают две возможности взаимодействия кварков внутри тетракварка. Кварки могут быть тесно взаимосвязаны друг с другом или представлять собой тесно взаимодействующие мезоны. Иными словами, в первом случае экзотическая частица может быть больше похожа на «атом», который имеет очень маленькое и тяжелое ядро, состоящее из двух очарованных кварков и окруженное облаком очень большого размера из легких антикварков. Или же она является «молекулой», в которой две тяжелые частицы D0 и D*+ вращаются друг вокруг друга на расстоянии примерно в восемь-десять раз больше размера каждой из этих частиц.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Поскольку пик в спектре масс распада π+-мезона близок к порогу, соответствующему массе пары очарованных мезонов D*+ D0, можно предположить, что наиболее вероятен вариант с «молекулой», хотя реальная природа этой близости пока остается загадкой, и она не исключает мультикварковую «атомную» структуру. Кроме того, существует загадочная частица χc1(3872), которая по массе тоже близка сумме масс очарованных мезонов. Сходство масс χc1(3872) и Tcс+ может указывать на глубокую, но еще не изученную связь между двумя частицами.

На этой неделе на конференции коллаборации LHCb было объявлено о наблюдении еще двух адронов, Ξb(6327)0 и Ξb(6330)0. Таким образом, к списку адронов, обнаруженных на Большом адронном коллайдере, были добавлены еще три адрона, в результате чего общее количество обнаруженных адронов достигло 62.

Источник

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

История, мифы и факты

Идея создания коллайдера была озвучена в 1984 году. А сам проект на строительство коллайдера был одобрен и принят аж в 1995 году. Разработка принадлежит Европейскому центру ядерных исследований (CERN). Вообще запуск коллайдера привлек к себе большое внимание не только ученых, но и простых людей со всего мира. Говорили о всевозможных страхах и ужасах, связанных с запуском коллайдера.

Впрочем, кто-то и сейчас, вполне возможно, ждет апокалипсиса, связанного с работой БАК и тресется от одной мысли о том, что будет, если ч взорвется большой адронный коллайдер. Хотя, в первую очередь все боялись черной дыры, которая, сначала будучи микроскопической, разрастется и благополучно поглотит сначала сам коллайдер, а за ним Швейцарию и весь остальной мир. Также большую панику вызывала аннигиляционная катастрофа. Группа ученых даже подала в суд, пытаясь остановить строительство. В заявлении говорилось, что сгустки антиматерии, которые могут быть получены в коллайдере, начнут аннигилировать с материей, начнется цепная реакция и вся Вселенная будет уничтожена. Как говорил известный персонаж из «Назад в Будущее»:

Вся Вселенная, конечно, в самом худшем случае. В лучшем – только наша галактика. Доктор Эмет Браун.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

А теперь попытаемся понять, почему он адронный? Дело в том, что он работает с адронами, точнее разгоняет, ускоряет и сталкивает адроны.

Адроны – класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Адроны состоят из кварков.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Как работает большой адронный коллайдер

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

В составе коллайдера 4 гигантских детектора: ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Помимо основных больших детекторов, есть еще и вспомогательные. Детекторы предназначены для фиксации результатов столкновений частиц. То есть после того, как на околосветовых скоростях сталкиваются два протона, никто не знает чего ожидать. Чтобы «увидеть», что получилось, куда отскочило и как далеко улетело, и существуют детекторы, напичканные всевозможными датчиками.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Результаты работы большого адронного коллайдера.

Зачем нужен коллайдер? Ну уж точно не для того, чтобы уничтожить Землю. Казалось бы, какой смысл сталкивать частицы? Дело в том, что вопросов без ответов в современной физике очень много, и изучение мира с помощью разогнанных частиц может в буквальном смысле открыть новый пласт реальности, понять устройство мира, а может быть даже ответить на главный вопрос «смысла жизни, Вселенной и вообще».

Какие открытия уже совершили на БАК? Самое знаменитое – это открытие бозона Хиггса (ему мы посвятим отдельную статью). Помимо того были открыты 5 новых частиц, получены первые данные столкновений на рекордных энергиях, показано отсутствие асимметрии протонов и антипротонов, обнаружены необычные корреляции протонов. Список можно продолжать долго. А вот микроскопических черных дыр, которые наводили страх на домохозяек, обнаружить не удалось.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Друзья, любите науку, и она обязательно полюбит Вас! А помочь Вам полюбить науку легко смогут наши авторы. Обращайтесь за помощью, и пусть учеба приносит радость!

Источник

Последний великий проект советской науки: коллайдер в Протвино

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

В ста километрах от Москвы, рядом с наукоградом Протвино, в лесах Подмосковья закопан клад в десятки миллиардов рублей. Выкопать и украсть его нельзя — навечно упрятанный в землю, он несет ценность только для истории науки. Речь идет об ускорительно-накопительном комплексе (УНК) Института физики высоких энергий Протвино — законсервированном подземном объекте размером почти с Большой адронный коллайдер.

