В Подмосковье строят коллайдер, чтобы разгадать тайну зарождения Вселенной

Корреспондент «Вечёрки» отправилась на ускорительный комплекс NICA в Объединенный институт ядерных исследований, где проходят практику студенты Санкт-Петербургского государственного уни­верситета. Здесь не только разра­ботали проект «младшего брата» Большого адронного коллайдера, но и создали самый большой в мире магнит, а также открыли 10 новых химических элементов.

Недетская физика

– Что из школы вы помните про атомы? – начинает экскурсию Роман, старший инженер на ускорительном комплексе NICA.

Взрослые посетители, может, что-то и помнят, но говорить не решаются – страшно же сморозить глупость перед жителем наукограда, да еще и сотрудником известного института.

– Тогда вспоминаем: любое вещество состоит из атомов, в атоме есть ядро, а вокруг него летают электроны. – Роман освежает в нашей памяти учебник по физике за 9-й класс. – Если электрон оторвать – частица превратится в положительно заряженную. Она притянется к трубке с отрицательным зарядом, а потом – к следующей, следующей и так далее. Вот вам и принцип работы линейного ускорителя.

Экскурсовод почти на пальцах объясняет нам основы физики. Звучит, может, и наивно, зато понятно. И все же в его речи иногда проскальзывают экзотические термины, например «синхрофазотрон». Помню, этим словом мы пугали друг друга на уроках в школе, толком не понимая, что это такое, но для нас словечко звучало очень по-умному.

Синхрофазотрон – это легендарный ускоритель, построенный в ОИЯИ в 1957 году, тогда – самый мощный в мире. Для его создания пришлось прокладывать железную дорогу, а вес всех его магнитов (36 тысяч тонн) даже занесли в Книгу рекордов Гиннесса. Он отслужил ученым почти полвека, пока его не сменил ускоритель нового поколения – Нуклотрон, но даже сегодня аксакал отечественной науки не стоит без дела.

Золотые гонки

Я всматриваюсь в широкий квадратный тоннель, похожий на кольцевую ветку московского метрополитена изнутри. Вот только размер кольца го­раздо меньше – около 200 метров по периметру, как школьный стадион. Передо мной – все, что осталось от старого синхрофазотрона: внутри этой «оболочки» теперь строят очень важную часть проекта NICA – бустер. Промежуточный ускоритель, где частицы будут разгонять и охлаждать.

Вообще нежное женское имя скрывает за собой мощь целого ускорительного комплекса, где бустер – лишь один из элементов масштабного проекта. NICA расшифровывается как «Nuclo­tron-based Ion Collider fAcility», где N означает Нуклотрон – ускоритель, построенный здесь же, в ОИЯИ, в начале 90-х годов, I напоминает нам об ионах – ядрах атомов без электронов (именно они участвуют в гонках), буква C – от слова «коллайдер», а A – вторая буква в слове «fаcility» – «установка».

Работать NICA будет с тяжелыми ионами золота. Сначала через вольфрамовую проволоку, покрытую золотом, пропустят ток – так крохотные частички драгоценного металла испарятся и превратятся в ионизированный газ. Затем эти ионы отправят в линейный ускоритель и разгонят с помощью электрического поля. Следующая порция ускорения ждет частицы в бустере, где их движение уже происходит по кругу, – там специальные магниты поворачивают пучок. Еще стремительнее частицы станут после Нуклотрона – второго кольцевого ускорителя. И только потом их с чистой совестью отпустят «крутиться» в коллайдер, где и будет происходить все самое интересное.

– Коллайдер состоит из двух тоннелей, где есть специальные участки для столкновения частиц, – объясняет Роман. – Между ускорителем и коллайдером существует принципиальная разница: первый отправляет частицу в мишень – будто машина врезается в стену, а второй помогает столкнуть две машины (то есть частицы) между собой. Именно так можно узнать много нового.

Все ради разгадки

Главная научная задача для NICA – помочь физикам изучить процессы, которые происходили во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва, и понять, как же возникли нейтроны и протоны. Все же до конкретных экспериментов на NICA еще далеко: пока коллайдер – это строительная площадка, где всего несколько лет назад рос сосновый бор.

Но это не значит, что работа стоит, – в ОИЯИ два раза в год, осенью и весной, проводят сеансы запуска Нуклотрона (одной из будущих частей комплекса NICA): в течение двух месяцев ускоритель каждые 10 секунд выдает по пучку заряженных частиц. Их гоняют по кольцу, а потом выводят в специальные бетонные «домики», где ставят эксперименты. Расписание исследований настолько плотное, что работа идет даже ночью, ведь, чтобы остановить и заново запустить Нуклотрон, нужно готовиться пять дней.

– Видите толстые стены? – спрашивает Роман. – Полтора метра бетона. Когда идет процесс ускорения, находиться рядом с ускорителями опасно: можно получить дозу вредного излучения.

Воображение начинает рисовать тревожные картины: кричит сирена, наша группа разбегается в стороны, мигают красные огни. Как говорит Роман, все примерно так и происходит: перед ускорением двери блокируют, загорается желтый сигнал на светофорах, подается сирена, а еще звучит предупреждение по громкой связи. Все для того, чтобы эксперимент, в первую очередь, прошел безопасно для человека.

Сегодня в проекте NICA принимают участие ученые из 70 институтов 26 стран мира. Планируется, что комплекс запустят в 2020 году.


Полина ОГОРОДНИКОВА, фото пресс-службы ОИЯИ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью: 
Please enter your comment!
Please enter your name here