Длина подземного кольца ускорителя — 21 км. Основной тоннель диаметром 5 метров проложен на глубине от 20 до 60 метров (в зависимости от рельефа местности). Кроме того, было построено множество вспомогательных помещений, связанных с поверхностью вертикальными шахтами. Если бы протонный коллайдер в Протвино удалось сдать в срок раньше БАК, в мире фундаментальной физики появилась бы новая точка притяжения. Далее — об истории главного советского коллайдера, на котором могла бы коваться физика будущего.

Самый большой проект

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Протвино с высоты 325 метров

Перефразируя анекдот «А я тебе говорил — место проклятое!» можно сказать, что коллайдеры на пустом месте не возникают — должны быть подходящие условия. За много лет до принятия стратегического решения о постройке крупнейшего в СССР научного объекта, в 1960 году, в качестве базы для Института физики высоких энергий (ИФВЭ) был основан секретный поселок Серпухов-7. Место выбрали по геологическим соображениям — в этой части Московской области грунт, являющийся дном древнего моря, позволяет размещать крупные подземные объекты, защищенные от сейсмической активности.

В 1965 году получен статус поселка городского типа и новое название — Протвино — производное от названия местной речушки Протвы. В 1967 году в Протвино запущен крупнейший ускоритель своего времени — протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ (10 9 электронвольт) У-70. Он до сих пор действует и остается самым высокоэнергетичным ускорителем России.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Строительство У-70

Вскоре начали разрабатывать проект нового ускорителя — протон-протонного коллайдера на энергию 3 ТэВ (10 12 эВ), который стал бы самым мощным в мире. Работы по теоретическому обоснованию УНК возглавлял академик Анатолий Логунов — физик-теоретик, научный руководитель Института физики высоких энергий. Синхротрон У-70 планировалось использовать в качестве первой «разгонной ступени» для ускорителя УНК.

В проекте УНК предполагались две ступени: одна должна была принять из У-70 пучок протонов с энергией 70 ГэВ и поднять ее до промежуточного значения 400–600 ГэВ. Во втором кольце (вторая ступень) энергия протонов поднималась бы до максимальной величины. Обе ступени УНК должны были разместиться в одном кольцевом тоннеле размерами превосходящем кольцевую линию Московского метрополитена. Сходства с метро добавляет и тот факт, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты.

План экспериментов

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
1. Ускоритель У-70. 2. Канал инжекции — ввода пучка протонов в кольцо ускорителя УНК. 3. Канал антипротонов. 4. Криогенный корпус. 5. Тоннели к адронному и нейтронному комплексам

В начале восьмидесятых в мире не было сравнимых по размерам и энергиям ускорителей. Ни Тэватрон в США (длина кольца 6,4 км, энергия в начале 1980-х — 500 ГэВ), ни Суперколлайдер лаборатории ЦЕРН (длина кольца 6,9 км, энергия столкновения 400 ГэВ) не могли дать физике необходимый инструмент для проведения новых экспериментов.

Наша страна имела большой опыт в области разработки и строительства ускорителей. Построенный в Дубне в 1956 году синхрофазотрон стал самым мощным в мире на тот момент: энергия 10 ГэВ, длина около 200 метров. На построенном в Протвино синхротроне У-70 физики сделали несколько открытий: впервые зарегистрировали ядра антивещества, обнаружили так называемый «серпуховский эффект» — возрастание полных сечений адронных взаимодействий (величин, определяющих ход реакции двух сталкивающихся частиц) и многое другое.

Десятилетняя работа

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Полномасштабный макет тоннеля УНК

В 1983 году горным способом, используя 26 вертикальных шахт, начались строительные работы на объекте.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Несколько лет стройка велись в вялотекущем режиме — прошли всего полтора километра. В 1987 году вышло постановление правительства об активизации работ, и в 1988-м, впервые с 1935 года, Советский Союз закупил за границей два современных тоннелепроходческих комплекса компании Lovat, с помощью которых Протонтоннельстрой начал прокладывать тоннели.

Зачем понадобилось покупать проходческий щит, если до этого пятьдесят лет в стране успешно строили метро? Дело в том, что 150-тонные машины Lovat не только бурили с очень высокой точностью проходки до 2,5 сантиметров, но и выстилали свод тоннеля 30-сантиметровым слоем бетона с металлоизоляцией (обычные бетонные блоки, с приваренным с внутренней стороны листом металлической изоляции). Гораздо позже в Московском метрополитене из блоков с металлоизоляцией сделают небольшой участок на перегоне «Трубная» — «Сретенский бульвар».

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Канал инжекции. В бетонный пол утоплены рельсы для электровоза

В конце 1989 года было пройдено около 70% тоннеля основного кольца и 95% канала инжекции — тоннеля длиной более 2,5 км, предназначенного для перевода пучка из У-70 в УНК. Построили три здания (из запланированных 12) инженерного обеспечения, развернули строительство наземных объектов по всему периметру: более 20 промышленных площадок с многоэтажными производственными зданиями, к которым были проложены трассы водоснабжения, отопления, сжатого воздуха, высоковольтные линии электропередач.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

В этот же период у проекта начались проблемы с финансированием. В 1991 году, с развалом СССР, УНК мог быть брошен сразу же, однако стоимость консервации недостроенного тоннеля оказалась бы слишком высока. Разрушенный, затопленный грунтовыми водами он мог бы представлять опасность для экологии всего региона.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Источник

Потребовалось еще четыре года, чтобы замкнуть подземное кольцо тоннеля, но ускорительная часть безнадежно отстала — всего было изготовлено лишь около ¾ ускоряющей структуры для первой ступени УНК, и лишь несколько десятков магнитов сверхпроводящей структуры (а требовалось 2500, каждый из них весом около 10 тонн).

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Стенд для испытания магнитов

Магнитная система — одна из самых важных в ускорителе. Чем выше энергия частиц, тем труднее пустить их по круговой траектории, и, соответственно, сильнее должны быть магнитные поля. Кроме того, частицы нужно фокусировать, чтобы они не отталкивались друг от друга, пока летят. Поэтому наряду с поворачивающими частицы по кругу магнитами нужны и магниты фокусирующие. Максимальная энергия ускорителей в принципе ограничивается размерами и стоимостью магнитной системы.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Часть инжекторного тоннеля в наши дни. Источник

Инжекторный тоннель оказался единственной частью комплекса, готовой на 100%. Так как плоскость орбиты УНК на 6 м ниже, чем в У-70, канал оснастили протяженным участком магнитов, обеспечивающим поворот пучка на 64°. Ионно-оптическая система обеспечивала согласование фазового объема пучка, выведенного из У-70, со структурой поворотов тоннеля.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Основной тоннель. В таком виде (только без света) он тянется на километры. Источник

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Второстепенные технологические тоннели

Началось возведение уникального нейтронного комплекса — частицы, разогнанные в УНК, по отдельному тоннелю выводились бы в землю, по направлению к Байкалу, на дне которого установлен специальный детектор. Нейтринный телескоп на озере Байкал до сих пор существует и расположен на расстоянии 3,5 км от берега, на километровой глубине.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

На протяжении всего тоннеля каждые полтора километра были построены подземные залы для размещения крупногабаритного оборудования.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Помимо основного тоннеля был построен еще один, технический (на фото выше), предназначенный для кабелей и труб.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

В тоннеле имелись прямолинейные участки для размещения технологических систем ускорителя, обозначенные на схеме, как «СПП–1» (сюда попадает пучок частиц из У-70) и «СПП-4» (отсюда выводятся частицы). Они представляли собой протяженные залы диаметром до 9 метров и длиной около 800 метров.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Вентиляционная шахта глубиной в 60 м (она же на КДПВ). Источник

Смерть и перспективы

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером
Нынешнее состояние тоннелей, за которыми еще следят

В 1994 году строители осуществили сбойку последнего и самого сложного по гидрогеологическим условиям (из-за грунтовых вод) участка 21-километрового тоннеля. В этот же период деньги практически иссякли, ведь затраты на проект были соизмеримы со строительством АЭС. Ни заказывать оборудование, ни платить зарплаты рабочим стало невозможно. Ситуацию усугубил кризис 1998 года. После того, как было принято решение участвовать в запуске Большого адронного коллайдера, от завершения УНК отказались окончательно.

Введенный в строй в 2008 году БАК оказался современнее и мощнее, окончательно убив идею реанимировать российский коллайдер. Однако просто бросить гигантский комплекс нельзя и сейчас он представляет собой «чемодан без ручки». Ежегодно из федерального бюджета тратятся деньги на содержание охраны и откачку воды из тоннелей. Средства уходят также на бетонирование многочисленных залазов, притягивающих любителей индустриальной экзотики со всей России.

Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть фото Что случилось с андроидным коллайдером. Смотреть картинку Что случилось с андроидным коллайдером. Картинка про Что случилось с андроидным коллайдером. Фото Что случилось с андроидным коллайдером

Последние десять лет предлагаются различные идеи реновации комплекса. В тоннеле можно было бы разместить сверхпроводящий индукционный накопитель, который помогал бы поддерживать стабильность электросети всего Московского региона. Или там можно было бы сделать грибную ферму. Идей много, но все они упираются в отсутствие денег — даже похоронить комплекс и залить полностью бетоном стоит слишком дорого. Пока же невостребованные пещеры науки остаются памятником несбывшейся мечты советских физиков.

Наличие БАК не означает ликвидацию всех остальных коллайдеров. Ускоритель У-70 Института физики высоких энергий и поныне остается крупнейшим действующим в России. Ускоритель тяжелых ионов НИКА строится в подмосковной Дубне. Длина его сравнительно невелика — НИКА будет включать четыре 200-метровых кольца — однако область, в которой будет работать коллайдер, должна обеспечить ученым наблюдение за «пограничным» состоянием, когда ядра и высвободившиеся из ядер атомов частицы существуют одновременно. Для физики данная область считается одной из наиболее перспективных.

В числе фундаментальных исследований, которые будут проводиться с использованием коллайдера НИКА — моделирование микроскопической модели ранней Вселенной. Ученые намерены использовать коллайдер для поиска новых методик лечения рака (облучение опухоли пучком частиц). Кроме того, установку используют для исследования влияния радиации на работу электроники. Строительство нового ускорителя планируют завершить в 2023 году.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *