Помощ за Tele2, тарифи, въпроси

През 1957 г. Съветският съюз прави революционен научен пробив в две посоки едновременно: през октомври е изстрелян първият изкуствен спътник на Земята, а няколко месеца по-рано, през март, започва да работи легендарният синхрофазотрон, гигантска инсталация за изследване на микросвета в Дубна. Тези две събития шокираха целия свят и думите „сателит“ и „синхрофазотрон“ се наложиха здраво в живота ни.

Синхрофазотронът е вид ускорител на заредени частици. Частиците в тях се ускоряват до високи скорости и съответно до високи енергии. Въз основа на резултатите от техните сблъсъци с други атомни частици се съди за структурата и свойствата на материята. Вероятността от сблъсъци се определя от интензитета на лъча на ускорените частици, тоест от броя на частиците в него, следователно интензитетът, заедно с енергията, е важен параметър на ускорителя.

Необходимостта от създаване на сериозна ускорителна база в Съветския съюз е обявена на правителствено ниво през март 1938 г. Група изследователи от Ленинградския физико-технологичен институт (LPTI), ръководена от академик A.F. Йофе се обърна към председателя на Съвета на народните комисари на СССР В.М. Молотов с писмо, в което се предлага да се създаде техническа база за изследвания в областта на структурата на атомното ядро. Въпросите за структурата на атомното ядро ​​се превърнаха в един от централните проблеми на естествознанието и Съветският съюз изостана значително в решаването им. Така че, ако Америка имаше поне пет циклотрона, тогава Съветският съюз нямаше нито един (единственият циклотрон на Радиевия институт на Академията на науките (RIAN), стартиран през 1937 г., практически не работеше поради дефекти в дизайна). Обръщението към Молотов съдържаше искане да се създадат условия за завършване на строителството на циклотрона LPTI до 1 януари 1939 г. Работата по създаването му, започнала през 1937 г., е преустановена поради несъответствия във ведомствата и спиране на финансирането.

През ноември 1938 г. S.I. Вавилов в обръщение към Президиума на Академията на науките предлага да се построи циклотрон LPTI в Москва и да се прехвърли лабораторията на И. В. към Физическия институт на Академията на науките (FIAN) от LPTI. Курчатова, която участва в създаването му. Сергей Иванович искаше централната лаборатория за изследване на атомното ядро ​​да се намира на същото място, където се намираше Академията на науките, тоест в Москва. Той обаче не беше подкрепен от LPTI. Спорът приключва в края на 1939 г., когато A.F. Йофе предложи създаването на три циклотрона наведнъж. На 30 юли 1940 г. на заседание на Президиума на Академията на науките на СССР беше решено да се възложи на RIAN да преоборудва съществуващия циклотрон тази година, FIAN да подготви необходимите материали за изграждането на нов мощен циклотрон до 15 октомври , и LFTI за завършване на конструкцията на циклотрона през първото тримесечие на 1941 г.

Във връзка с това решение ФИАН създаде така наречения циклотронен екип, който включва Владимир Йосифович Векслер, Сергей Николаевич Вернов, Павел Алексеевич Черенков, Леонид Василиевич Грошев и Евгений Львович Файнберг. На 26 септември 1940 г. Бюрото на Департамента по физико-математически науки (OPMS) изслушва информация от V.I. Wexler относно проектните спецификации за циклотрона, одобри основните му характеристики и строителни оценки. Циклотронът е проектиран да ускорява дейтроните до енергия от 50 MeV.

И така, стигаме до най-важното, до човека, който има значителен принос за развитието на физиката у нас през онези години - Владимир Йосифович Векслер. Този изключителен физик ще бъде обсъден допълнително.

В. И. Векслер е роден в Украйна в град Житомир на 3 март 1907 г. Баща му загива в Първата световна война.

През 1921 г., в период на тежък глад и разруха, с големи трудности и без пари, Володя Векслер се озовава в гладна пред-НЕП Москва. Тийнейджърът се озовава в общинска къща, създадена в Хамовники, в старо имение, изоставено от собствениците.

Уекслер се отличаваше с интереса си към физиката и практическото радиотехника; той сам сглоби детекторен радиоприемник, което в онези години беше необичайно трудна задача, четеше много и учи добре в училище.
След като напуска комуната, Уекслър запазва много от възгледите и навиците, които е възпитал.
Нека да отбележим, че поколението, към което принадлежи Владимир Йосифович, преобладаващото мнозинство се отнасяше с пълно пренебрежение към ежедневните аспекти на живота си, но фанатично се интересуваше от научни, професионални и социални проблеми.

Векслер, заедно с други комунари, завършва деветгодишна гимназия и заедно с всички възпитаници влиза в производството като работник, където работи като електротехник повече от две години.
Жаждата му за знания, любовта към книгите и рядката интелигентност бяха забелязани и в края на 20-те години младежът получи „комсомолски билет“ за института.
Когато Владимир Йосифович завършва колеж, е извършена друга реорганизация на висшите учебни заведения и техните имена са променени. Оказа се, че Векслер постъпва в Института за народно стопанство "Плеханов", завършва МЕИ (Московски енергиен институт) и получава квалификация на инженер със специалност рентгенова техника.
През същата година той постъпва в лабораторията за рентгенов дифракционен анализ на Всесъюзния електротехнически институт в Лефортово, където Владимир Йосифович започва работата си с изграждане на измервателни инструменти и изучаване на методи за измерване на йонизиращо лъчение, т.е. потоци от заредени частици.

Уекслър работи в тази лаборатория в продължение на 6 години, като бързо се издига от лаборант до мениджър. Тук вече се проявява характерният „почерк” на Уекслър като талантлив учен експериментатор. Неговият ученик, професор М. С. Рабинович впоследствие пише в мемоарите си за Векслер: "В продължение на почти 20 години той сам сглобява и инсталира различни инсталации, които изобрети, никога не се отклонява от никаква работа. Това му позволи да види не само фасадата, не само нейната идеология страна", но и всичко, което се крие зад крайните резултати, зад точността на измерванията, зад лъскавите шкафове на инсталациите. Той учи и се пренаучава през целия си живот. До последните години от живота си, вечер, на почивка, той внимателно изучаваше и си водеше бележки върху теоретичните работи."

През септември 1937 г. Векслер се премества от Всесъюзния електротехнически институт във Физическия институт на Академията на науките на СССР на името на П. Н. Лебедев (ФИАН). Това беше важно събитие в живота на учения.

По това време Владимир Йосифович вече е защитил докторската си дисертация, чиято тема е проектирането и приложението на проектираните от него „пропорционални усилватели“.

Във ФИАН Уекслер започва да изучава космическите лъчи. За разлика от А. И. Алиханов и колегите му, които се влюбиха в живописната планина Арагац в Армения, Векслер участва в научни експедиции до Елбрус, а след това и до Памир - Покрива на света. Физиците по целия свят изследваха потоци от високоенергийни заредени частици, които не могат да бъдат получени в земните лаборатории. Изследователите се доближиха до мистериозните потоци космическа радиация.

Дори и сега космическите лъчи заемат важно място в арсенала на астрофизиците и специалистите по физика на високите енергии и се излагат вълнуващо интересни теории за техния произход. В същото време беше просто невъзможно да се получат частици с такава енергия за изследване, а за физиците беше просто необходимо да се изследва тяхното взаимодействие с полета и други частици. Още през тридесетте години много атомни учени имаха мисъл: колко добре би било да се получат частици с толкова високи „космически“ енергии в лабораторията, като се използват надеждни инструменти за изследване на субатомни частици, методът за изследване на които беше един - бомбардировка (както те преносно се използва за казване и рядко се казва сега) някои частици от други. Ръдърфорд открива съществуването на атомното ядро, като бомбардира атомите с мощни снаряди - алфа частици. По същия метод са открити ядрени реакции. За да се превърне един химичен елемент в друг, беше необходимо да се промени съставът на ядрото. Това беше постигнато чрез бомбардиране на ядра с алфа частици, а сега и с частици, ускорени в мощни ускорители.

След нахлуването на нацистка Германия много физици веднага се включиха в работа с военно значение. Уекслер прекъсва изучаването на космическите лъчи и започва да проектира и подобрява радиооборудването за нуждите на фронта.

По това време Физическият институт на Академията на науките, както и някои други академични институти, е евакуиран в Казан. Едва през 1944 г. е възможно да се организира експедиция до Памир от Казан, където групата на Векслер успява да продължи изследванията, започнати в Кавказ върху космическите лъчи и ядрените процеси, причинени от високоенергийни частици. Без да разглеждаме подробно приноса на Векслер в изследването на ядрените процеси, свързани с космическите лъчи, на които са посветени много години от работата му, можем да кажем, че той е много значителен и дава много важни резултати. Но може би най-важното е, че неговото изследване на космическите лъчи го доведе до напълно нови идеи за ускорението на частиците. В планините Уекслър излезе с идеята да изгради ускорители на заредени частици, за да създаде свои собствени „космически лъчи“.

От 1944 г. В. И. Векслер се премества в нова област, която заема основно място в неговата научна работа. Оттогава името на Wexler завинаги се свързва със създаването на големи ускорители с "автофазиране" и разработването на нови методи за ускоряване.

Въпреки това той не губи интерес към космическите лъчи и продължава да работи в тази област. Векслер участва във високопланински научни експедиции до Памир през 1946-1947 г. В космическите лъчи се откриват частици с фантастично високи енергии, които са недостъпни за ускорителите. За Уекслър било ясно, че „естественият ускорител“ на частици до толкова високи енергии не може да се сравни със „създаването на човешки ръце“.

Уекслър предлага изход от тази задънена улица през 1944 г. Авторът нарече новия принцип, по който работят ускорителите на Векслер, автофазиране.

По това време е създаден ускорител на заредени частици от типа „циклотрон“ (Векслер в популярна вестникарска статия обяснява принципа на действие на циклотрона, както следва: „В това устройство заредена частица, движеща се в магнитно поле в спирала, непрекъснато се ускорява от променливо електрическо поле. Благодарение на това е възможно да се комуникира с циклотронните частици с енергия от 10-20 милиона електронволта"). Но стана ясно, че прагът от 20 MeV не може да бъде преминат с този метод.

В циклотрона магнитното поле се променя циклично, ускорявайки заредените частици. Но в процеса на ускорение масата на частиците се увеличава (както трябва да бъде според SRT - специалната теория на относителността). Това води до нарушаване на процеса – след определен брой обороти магнитното поле вместо да ускорява, започва да забавя частиците.

Wexler предлага да започне бавно увеличаване на магнитното поле в циклотрона с течение на времето, захранвайки магнита с променлив ток. Тогава се оказва, че средно честотата на въртене на частиците в кръг автоматично ще се поддържа равна на честотата на електрическото поле, приложено към деите (двойка магнитни системи, които огъват пътя и ускоряват частиците с магнитно поле).

При всяко преминаване през процепа на дюзите частиците имат и допълнително получават различно увеличение на масата (и съответно получават различно увеличение на радиуса, по който ги върти магнитното поле) в зависимост от напрежението на полето между дюзите. в момента на ускорение на дадена частица. Сред всички частици могат да се разграничат равновесните („щастливите“) частици. За тези частици механизмът, който автоматично поддържа постоянството на орбиталния период, е особено прост.

„Щастливите“ частици изпитват увеличаване на масата и увеличаване на радиуса на кръга всеки път, когато преминат през процепа. Той точно компенсира намаляването на радиуса, причинено от увеличаването на магнитното поле по време на едно завъртане. Следователно, „щастливите“ (равновесни) частици могат да бъдат резонансно ускорени, докато магнитното поле се увеличава.

Оказа се, че почти всички други частици имат същата способност, само че ускорението продължава по-дълго. По време на процеса на ускорение всички частици ще изпитват трептения около орбиталния радиус на равновесните частици. Средната енергия на частиците ще бъде равна на енергията на равновесните частици. Така че почти всички частици участват в резонансно ускорение.

Ако вместо бавно увеличаване на магнитното поле в ускорителя (циклотрон) с течение на времето, захранвайки магнита с променлив ток, ние увеличим периода на променливото електрическо поле, приложено към деите, тогава ще се установи режимът на „автофазиране“.

"Може да изглежда, че за да настъпи автофазиране и да се появи резонансно ускорение, е необходимо да се промени във времето или магнитното поле, или електрическият период. Всъщност това не е така. Може би най-простият като концепция (но далеч от прост в практическото изпълнение) методът на ускорение, установен от автора по-рано от други методи, може да се приложи с постоянно магнитно поле във времето и постоянна честота.

През 1955 г., когато Уекслер написа своята брошура за ускорителите, този принцип, както посочи авторът, формира основата на ускорител - микротрон - ускорител, изискващ мощни източници на микровълни. Според Wexler микротронът "все още не е широко разпространен (1955 г.). Въпреки това, няколко електронни ускорителя с енергия до 4 MeV работят от няколко години."

Уекслър беше брилянтен популяризатор на физиката, но, за съжаление, поради натоварения си график рядко публикуваше популярни статии.

Принципът на автофазиране показа, че е възможно да има стабилна фазова област и следователно е възможно да се промени честотата на ускоряващото поле без страх от напускане на резонансната област на ускорение. Просто трябва да изберете правилната фаза на ускорение. Чрез промяна на честотата на полето стана възможно лесно да се компенсира промяната в масата на частиците. Нещо повече, промяната на честотата позволява на бързо въртящата се спирала на циклотрона да се доближи до кръг и да ускори частиците, докато силата на магнитното поле стане достатъчна, за да задържи частиците в дадена орбита.

Описаният ускорител с автофазиране, при който се променя честотата на електромагнитното поле, се нарича синхроциклотрон или фазотрон.

Синхрофазотронът използва комбинация от два принципа на автофазиране. Първият от тях лежи в сърцето на фазотрона, който вече беше споменат - това е промяна в честотата на електромагнитното поле. Вторият принцип се използва в синхротроните - тук се променя напрегнатостта на магнитното поле.

След откриването на автофазирането, учени и инженери са започнали да проектират ускорители, способни на милиарди електронволта. Първият от тях у нас беше протонен ускорител - 10 милиарден електронволтов синхрофазотрон в Дубна.

Проектирането на този голям ускорител започва през 1949 г. по инициатива на В. И. Векслер и С. И. Вавилов и е пуснат в експлоатация през 1957 г. Вторият голям ускорител е построен в Протвино близо до Серпухов с енергия 70 GeV. Сега върху него работят не само съветски изследователи, но и физици от други страни.

Но много преди пускането на два гигантски ускорителя „милиарди долари“, във Физическия институт на Академията на науките (FIAN) бяха построени релативистични ускорители на частици под ръководството на Wexler. През 1947 г. е пуснат ускорител на електрони до енергии 30 MeV, който служи за модел на по-голям ускорител на електрони - синхротрон с енергия 250 MeV. Синхротронът е изстрелян през 1949 г. Използвайки тези ускорители, изследователи от Физическия институт на Академията на науките на СССР извършиха първокласна работа върху физиката на мезоните и атомното ядро.

След пускането на синхрофазотрона в Дубна започва период на бърз прогрес в изграждането на високоенергийни ускорители. Много ускорители са построени и пуснати в експлоатация в СССР и други страни. Те включват вече споменатия ускорител 70 GeV в Серпухов, 50 GeV в Батавия (САЩ), 35 GeV в Женева (Швейцария), 35 GeV в Калифорния (САЩ). В момента физиците си поставят задачата да създадат ускорители от няколко тераелектрон-волта (тераелектрон-волт - 1012 eV).

През 1944 г., когато се ражда терминът "автофазиране". Уекслър беше на 37 години. Уекслер се оказа талантлив организатор на научна работа и ръководител на научна школа.

Методът на автофазиране, като зрял плод, чакаше учен-гледач, който да го премахне и да го завладее. Година по-късно, независимо от Уекслер, принципът на автофазирането е открит от известния американски учен Макмилан. Той признава приоритета на съветския учен. Макмилън се е срещал с Уекслър повече от веднъж. Те бяха много приятелски настроени и приятелството на двама забележителни учени никога не беше помрачено от нищо до смъртта на Уекслър.

Ускорителите, създадени през последните години, въпреки че се основават на принципа на автофазиране на Wechsler, разбира се, са значително подобрени в сравнение с машините от първо поколение.

В допълнение към автофазирането, Wexler излезе с други идеи за ускоряване на частиците, които се оказаха много плодотворни. Тези идеи на Векслер са широко развити в СССР и други страни.

През март 1958 г. в Дома на учените на улица Кропоткинская се състоя традиционното годишно събрание на Академията на науките на СССР. Уекслър очерта идеята за нов принцип на ускорение, който той нарече „кохерентен“. Тя ви позволява да ускорите не само отделни частици, но и плазмени съсиреци, състоящи се от голям брой частици. Методът на „кохерентното“ ускоряване, както предпазливо каза Уекслер през 1958 г., позволява да се мисли за възможността за ускоряване на частици до енергии от хиляда милиарда електронволта и дори по-високи.

През 1962 г. Уекслер, начело на делегация от учени, отлетя за Женева, за да участва в Международната конференция по физика на високите енергии. Сред четиридесетте членове на съветската делегация бяха такива видни физици като А. И. Алиханов, Н. Н. Боголюбов, Д. И. Блохинцев, И. Я. Померанчук, М. А. Марков. Много от учените в делегацията бяха специалисти по ускорители и ученици на Векслер.

Владимир Йосифович Векслер в продължение на няколко години беше председател на Комисията по физика на високите енергии на Международния съюз по теоретична и приложна физика.

На 25 октомври 1963 г. Уекслър и неговият американски колега Едуин Макмилън, директор на радиационната лаборатория в Калифорнийския университет „Лорънс“, бяха наградени с американската награда „Атоми за мир“.

Уекслер беше постоянен директор на Лабораторията за висока енергия на Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна. Сега улицата, кръстена на него, ни напомня за престоя на Уекслер в този град.

Изследователската работа на Wexler е концентрирана в Дубна в продължение на много години. Той съчетава работата си в Обединения институт за ядрени изследвания с работа във Физическия институт П. Н. Лебедев, където в далечната си младост започва кариерата си като изследовател и е професор в Московския държавен университет, където ръководи катедрата.

През 1963 г. Векслер е избран за академик-секретар на Отделението по ядрена физика на Академията на науките на СССР и постоянно заема този важен пост.

Научните постижения на В. И. Векслер бяха високо оценени чрез присъждането му на Държавна награда от първа степен и Ленинска награда (1959 г.). Изключителната научна, педагогическа, организационна и обществена дейност на учения е наградена с три ордена на Ленин, ордена на Червеното знаме на труда и медали на СССР.

Владимир Йосифович Векслер умира внезапно на 20 септември 1966 г. от втори инфаркт. Той беше само на 59 години. В живота той винаги изглеждаше по-млад от годините си, беше енергичен, активен и неуморен.

През 1957 г. СССР прави научен и технически пробив в няколко области: успешно изстрелва изкуствен спътник на Земята, а няколко месеца преди това събитие започва да работи синхрофазотронът в Дубна. Какво е това и защо е необходима такава инсталация? Този въпрос тревожи не само гражданите на СССР по това време, но и целия свят. Разбира се, научната общност разбра какво е това, но обикновените граждани бяха озадачени, когато чуха тази дума. И днес повечето хора не разбират същността и принципа на синхрофазотрона, въпреки че са чували тази дума повече от веднъж. Нека да разберем какво е това устройство и за какво е използвано.

За какво се използва синхрофазотрон?

Тази инсталация е разработена за изучаване на микрокосмоса и разбиране на структурата на елементарните частици и законите на тяхното взаимодействие една с друга. Самият метод на познание беше изключително прост: разбийте частица и вижте какво има вътре. Но как можете да разбиете протон? За целта е създаден синхрофазотрон, който ускорява частици и ги поразява в цел. Последният може да е неподвижен, но в съвременния Голям адронен колайдер (който е подобрена версия на добрия стар синхрофазотрон) целта се движи. Там лъчи от протони се движат един към друг с голяма скорост и се удрят един в друг.

Смяташе се, че тази инсталация ще позволи научен пробив, откриването на нови елементи и методи за производство на атомна енергия от евтини източници, които ще бъдат по-ефективни от обогатения уран и ще бъдат по-безопасни и по-малко вредни за околната среда.

Военни цели

Разбира се, преследвани са и военни цели. Създаването на атомна енергия за мирни цели е само извинение за наивниците. Неслучайно проектът за синхрофазотрон беше класифициран като „Строго секретно“, тъй като изграждането на този ускорител беше извършено като част от проекта за създаване на нова атомна бомба. С негова помощ те искаха да получат подобрена теория за ядрените сили, която е необходима за изчисляване и създаване на бомба. Вярно, всичко се оказа много по-сложно и дори днес тази теория липсва.

Какво е синхрофазотрон с прости думи?

В обобщение, тази инсталация е ускорител на елементарни частици, в частност на протони. Синхрофазотронът се състои от немагнитна кръгова тръба с вакуум вътре, както и мощни електромагнити. Алтернативно, магнитите се включват, насочвайки заредени частици вътре във вакуумната тръба. Когато достигнат максимална скорост с помощта на ускорители, те се изпращат към специална цел. Протоните го удрят, разбиват самата цел и се разбиват. Фрагментите летят в различни посоки и оставят следи в мехурчестата камера. Използвайки тези следи, група учени анализират тяхната природа.

Така беше и преди, но съвременните инсталации (като Големия адронен колайдер) използват по-модерни детектори вместо балонна камера, които дават повече информация за протонните фрагменти.

Самата инсталация е доста сложна и високотехнологична. Можем да кажем, че синхрофазотронът е „далечен роднина“ на съвременния Голям адронен колайдер. Всъщност може да се нарече аналог на микроскоп. И двете устройства са предназначени за изучаване на микросвета, но принципът на изследване е различен.

Повече за устройството

И така, ние вече знаем какво е синхрофазотрон, както и че тук частиците се ускоряват до огромни скорости. Както се оказва, за да се ускорят протоните до огромни скорости, е необходимо да се създаде потенциална разлика от стотици милиарди волта. За съжаление, човечеството не е в състояние да направи това, така че те стигнаха до идеята за постепенно ускоряване на частиците.

В инсталацията частиците се движат в кръг, като при всеки оборот се захранват с енергия, получавайки ускорение. И въпреки че такова презареждане е малко, за милиони обороти можете да получите необходимата енергия.

Действието на синхрофазотрона се основава именно на този принцип. Елементарни частици, ускорени до малки стойности, се изстрелват в тунел, където се намират магнити. Те създават магнитно поле, перпендикулярно на пръстена. Много хора погрешно вярват, че тези магнити ускоряват частиците, но това всъщност не е така. Те само променят траекторията си, принуждавайки ги да се движат в кръг, но не ги ускоряват. Самото ускорение става на определени интервали на ускорение.

Ускорение на частиците

Такъв период на ускорение е кондензатор, към който се прилага напрежение с висока честота. Между другото, това е в основата на цялата работа на тази инсталация. Лъч от протони лети в този кондензатор в момента, когато напрежението в него е нула. Докато частиците летят през кондензатора, напрежението има време да се увеличи, което ускорява частиците. На следващия кръг това се повтаря, тъй като честотата на променливото напрежение е специално избрана равна на честотата на циркулацията на частицата около пръстена. Следователно протоните се ускоряват синхронно и във фаза. Оттам и името – синхрофазотрон.

Между другото, този метод на ускоряване има известен благоприятен ефект. Ако внезапно лъч от протони лети по-бързо от необходимата скорост, тогава той лети в ускорителната междина при отрицателна стойност на напрежението, поради което се забавя малко. Ако скоростта на движение е по-ниска, тогава ефектът ще бъде обратен: частицата получава ускорение и настига основния куп протони. В резултат на това плътен и компактен сноп от частици се движи с еднаква скорост.

проблеми

В идеалния случай частиците трябва да се ускорят до възможно най-високата скорост. И ако протоните се движат все по-бързо и по-бързо на всеки кръг, тогава защо не могат да бъдат ускорени до максималната възможна скорост? Има няколко причини.

Първо, увеличаването на енергията предполага увеличаване на масата на частиците. За съжаление релативистките закони не позволяват нито един елемент да бъде ускорен над скоростта на светлината. В синхрофазотрона скоростта на протоните почти достига скоростта на светлината, което значително увеличава тяхната маса. В резултат на това те стават трудни за задържане в кръгова орбита с радиус. От училище се знае, че радиусът на движение на частиците в магнитно поле е обратно пропорционален на масата и право пропорционален на силата на полето. И тъй като масата на частиците се увеличава, радиусът трябва да се увеличи и магнитното поле да стане по-силно. Тези условия създават ограничения при осъществяването на условията за изследване, тъй като технологиите са ограничени и днес. Досега не е било възможно да се създаде поле с индукция, по-висока от няколко тесла. Ето защо те правят тунели с голяма дължина, защото с голям радиус тежки частици с огромна скорост могат да се задържат в магнитно поле.

Втората задача е движение с ускорение в кръг. Известно е, че заряд, който се движи с определена скорост, излъчва енергия, тоест я губи. Следователно частиците постоянно губят някаква енергия по време на ускорението и колкото по-висока е скоростта им, толкова повече енергия изразходват. В даден момент настъпва равновесие между енергията, получена в секцията за ускорение, и загубата на същото количество енергия за оборот.

Изследвания, проведени на синхрофазотрона

Сега разбираме какъв принцип е в основата на работата на синхрофазотрона. Това позволи да се направят редица изследвания и открития. По-специално, учените успяха да проучат свойствата на ускорените дейтрони, поведението на квантовата структура на ядрата, взаимодействието на тежки йони с мишени, както и да разработят технология за рециклиране на уран-238.

Приложение на резултатите от изпитването

Резултатите, получени в тези области, се използват днес при конструирането на космически кораби, проектирането на атомни електроцентрали, както и при разработването на специално оборудване и роботика. От всичко това следва, че синхрофазотронът е устройство, чийто принос към науката е трудно да се надцени.

Заключение

В продължение на 50 години такива инсталации служат в полза на науката и се използват активно от учени по цялата планета. Създаденият по-рано синхрофазотрон и подобни инсталации (те са създадени не само в СССР) са само едно звено във веригата на еволюцията. Днес се появяват по-модерни устройства - нуклотрони, които имат огромна енергия.

Едно от най-модерните от тези устройства е Големият адронен колайдер. За разлика от действието на синхрофазотрона, той сблъсква два снопа частици в противоположни посоки, в резултат на което отделената енергия от сблъсъка е многократно по-висока от енергията на синхрофазотрона. Това отваря възможности за по-точно изследване на елементарните частици.

Може би сега трябва да разберете какво е синхрофазотрон и защо е необходим. Тази инсталация ни позволи да направим редица открития. Днес той е превърнат в ускорител на електрони и в момента работи във Физическия институт "Лебедев".

+ електрон) е резонансен цикличен ускорител с постоянна равновесна дължина на орбитата по време на процеса на ускорение. За да останат частиците в една и съща орбита по време на процеса на ускоряване, както водещото магнитно поле, така и честотата на ускоряващото електрическо поле се променят. Последното е необходимо, така че лъчът винаги да достига до ускоряващия участък във фаза с високочестотното електрическо поле. В случай, че частиците са ултрарелативистични, честотата на въртене за фиксирана орбитална дължина не се променя с увеличаване на енергията и честотата на RF генератора също трябва да остане постоянна. Такъв ускорител вече се нарича синхротрон.

Напишете рецензия за статията "Синхрофазотрон"

Бележки

Вижте също

По дизайн По предназначение

Откъс, характеризиращ Синхрофазотрона

Лицето на генерала се намръщи, устните му се свиха и трепереха. Той извади тетрадка, нарисува бързо нещо с молив, откъсна лист хартия, даде му го, отиде бързо до прозореца, хвърли тялото си на един стол и огледа всички в стаята, сякаш питаше: защо го гледат? Тогава генералът вдигна глава, протегна шия, сякаш възнамеряваше да каже нещо, но веднага, сякаш небрежно започна да си тананика, издаде странен звук, който веднага спря. Вратата на кабинета се отвори и на прага се появи Кутузов. Генералът с превързана глава, сякаш бягаше от опасност, се наведе и се приближи до Кутузов с големи, бързи стъпки на тънките си крака.
„Vous voyez le malheureux Mack, [Виждате нещастния Мак.]“, каза той с прекъснат глас.
Лицето на Кутузов, застанал на прага на кабинета, остана напълно неподвижно за няколко мига. Тогава, като вълна, бръчка премина по лицето му, челото му се изглади; Той наведе почтително глава, затвори очи, безшумно остави Мак да мине покрай него и затвори вратата след себе си.
Разпространеният вече слух за поражението на австрийците и капитулацията на цялата армия при Улм се оказва верен. Половин час по-късно адютанти бяха изпратени в различни посоки със заповеди, доказващи, че скоро руските войски, които досега са бездействали, ще трябва да се срещнат с врага.
Принц Андрей беше един от онези редки офицери в щаба, които вярваха, че главният му интерес е общият ход на военните дела. След като видя Мак и чу подробностите за смъртта му, той осъзна, че половината от кампанията е загубена, разбра трудността на позицията на руските войски и ясно си представи какво очаква армията и ролята, която той ще трябва да играе в нея .

(Публикувано в книгата „Изследване на историята на физиката и механиката. 2009–2010 / Институт по история на естествените науки и технологиите на името на S.I. Vavilov RAS: изпълнителен редактор G.M. Idlis. - M.; Fizmatlit, 2010. – 480s.)
Одобрен за печат от Академичния съвет
Институт по история на природните науки и технологиите на името на. С.И. Вавилова RAS

анотация

Статията разглежда историята на създаването на първия синхрофазотрон в Съветския съюз, който стартира през март 1957 г. в Дубна. Тази тема се представя за първи път в логически завършен вид. Представени са данни, които опровергават някои общоприети факти от историята на създаването на легендарния ускорител.

Предговор

Тази статия е посветена на създаването на синхрофазотрона в Дубна. Баща ми Леонид Петрович Зиновиев беше един от основните му създатели. Нещо повече, той беше ръководител на стартирането му. Когато бях малък и ме попитаха кои са родителите ми, аз гордо отговорих: „Майка ми е лекар, а баща ми е инженер. Той прави електрически крушки." Правенето на електрически крушки по онова време ми се струваше върха на гордостта. В гимназията научих какви „електрически крушки“ прави баща ми. И след като станах напълно, напълно пораснал, започнах да се чудя: "Откъде се появи синхрофазотронът?" Така се роди тази статия.

Синхрофазотронът е един от видовете ускорители. Ускорителите са инсталации, в които атомните частици се ускоряват до високи енергии. Въз основа на резултатите от техните сблъсъци с други атомни частици, физиците съдят за структурата и свойствата на материята. Всеки ускорител се характеризира с два важни параметъра - енергията на ускорените частици и интензитета, тоест броят на частиците в лъча. Енергията определя силата на взаимодействието на частиците, а интензитетът определя вероятността от сблъсък на частици. Дизайнът на ускорителите зависи от вида на ускоряваните частици.

Снимка Н. Горелов

Синхрофазотронът в Дубна, пуснат през март 1957 г., ставайки първият ускорител от този тип в Съветския съюз и четвъртият в света, веднага става рекорд в света. Първите три ускорителя са разпределени както следва: в Брукхейвън (САЩ) „Космотрон” (3 GeV) (1952), в Бирмингам (Англия) (1 GeV) (1953) и в Бъркли (САЩ) „Беватрон” (6,3 GeV) (1954 г.). Максималната енергия на протоните от синхрофазотрона в Дубна беше 10 GeV. Тогава това събитие шокира целия свят и думата „синхрофазотрон“ твърдо влезе в живота ни.

Днес, когато грифът за секретност е частично премахнат от документите на Дубненския синхрофазотрон, е възможно да се проследи логическата верига от събития, довели до неговото създаване.

Увеличаването на енергията на ускорените частици в ускорителите допринася за по-дълбоко проникване в тайните на Вселената, така че всяка стъпка на значително увеличаване на тази енергия изглежда голямо научно постижение. Първите подобни стъпки в историята на развитието на ускорителите бяха изобретенията на циклотрона за ускоряване на протони и бетатрона за ускоряване на електрони. Идеята за циклотрон се съдържа за първи път в патентна заявка на Szilard, датираща приблизително от 1928 г. Въпреки това техниката на циклотрона се свързва изключително с името на Лорънс, под чието ръководство е практически внедрена до 1932 г. За това Лорънс е удостоен с Нобелова награда през 1939 г. Betatron е построен от Kerst през 1940 г. по идея на Wideroe.

Необходимостта от създаване на сериозна ускорителна база в Съветския съюз е обявена за първи път на правителствено ниво през март 1938 г. Група изследователи от Ленинградския физико-технологичен институт (LPTI), ръководена от академик A.F. Йофе се обърна към председателя на Съвета на народните комисари на СССР В.М. Молотов с писмо, в което се предлага да се създаде техническа база за изследвания в областта на структурата на атомното ядро. По това време въпросите за структурата на атомното ядро ​​се превърнаха в един от централните проблеми на естествознанието и Съветският съюз изостана значително в решаването им. Например в Америка имаше най-малко пет работещи циклотрона, но в Съветския съюз нямаше нито един (единственият циклотрон на Радиевия институт на Академията на науките (RIAN), стартиран през 1937 г., практически не работеше поради очевиден дизайн дефекти). Обръщението към Молотов съдържаше искане да се създадат условия за завършване на строителството на циклотрона LPTI до 1 януари 1939 г. Работата по създаването му, започнала през 1937 г., е преустановена поради несъответствия във ведомствата и спиране на финансирането.

Наистина, по времето, когато писмото е написано, в правителствените кръгове на страната е имало явно неразбиране относно уместността на изследванията в областта на атомната физика. Според спомените на М.Г. Мещеряков, през 1938 г. дори възникна въпросът за ликвидирането на Радиевия институт, който според някого се занимаваше с ненужни изследвания на уран и торий, докато страната се стремеше да увеличи производството на въглища и топенето на стомана.

Писмото до Молотов има ефект и още през юни 1938 г. комисия от Академията на науките на СССР, ръководена от П.Л. Капица, по искане на правителството, даде заключение за необходимостта от изграждане на циклотрон 10–20 MeV в LFTI, в зависимост от вида на ускорените частици, и за подобряване на циклотрона RIAN.

В началото на ноември 1938 г. С. И. Вавилов се обърна към Президиума на Академията на науките с предложение за изграждане на циклотрон в LFTI в Москва. За тази цел беше предложено да се прехвърли лабораторията на И. В. от LPTI към Физическия институт на Академията на науките (FIAN). Курчатов, който участва в създаването на циклотрон.
С.И. Вавилов иска централната лаборатория за изследване на атомното ядро ​​да се намира на същото място като Академията на науките, т.е. в Москва. Президиумът на Академията на науките на СССР одобри тези предложения на 25 ноември 1938 г. в своята резолюция „За организацията на работата по изучаването на атомното ядро ​​в Академията на науките“. Това предизвика рязко отхвърляне в LPTI. А.Ф. Йофе протестира срещу това решение в жалба до Президиума и A.I. Алиханов с И.В. Курчатов в писмо до В.М. Молотов. Президиумът обаче настоя за своето решение. Активна позиция срещу изграждането на втори циклотрон в Ленинград зае научният секретар на Ядрената комисия В.И. Уекслър.

Спорът приключва в края на 1939 г., когато A.F. Йофе предложи създаването на три циклотрона наведнъж. На 30 юли 1940 г. на заседание на Президиума на Академията на науките на СССР беше решено да се възложи на RIAN да преоборудва съществуващия циклотрон тази година, FIAN да подготви необходимите материали за изграждането на нов мощен циклотрон до 15 октомври , и LFTI за завършване на конструкцията на циклотрона през първото тримесечие на 1941 г.

Във връзка с това решение ФИАН създаде така наречения циклотронен екип, който включва В.И. Векслер, С.Н. Вернов, П.А. Черенков, Л.В. Грошев и Е.Л. Файнберг. На 26 септември 1940 г. Бюрото на отдела по физико-математически науки (OPMS) изслуша информация от V.I. Wexler относно проектните спецификации за циклотрона, одобри основните му характеристики и строителни оценки. Циклотронът е проектиран да ускорява дейтроните до енергия от 50 MeV. FIAN планира да започне изграждането му през 1941 г. и да го пусне на вода през 1943 г. Плановете са нарушени от войната.

Но скоро спешната необходимост от създаване на атомна бомба принуди Съветския съюз да мобилизира усилия за изучаване на микросвета. Два циклотрона са построени един след друг в Лаборатория № 2 в Москва (1944, 1946 г.), в Ленинград след вдигане на блокадата са възстановени циклотроните РИАН и ЛПТИ (1946 г.).

В началото на 40-те години обаче става ясно, че енергийните възможности както на циклотрона, така и на бетатрона са изчерпани. Максималната енергия на ускорените протони в циклотрон е средно около 20 MeV, а на електроните в бетатрон е около 100 MeV. За по-нататъшно изследване на микросвета беше необходимо увеличаване на енергията на ускорените частици, така че задачата за намиране на нови методи за ускорение стана спешна.

Решението й не закъсня. През 1944 г. в списанията „Доклади на Академията на науките“ са публикувани две статии на V.I. Wechsler с предложения как да се увеличи енергията на ускорените електрони. Говорихме за ускорители, които по-късно получиха имената микротрон и синхротрон. През март 1945 г. Wechsler публикува нова статия в Journal of Physics, в която наред с вече известните ускорители на електрони, предложени от него, е показано как да се увеличи енергията на ускорените протони. Всички предложения на Wexler се основават на една и съща идея, така наречения метод на синхронизация.

Най-важният момент в статиите на Векслер беше доказателството за стабилността на предложените от него методи за ускоряване на частици, което означаваше възможността за тяхното практическо използване. В терминологията на ускорителя Wechsler нарича тази стабилност автоматично фазиране или автофазиране. Следователно по-късно идеята му за синхронизация започва да се нарича принцип на автофазиране.

Година по-късно идеята за синхронизация за ускоряване на електрони с доказателство за стабилността на такъв процес, независимо от Wechsler, беше предложена от американския физик Е. Макмилан. Той предложи и името на новия ускорител – синхротрон. Приоритетът обаче остава за Wexler.

Така Векслер влезе в историята на ускорителите като единствен автор на принципа на автофазирането, тъй като работите по този въпрос бяха публикувани от него само под негово име без препратки към други автори. Всъщност, както се оказа много години по-късно, Уекслер има съавтор - Евгений Львович Файнберг, теоретичен физик от екипа на циклотрона. Именно той насочи вниманието на Векслер към необходимостта да се разгледа въпросът за стабилността на предложените нови методи за ускорение и, най-важното, той самият строго математически доказа тяхната стабилност. Това е използвано от Wexler в неговите статии без никакво споменаване на Feinberg. По този начин във фразата „принцип на автофазиране“ Уекслър притежава „принципа“, тоест идеята как да се ускорят релативистките частици, а Фейнберг притежава „автофазиране“, тоест доказателство за стабилността на процеса на ускоряване според по идея на Уекслър. Следователно, говорейки за принципа на автофазирането, е правилно и най-важното справедливо да говорим за двамата му съавтори: V.I. Векслер и Е.Л. Файнберг.

Принципът на автофазиране отвори нова грандиозна ера в развитието на ускорителите. Вярно е, че трябва да се отбележи, че в ускорителите, базирани на този принцип, „правилото на лоста“ се проявява ясно - увеличаването на енергията води до загуба на интензитета на лъча от ускорени частици. Този неприятен момент веднага беше забелязан на заседанието на Отделението за физико-математически науки на 20 февруари 1945 г., но в същото време всички единодушно стигнаха до извода, че това обстоятелство в никакъв случай не трябва да възпрепятства неговото изпълнение. Въпреки че, между другото, борбата за интензивност впоследствие постоянно дразнеше ускорителите.

На същата сесия, по предложение на президента на Академията на науките на СССР S.I. Вавилов беше взето решение за незабавно изграждане на два вида ускорители на принципа на автофазирането. Единият е за ускоряване на протони, по-късно наречен синхроциклотрон, другият е за електрони, наречен синхротрон. На 19 февруари 1946 г. Специалният комитет към Съвета на народните комисари на СССР възложи на съответната комисия да разработи техните проекти, като посочи капацитета, времето за производство и мястото на строителство. (Създаването на циклотрон е изоставено във ФИАН).

В резултат на това на 13 август 1946 г. бяха издадени едновременно две постановления на Съвета на министрите на СССР, подписани от председателя на Съвета на министрите на СССР И.В. Сталин и администраторът на Съвета на министрите на СССР Я.Е. Чадаев. Единият е да се създаде синхроциклотрон с енергия на дейтрона 250 MeV, другият е синхротрон с енергия 1 GeV. Енергията на ускорителите беше преди всичко продиктувана от политическата конфронтация между САЩ и СССР. В САЩ вече са създадени синхроциклотрон с енергия на дейтрона около 190 MeV и синхротрон с енергия 250-300 MeV. Домашните ускорители трябваше да надхвърлят американските по отношение на енергията.

Синхроциклотронът беше свързан с надежди за откриване на нови елементи, нови начини за производство на атомна енергия от източници, по-евтини от урана. С помощта на синхротрон възнамеряваха изкуствено да произведат мезони, които, както предполагаха съветските физици по това време, бяха способни да предизвикат ядрено делене.

И двете резолюции са издадени с печат „Строго секретно (специална папка)“, тъй като изграждането на ускорители е извършено като част от таен проект за създаване на атомна бомба. Самите ускорители нямаха пряко отношение към бомбата, но с тяхна помощ те се надяваха да получат точна теория за ядрените сили, необходими за нейните изчисления. По това време такива изчисления бяха направени само с помощта на голям набор от приблизителни модели. Но всичко се оказа не толкова просто, колкото първоначално се смяташе, и трябва да се отбележи, че такава теория все още не е създадена.

Резолюциите определят местата за изграждане на ускорители: синхротрон - в Москва, на Калужското шосе (сега Ленински проспект), на територията на Физическия институт Лебедев; синхроциклотрон - в района на водноелектрическата централа Иванково, на 125 километра северно от Москва (по това време Калининска област). Първоначално създаването на двата ускорителя е поверено на ФИАН. За ръководител на синхротронната работа е назначен V.I. Векслер, а за синхроциклотрона - Д.В. Скобелцин.

Шест месеца по-късно ръководителят на атомния проект И.В. Курчатов, недоволен от напредъка на работата по създаването на синхроциклотрона Фианов
, прехвърли тази тема в моята Лаборатория №2. Той назначи за нов лидер М.Г. Мещеряков, освобождавайки го от работа в Ленинградския радиев институт. Под ръководството на М.Г. Мещеряков в Лаборатория № 2 създаде модел на синхроциклотрон, който вече експериментално потвърди правилността на принципа на автофазиране. През 1947 г. започва изграждането на ускорител в района на Калинин.

На 14 декември 1949 г. под ръководството на М.Г. Синхроциклотронът на Мещеряков беше успешно изстрелян по график. Той стана първият ускорител от този тип в Съветския съюз, блокирайки енергията на подобен ускорител, създаден в края на 1946 г. в Бъркли (САЩ). Съветският синхроциклотрон остава рекорден до 1953 г.

Първоначално лабораторията, базирана на синхроциклотрон, се наричаше Хидротехническа лаборатория на Академията на науките на СССР (ГТЛ) за целите на секретността и беше филиал на Лаборатория № 2. През 1953 г. тя беше преобразувана в независим Институт по ядрени проблеми на Академията на науките на СССР (INP), ръководена от M.G. Мещеряков.

Създаването на синхротрон не беше възможно поради редица причини. Първо, поради непредвидени трудности се наложи изграждането на два синхротрона с по-ниски енергии - 30 и 250 MeV. Те се намираха на територията на Физическия институт "Лебедев" и решиха да построят синхротрон от 1 GeV извън Москва. През юни 1948 г. той получава място на няколко километра от вече изграждащия се синхроциклотрон в района на Калинин. Но той никога не е бил построен и там, тъй като е дадено предпочитание на ускорителя, предложен от академика на Украинската академия на науките Александър Илич Лейпунски. Случи се по следния начин.

През 1946 г. A.I. Лейпунски, въз основа на принципа на автофазирането, изложи идеята за възможността за създаване на ускорител, който да комбинира характеристиките на синхротрон и синхроциклотрон. Това направи възможно значително увеличаване на енергията на ускорените протони в сравнение със синхроциклотрона. По-късно Уекслър нарича този тип ускорител синхрофазотрон. Името става ясно, ако смятате, че синхроциклотронът първоначално се е наричал фазотрон. При комбинирането на думите „синхротрон“ и „фазотрон“ се получава „синхрофазотрон“.

Впоследствие Векслер призна, че инициаторът на създаването на ускорител тип синхрофазотрон в Съветския съюз е А.И. Лейпунски. Трябва да се отбележи, че говорим конкретно за Съветския съюз. Защото още преди предложението на Лейпунски и, което е особено интересно, преди публикуването на трудовете на Векслер за принципа на автофазирането (!), в Англия през 1943 г. ускорител от синхрофазотронен тип беше предложен от професора на Бирмингамския университет М. Олифант. Поради военновременните ограничения това предложение не беше публикувано по това време. След войната в Бирмингам започва разработката за създаване на първия в света синхрофазотрон. През 1947 г. САЩ също започват да разработват синхрофазотрон.

От всички видове ускорители, базирани на принципа на автофазирането, синхрофазотронът е технически най-сложен и тогава мнозина се съмняваха във възможността за неговото създаване. Но Лейпунски, уверен, че всичко ще се получи, смело се зае да реализира идеята си.

O.D. Казачковски, зам. A.I. Лейпунски

През 1947 г. в лаборатория "Б" близо до станция Обнинское (сега град Обнинск), под негово ръководство, специална ускорителна група започва разработването на ускорител. Първите теоретици на синхрофазотрона бяха Ю.А. Крутков, О.Д. Казачковски и Л.Л. Събсович. Едновременно с разработването на теорията малък инженерен състав на ускорителната група се занимаваше с разработването на отделни компоненти, необходими за модела на бъдещия ускорител.

През февруари 1948 г. А. И. Лейпунски участва в закрита конференция за ускорителите, на която освен министри присъстваха А. Л. Минц, известен по това време специалист по радиотехника, беше главен инженер на Ленинградските електросилни и трансформаторни заводи. Всички те увериха Лейпунски, че предложеният от него ускорител може да бъде направен. Подобна подкрепа вдъхнови Лейпунски незабавно да започне работа по създаването на пилотна инсталация, в която може да се симулира целият процес на ускоряване на протоните. Дал указания на заместника си О.Д. Казачковски беше първият, който включи в тази работа L.P. Зиновиев.

Сграда на лаборатория “Б” (сега ИФЕИ). Ускорителната група беше разположена в дясното крило. Макетът е поставен в разширение 10х10 м зад дясното крило.

По това време Зиновиев разработва източник на йони и високоволтови импулсни вериги за захранване на инжектора на модел на бъдещия ускорител [Непубликувани мемоари на L.P. Зиновиев]. Лейпунски веднага привлече вниманието към компетентния и креативен инженер. Зиновиев ръководи експерименти за създаване на работещ модел на бъдещия ускорител. Тогава никой не можеше да си представи, че след като стана един от пионерите в работата по реализиране на идеята за синхрофазотрон, Зиновиев ще бъде единственият човек, който ще премине през всички етапи на неговото създаване и усъвършенстване. И не просто ще мине, а ще ги поведе.

Групата на Зиновиев включваше инженер фон Ертцен от германските служители, вербувани от Съветския съюз след края на Великата отечествена война за участие в атомния проект [Писмо от О.Д. Казачковски Л.Л. Зиновиева от 16 ноември 2003 г.].

Л.П. Зиновиев по време на работата си в лаборатория "Б" (1948 г.)

Изчисленията потвърдиха правилността на идеята на Лейпунски за създаването на ускорител като синхрофазотрон. Освен това в Съветския съюз вече стана известно, че развитието на протонни ускорители в САЩ също следва този път. До началото на 1949 г. са изготвени технически изисквания за основните елементи на ускорителя за енергии на протони 1,3–1,5 GeV и е инсталиран и готов за изстрелване малък експериментален модел. За настаняването на модела е изградено специално разширение към основната лабораторна сграда със зала 10x10 метра [Писмено съобщение от О.Д. Казачковски]. До март 1949 г. Лейпунски трябваше да представи предварителен проект за синхрофазотрон от 10 GeV.

И изведнъж през 1949 г., в разгара на работата, правителството решава да прехвърли работата по синхрофазотрона във Физическия институт Лебедев. За какво? Защо? В крайна сметка ФИАН вече беше зает със създаването на синхротрон от 1 GeV! Да, фактът е, че и двата проекта - синхротронът от 1,5 GeV и синхротронът при
1 GeV бяха твърде скъпи и възникна въпросът за тяхната осъществимост. Окончателно това беше решено на една от специалните срещи във ФИАН, където се събраха водещите физици на страната. Те смятат, че е ненужно да се изгради синхротрон от 1 GeV поради липсата на голям интерес към ускорението на електроните. Основният противник на тази позиция беше М.А. Марков. Основният му аргумент беше, че е много по-ефективно да се изучават както протоните, така и ядрените сили, като се използва вече добре проученото електромагнитно взаимодействие. Той обаче не успя да защити своята гледна точка и положителното решение се оказа в полза на проекта на Лейпунски.

В същото време съкровената мечта на Уекслър да построи най-големия ускорител се срина. Според него това трябваше да е синхротрон от 1 GeV. Уекслър не искаше да се примири с настоящата ситуация. С подкрепата на S.I. Вавилов, той предложи да се откаже от проекта за изграждане на синхрофазотрон от 1,5 GeV, който беше ръководен от Лейпунски, и незабавно да започне проектирането на ускорител от 10 GeV, поверен преди това на А. И. Лейпунски. Правителството прие това предложение, тъй като през април 1948 г. стана известно за проекта за синхрофазотрон 6-7 GeV в Калифорнийския университет и те искаха да изпреварят САЩ поне за известно време.

На 2 май 1949 г. е издадено постановление на Съвета на министрите на СССР за създаването на синхрофазотрон с енергия 7–10 GeV на територията, предварително определена за синхротрона. Темата за синхрофазотрона от лаборатория "Б" е прехвърлена във Физическия институт "Лебедев", а В. И. е назначен за негов научен и технически директор. Уекслър, въпреки че Лейпунски се справяше доста добре.

Това може да се обясни, на първо място, с факта, че Векслер се смята за автор на принципа на автофазирането и, според спомените на съвременниците, Л. П. е бил много благосклонен към него. Берия. Вероятно е бил впечатлен от единствената реч на Векслер в Кремъл, посветена на принципа на автофазирането и възможността за създаване на нови ускорители на негова основа. На второ място, S.I. По това време Вавилов е не само директор на ФИАН, но и президент на Академията на науките на СССР. На Лейпунски беше предложено да стане заместник на Векслер, но той отказа и в бъдеще не участва в създаването на синхрофазотрона. Според О.Д. Казачковски, „беше ясно, че две мечки няма да се разберат в една бърлога“. Впоследствие А.И. Лейпунски и О.Д. Казачковски стават водещи експерти по реактори и през 1960 г. те са удостоени с Ленинска награда за работата си в тази област.

Резолюцията включва клауза за прехвърляне на работа във Физическия институт Лебедев на служителите на лаборатория „Б“, участващи в разработването на ускорителя, както и за прехвърлянето на съответното оборудване. И имаше какво да се прехвърли - работата по ускорителя в лаборатория "Б" по това време беше доведена до етапа на модел и обосновка на основните решения.

В.А. Петухов, зам. V.I. Уекслър

Осем служители се преместиха от Leypunsky в групата FIAN за създаването на синхрофазотрона, включително професор V.A. Петухов, който беше назначен за заместник на Векслер.

Л.П. Зиновиев с още двама служители, А.В. Куценко и Е.П. Овчинов наистина не искаше да напусне Лейпунски, който беше отличен лидер и прекрасен човек. Разговорът на тази тема с Векслер обаче беше кратък и неприятен, след което те се отказаха от идеята да останат в Обнинск и се съгласиха да преминат към ФИАН.

С началото на работата по създаването на синхрофазотрон във ФИАН, името на Лейпунски във връзка с този ускорител беше официално прехвърлено в пълна забрава. Както и в случая с откриването на автофазирането, главният инициатор и създател на синхрофазотрона в Съветския съюз е този, който несправедливо влезе в историята на ускорителите само Векслер.

Теоретични и експериментални резултати, получени в Лаборатория "Б", бяха частично използвани при проектирането на синхрофазотрон 10 GeV във Физическия институт "Лебедев". Увеличаването на енергията на ускорителя обаче изисква значителни модификации. Трудностите в това бяха значително утежнени от факта, че по това време нямаше опит в изграждането на такива големи инсталации в целия свят.

При създаването на синхрофазотрона имаше три основни направления: физика на ускорението, радиотехника и електротехника.

Теоретичната част на посоката на физиката на ускорението се ръководи от M.S. Рабинович. Под негово ръководство ФИАН направи физическа обосновка на техническия проект.

Уекслер поверява прякото управление на инженерната и техническата част на посоката на физиката на ускорението на L.P. Зиновиев. Това решение беше съвсем разбираемо, тъй като Зиновиев вече беше добре запознат с проблема от работата си в лабораторията Лейпунски. Следователно преобладаващото мнение за заслугите на Векслер, който успя да намери човек в лицето на Зиновиев, който успешно реализира идеята за синхрофазотрон, е погрешно. Уекслер не намери Зиновиев, но го получи автоматично от групата на Лейпунски.

Радиотехническите и електротехническите екипи също не трябваше да се създават наново, тъй като преди това са участвали в работата по създаването на синхрофазотрон в лаборатория "Б".

Радиотехниката е извършена от Московската лаборатория на Академията на науките под ръководството на A.L. Монетни дворове (РАЛАН), който по-късно става Радиотехнически институт, и Електротехнически институт - Ленинградски изследователски институт, ръководен от Е.Г. комар.

За да получим необходимия опит, решихме да изградим модел на синхрофазотрон с енергия 180 MeV. Той се намираше на територията на Физическия институт Лебедев в специална сграда, която от съображения за секретност се наричаше склад № 2. В началото на 1951 г. Векслер поверява цялата работа по модела, включително инсталиране на оборудване, настройка и цялостното му стартиране, на Зиновиев.

Моделът на Фианов никак не беше малък - неговият магнит с диаметър четири метра тежеше 290 тона [Писмено съобщение от А.А. комар]. Впоследствие Зиновиев си спомня, че когато са сглобили модела в съответствие с първите изчисления и са се опитали да го пуснат, първоначално нищо не е работило. Много непредвидени технически трудности трябваше да бъдат преодолени преди моделът да бъде пуснат на пазара. Когато това се случи през 1953 г., Уекслър каза: „Е, това е! Синхрофазотронът на Иванковски ще работи!“ . Говорихме за голям синхрофазотрон с мощност 10 GeV, който вече беше започнал да се строи през 1951 г. в района на Калинин. Строителството е извършено от организация с кодово име TDS-533 (Техническа дирекция по строителство 533).

Малко преди пускането на модела в края на 1952 г. в популярното американско списание Scientific American неочаквано се появява кратък доклад за нов дизайн на магнитната система на ускорителя, наречен твърдо фокусиране [ А.А. Тяпкин.Непубликувана автобиография]. Този дизайн направи възможно значително намаляване на напречното сечение на вакуумната камера. В резултат на това беше спестено голямо количество желязо, използвано за конструкцията на магнита. Например ускорител в Женева с енергия 30 GeV, базиран на твърдо фокусиране, има три пъти по-голяма енергия и три пъти по-голяма обиколка от синхрофазотрона в Дубна, а магнитът му е десет пъти по-лек! .

Дизайнът на твърди фокусиращи магнити е предложен и разработен от американски учени Курант, Ливингстън и Снайдер през 1952 г. Няколко години преди тях на Христофилос му хрумва същата идея, но не я публикува.

Веднага след публикуването на идеята за твърдо фокусиране от M.S. в Scientific American. Козодаев, работил в GTL при М.Г. Мещеряков, инструктира младия тогава служител А.А. Тяпкин трябва да разбере задълбочено новото изобретение. За чест на Тяпкин, той много бързо реши зададения проблем, използвайки решението на P.L. за пръстеновиден магнит. Задача на Капица за вибриращо махало. Със заповед на И.В. Курчатов, решението, получено от Тяпкин, беше обсъдено на заседание на научната секция към Министерството на средното машиностроене, което се проведе в началото на март 1953 г. На тази среща беше поканен В.И. Уекслър и неговата група теоретици, включително А.А. Коломенски, В.А. Петухова и М.С. Рабинович. Тогава всички изразиха мнение, че методът на твърдо фокусиране е ненадежден поради резонанси във високи хармоници.

Зиновиев веднага оцени изобретението на новата система и предложи на Векслер да преработи синхрофазотрона в Дубна. Но това ще трябва да пожертва време. Тогава Уекслър каза: „Не! Поне за един ден трябва да изпреварим американците” [Лично съобщение от Л.П. Зиновиев]. И те продължиха да изграждат големия ускорител според предварително разработения проект.

Моделът изигра важна роля не само в разработването на фундаментално важни точки в работата на голям ускорител, но и в подготовката на персонала за предстоящата работа по него. В работата по модела участваха млади специалисти, току-що завършили колеж. Уекслър придава голямо значение на този въпрос и когато набира млади специалисти за работа в синхрофазотрона, той изпраща много хора, поне за кратко, на модела, за да се запознаят с работата на ускорителя.

През 1953 г. на базата на строящия се синхрофазотрон е създадена Електрофизичната лаборатория на Академията на науките на СССР (ЕФЛАН). За негов директор е назначен В.И. Уекслър. Тази среща не беше безоблачна. Изграждането на голям синхрофазотрон, започнало през 1951 г. в Ново-Иванково, се извършва под ръководството на министерството, а министерството е недоволно от Векслер и иска да го отстрани от ръководството на проекта. Това недоволство е лесно разбираемо, тъй като според многобройни спомени Уекслър е бил много неконтролиран в отношенията си с хората. Накрая, през 1952 г., беше решено да се премахне и да се повери разработването на синхроциклотрона на Константин Назарович Мещеряков, министър на електрическата промишленост, който се е доказал положително при създаването на синхроциклотрона. Това решение вече е одобрено от I.V. Курчатов и А.Н. Несмеянов, президент на Академията на науките по това време. Но когато заповедта стигна до Берия, той започна да възразява и не я подписа. И Wexler остана лидер.

През 1956 г. INP и EFLAN формират основата на създадения Обединен институт за ядрени изследвания (ОИЯИ). Местоположението му става известно като град Дубна. По това време енергията на протоните в синхроциклотрона беше 680 MeV и изграждането на синхрофазотрона беше завършено. От първите дни на създаването на ОИЯИ стилизирана рисунка на сградата на синхрофазотрона става негов официален символ.

Моделът помогна за решаването на редица проблеми за ускорителя от 10 GeV, но поради голямата разлика в размера дизайнът на много възли претърпя значителни промени. Средният диаметър на синхрофазотронния електромагнит е 60 метра, а теглото му е 36 хиляди тона (според параметрите си той все още остава в Книгата на рекордите на Гинес). Възникна цяла каскада от нови сложни инженерни проблеми, които в крайна сметка бяха успешно решени.

Най-накрая всичко беше готово за цялостното пускане на ускорителя. По заповед на Wexler, той беше ръководен от L.P. Зиновиев. Работата започва в края на декември 1956 г. Според мемоарите на A.A. Коломенски, Векслер изразходва по-голямата част от неизчерпаемата си енергия по това време за „изнудване“ на помощ от външни организации и за прилагане на разумни предложения, които до голяма степен идват от Зиновиев. Уекслър високо цени интуицията на Зиновиев като експериментатор, изиграла решаваща роля за пускането на гигантския ускорител.

Трябва да се отбележи, че стартирането на синхрофазотрона не се ограничаваше до натискане на един бутон, както при включване на телевизор. Състоеше се от решаване на редица последователни задачи, за които по план бяха разпределени три месеца. В същото време малко хора вярваха, че ускорителите ще могат да спазят такъв срок. Наистина, дълго време не беше възможно да се получи така нареченият бетатронен режим, което беше последната задача на етапа на стартиране на ускорителя. Имаше много различни предложения, но нито едно не доведе до успех. В крайна сметка бетатронният режим беше получен по метода, предложен от L.P. Зиновиев.В същото време беше извършено контролно ускорение. Това се случи на 15 март 1957 г. В резултат на това синхрофазотронът, противно на очакванията, беше пуснат в рамките на планираните три месеца. Уекслър не е бил на ускорителя по време на изстрелването. Това отсъствие не беше случайно, тъй като прякото участие на Уекслер в пускането на ускорителя не беше част от неговата задача. В това трудно и напрегнато време за ускорителите Уекслър вече се подготвяше за предстоящи физически експерименти, използващи бъдещ лъч от ускорени протони. Освен това по същото време той участва активно във формирането на Обединения институт за ядрени изследвания. Въпреки че беше изключително зает, той намираше възможност и често се появяваше в сградата на ускорителя и питаше как вървят нещата по отношение на изстрелването. В деня, в който беше получен бетатронният режим, Уекслер беше в Москва. Той се върна в Дубна късно вечерта. Когато научил, че синхрофазотронът работи, много се зарадвал.

По повод радостното събитие Владимир Йосифович незабавно изпрати своя шофьор М.П. Арапова на ZIM до града за кутия шампанско. В допълнение към обикновените чаши, колбите от счупени лампи и хартиени чаши станаха чаши за вино. Хората бяха преизпълнени с радост от успеха. Този момент остана в паметта им за цял живот. И впоследствие, в спомените за пускането на синхрофазотрона, често можете да чуете или прочетете за кутия шампанско, доставена по искане на Уекслер, което създава илюзията за прякото му участие в значимото събитие.

На третата сесия на Научния съвет на ОИЯИ член-кореспондентът на Академията на науките В.П. Джелепов отбеляза, че „Зиновиев беше във всички отношения душата на изстрелването и допринесе колосално количество енергия и усилия по този въпрос, а именно творчески усилия по време на настройката на машината“. А директорът на института член-кореспондент Д.И. Блохинцев добави, че „Зиновиев действително е понесъл огромния труд на сложната настройка“.

Стартирането на синхрофазотрона беше за Л. П. Зиновиев резултат от няколкогодишната му упорита работа по създаването на ускорител, която започна в Обнинск в лаборатория "Б" под ръководството на А. И. Лейпунски.

Синхрофазотронът в Дубна успя да се превърне в световен рекордьор по енергия за малко повече от две години. За ускорител периодът е незначителен. Всяко забавяне би лишило Векслер от съкровената му мечта да построи най-големия ускорител в света - в края на краищата почти едновременно със синхрофазотрона в Дубна в CERN се изграждаше синхрофазотрон с енергия 30 GeV, базиран на твърдо фокусиране. Ролята на Зиновиев за спечелването на тези две години беше многократно призната както от служителите, участващи в създаването на ускорителя, така и от самия Уекслър. В една от характеристиките той пише: „Успехът на пускането на синхрофазотрона и възможността за започване на широк спектър от физическа работа върху него са до голяма степен свързани с участието на L.P. в тези работи. Зиновиев“.

За съжаление, погрешен факт от книгата на Фейнберг е използван в документален филм за Минц (по сценарий на Г. Е. Горелик). Този филм е показан няколко пъти по телевизионния канал Култура.

Вестник "Правда" съобщи на целия свят за раждането на нов ускорител в Дубна на 11 април 1957 г. Интересно е, че тази новина не се появи веднага след изстрелването на синхрофазотрона на 15 март, а едва когато енергията на ускорителя, постепенно нарастваща от деня на изстрелването, надхвърли енергията от 6,3 GeV на водещия американски синхрофазотрон към този момент време в Бъркли. „Има 8,3 милиарда електронволта!“ - съобщи вестникът, като обяви, че в Съветския съюз е създаден рекорден ускорител. Съкровената мечта на Wexler се сбъдна!

Месец след пускането на синхрофазотрона, на 16 април, енергията на протона достигна проектната стойност от 10 GeV. Уекслър докладва за това на второто заседание на академичния съвет на Обединения институт през май 1957 г. В същото време директорът на института D.I. Блохинцев отбеляза, че първо моделът синхрофазотрон е пуснат в експлоатация за година и половина, докато в Америка това отне около две години. Второ, самият синхрофазотрон беше пуснат за три месеца, по график, въпреки че в началото изглеждаше нереалистично. Пускането на синхрофазотрона донесе на Дубна първата световна слава.

Ускорителят беше пуснат в експлоатация само няколко месеца след получаване на проектната енергия, тъй като все още имаше доста нерешени технически проблеми. Решението на целия комплекс от тези проблеми падна главно върху L.P. Зиновиев като ръководител на синхрофазотрона. Тук е уместно да цитирам думите на един от водещите създатели на синхрофазотрона Н.А. Monoszona: „Днес е абсолютно очевидно, че създаването на модерен ускорител е свързано не само с решаването на проблеми на физиката на ускорението..., но и с решаването на сложни инженерни проблеми. Днес без преувеличение можем да кажем, че именно инженерните проблеми определят постижимото енергийно ниво и качествените характеристики на високоенергийните ускорители.“

Задачата да се получи проектната интензивност на ускорителя 10 9 частици на импулс се оказа особено трудна. Първоначалният интензитет беше само 107 частици на импулс. По това време физиците на шега говореха за единица интензитет от един „векслер“, равен на един мезон на сезон. Тогава никой не се сети, че проблемите с интензитета са били присъщи първоначално на самия принцип на автофазирането. В допълнение, интензитетът беше значително повлиян от дефекти на механичния монтаж и други причини. Тяхното максимално елиминиране направи възможно до средата на 1958 г., тоест почти година след пускането на ускорителя, да се получи интензитет от 7,5x10 10 частици на импулс. Този срок не притесни Уекслер - в крайна сметка настройката на американския ускорител в Бъркли с енергия 6 GeV, чийто магнит тежи четири пъти по-малко от магнита на синхрофазотрона в Дубна, продължи повече от година.

От момента на пускането си синхрофазотронът се превърна в своеобразна визитна картичка на СССР. Много известни чуждестранни учени и високопоставени лидери от различни страни дойдоха да видят „осмото чудо“ на света, както тогава се наричаше новият ускорител. Синхрофазотронът удиви не само с огромния си „сандък с желязо“, но най-вече с факта, че тази „купчина“ работеше! И на първо място, това беше заслугата на L.P. Зиновиев. Weksler, като ръководител на целия проект за създаване на синхрофазотрон, разреши организационни въпроси. Цялата отговорност за решаването на специфични инженерни и технически проблеми на ускорителната част на проекта беше възложена на V.I. Уекслър към Зиновиев. Зиновиев се справи блестящо с най-трудната задача за възможно най-кратко време - синхрофазотронът заработи! И именно за това той беше удостоен с Ленинска награда. Не винаги, дори най-простите инсталации, които теоретично трябва да работят, работят. Дори обикновен мотор за лодка с подробна инструкция за работа не работи в неумели ръце, но тук става дума за първия синхрофазотрон в СССР, който от самото начало на създаването си се стреми да стане световен рекорд.

През есента на 1957 г. по инициатива на директора на Физическия институт Лебедев академик Д.В. Скобелцин, водещи организации в създаването на синхрофазотрона номинираха 43 (!) души като кандидати за Ленинската награда, най-престижната по това време в Съветския съюз. Скобелцин смята, че всяка от трите основни области в създаването на синхрофазотрон (физика на ускорението, радиотехника и електротехника) трябва еднакво да представлява кандидати за наградата.

През октомври 1957 г. на разширено заседание на Академичния съвет на Курчатовския институт, председателствано от И.В. Курчатов, от тази група бяха избрани 17 души. Според условията на наградата групата на лауреатите не може да надвишава 12 души. През април 1959 г. имената им бяха обявени: директорът на Лабораторията за високи енергии на ОИЯИ В.И. Векслер, ръководител на отдела на същата лаборатория L.P. Зиновиев, заместник-началник на Главното управление за използване на атомната енергия към Министерския съвет на СССР Д.В. Ефремов, директор на Ленинградския изследователски институт Е.Г. Комар и неговите служители Н.А. Monoszon, A.M. Столов, директор на Московския радиотехнически институт на Академията на науките на СССР A.L. Монетни дворове, служители на същия институт F.A. Водопянов, С.М. Рубчински, служители на ФИАН А.А. Коломенски, В.А. Петухов, М.С. Рабинович.

Говорейки за синхрофазотрона, не може да не споменем практическата школа на ускорителите, създадена от L.P. Зиновиев. Именно негови ученици преминаха през „синхрофазотронното училище“, пуснаха ускорители в Серпухов, Ереван и Троицк. Училището винаги включва пряка комуникация между учител и ученици. Всички млади хора на синхрофазотрона рутинно общуваха директно, главно със Зиновиев. Именно той помогна на младите служители да се почувстват уверени в способностите си, той им предаде първите умения и знания, придобити в дългогодишни изследвания.

Мизников, Зиновиев, Капралов, Перфеев, Саранцев, Жилцов, Машински, Есин

Векслер за школата на ускорителите, създадена от Зиновиев (препис на Академичния съвет на DLNP на 27 февруари 1962 г.): „...Зиновиев сега има много ученици. ...Саранцев, ...Мизников, Есин... и т.н. Зиновиев е учил тези хора, те са възприели неговите методи.“

Ю. Антонов, С. Нагдасев, В. Рашевски, Г. Иванов, В. Саранцев („За комунизма“, 28 април 1962 г.): "Те ( Мизников и Есин - Л.З.) помнят първите си стъпки в науката и своя първи наставник и приятел - Леонид Петрович Зиновиев. Именно той им помогна да се почувстват уверени в способностите си, той им предаде първите умения и знания, придобити в много години на търсене. ... Много сме благодарни на Леонид Петрович за опита, който натрупахме през дните на интензивна работа по пускането на синхрофазотрона.”

Уекслър и Зиновиев имаха договорка след пускането на ускорителя и привеждането му в работно състояние Зиновиев да се върне във ФИАН. Въпреки това Уекслър го моли да остане, вярвайки, че не може да повери на никой друг управлението на синхрофазотрона [Лично съобщение от L.P. Зиновиев]. Зиновиев се съгласи и ръководи работата на ускорителя повече от тридесет години. Под негово ръководство и пряко участие ускорителят непрекъснато се усъвършенства. Зиновиев обичаше синхрофазотрона и много фино усети дъха на този железен гигант. По думите му не е имало нито една, дори най-малка част от ускорителя, която да не е пипнал и да не е знаел предназначението му.

Синхрофазотронът остана в експлоатация четиридесет и пет години. През това време върху него са направени редица открития. През 1960 г. моделът на синхрофазотрона е превърнат в ускорител на електрони, който все още работи във Физическия институт Лебедев [Писмено съобщение от A.A. комар].

В И. Wexler и L.P. Зиновиев става почетен гражданин на Дубна.

Говорейки за съдбата на легендарния ускорител, не трябва да забравяме, че напредъкът на науката и технологиите не може да бъде спрян. И рано или късно всяко техническо устройство остарява. Да, днес никой няма да построи такъв ускорител, както и да използва услугите на сумираща машина. Но решаването на много проблеми, които определят напредъка в създаването на съвременни ускорители, би било невъзможно без създаването на синхрофазотрона в Дубна. Той, подобно на първия локомотив на Стивънсън, като първия космически кораб "Восток", е неразделна стъпка в научното и техническо развитие.

В историята на всяка инсталация винаги се разграничават три основни периода: нейното създаване, нейният период на работа и нейната съдба след закриването. Периодите на създаване и работа на синхрофазотрона в Дубна са напълно завършени, тъй като той беше затворен за експерименти през 2002 г. Тепърва предстои пълна оценка на периода на работа на ускорителя. Все още не е напълно ясна съдбата на ускорителя след затварянето. Сега много елементи на синхрофазотрона са демонтирани като ненужни и в сградата му се създава нов ускорителен комплекс. Времето ще покаже дали ОИЯИ ще успее да запази за потомците поне външния вид на легендарния ускорител, който беше символ на своята епоха.

Благодарност

Авторът изказва благодарност за помощта при получаването на необходимите документи по време на работата по статията на L.P. Стрелкова, Ю.В. Фролов, Н.В. Селезнева, Н.Г. Полухина, В.М. Березанская, Т.Г. Краснова, Р. Поза, Е.В. Лобко, Е.Н. Шамаева.

Литература

1. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т. 1, част 1, 1998. 432 с.
2. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т.1, част 2, 2002. 798 с.
3. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т. 2, книга 1, 1999. 719 с.
4. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т. 2, книга 2, 2000. 640 с.
5. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т. 2, книга 3, 2002. 896 с.
6. Атомен проект на СССР. М.: Наука, Т. 2, книга 4, 2003. 815 с.
7. Ливингуд Дж.Принципи на работа на цикличните ускорители. М.: Издателство за чуждестранна литература, 1963. 494 с.
8. Ускорители. Превод от английски и немски Изд. Б. Н. Яблокова. М.: Госатомиздат, 1962. 560 с.
9. ГрийнбъргА.П.Методи за ускоряване на заредени частици. М.; Л.: Държавно издателство за техническа и теоретична литература, 1950. 384 с.
10. Михаил Григориевич Мещеряков: Към 90-годишнината от рождението му. Дубна: ОИЯИ, 2000. 371 с.
11. Головин I.N.И.В. Курчатов. М.: Атомиздат, 1972. 112 с.
12. Векслер В.И.. Нов метод за ускоряване на релативистични частици. // ДАН СССР. 1944. Т. 43, № 8. стр. 346–348.
13. Векслер В.И.. За нов метод за ускоряване на релативистични частици. // ДАН СССР. 1944. Т. 44, № 9. стр. 393–396.
14. Спомени на V.I. Векслер. М.: Наука, 1987. 296 с.
15. Владимир Йосифович Векслер. Дубна: ОИЯИ, 2003. 408 с.
16. ИИ Лейпунски. Избрани произведения. Спомени. Киев: Наукова думка, 1990. 279 с.
17. Ливингстън М.С.Ускорители. М.: Издателство за чуждестранна литература, 1956. 148 с.
18. Казачковски О.Д.Физик в служба на атома. М.: Енергоатомиздат, 2002. 144 с.
19. Рабинович М.С.. Основи на теорията на синхрофазотрона. // Известия на Физическия институт. Т. Х. М.: Издателство на Академията на науките на СССР, 1958. С. 23 – 173.
20. Lange F.F., Spinel V.S.Методи за получаване на бързи корпускулярни лъчи. // Известия на Академията на науките на СССР. 1940. Т. 4, № 2. стр. 353–365.
21. Векслер В.Нов метод за ускоряване на релативистични частици. // Journal of Physics. 1945. V. IX, № 3. С. 153–158.
22. Макмилън Е.Синхротронът. Предложен високоенергиен ускорител на частици. //Phys. Rev. 1945. Т. 68. С. 143–144.
23. Файнберг Евгений Львович: Личността през призмата на паметта. М.: Физматлит, 2008. 400 с.
24. Хроника на събитията в историята на държавния научен център на Руската федерация - Института по физика и енергетика за 50 години (1946 - 1996 г.).: Държавен научен център на Руската федерация IPPE на името на A.I. Лейпунски, 1996. 72 с.
25. Рабинович М.С.Спомени. Преподаването на физика в гимназията. Научно-методическо списание. № 27., М.: Московски педагогически държавен университет, 2003. 135 с.
26. Файнберг Е. Л.Епоха и личност. физици. М.: Наука. 1999. 302 с.
27. Файнберг Е.Л.Епоха и личност. физици. 2-ро изд. М.: Физматлит. 2003. 415 стр.
28. Хил Р.По следите на частиците. М.: Мир. 1966. 172 стр.
29. Архив на ОИЯИ. Поръчка за Лаборатория за високи енергии № 12 на ОИЯИ. 1957 г.
30. Архив на Курчатовския институт. Извлечение от протокола на заседанието на научно-техническия съвет на Института по атомна енергия на Академията на науките на СССР от 30 октомври 1957 г.
31. Архив на ОИЯИ. Стенограма от заседанието на 2-ра сесия на Научния съвет на ОИЯИ. F.1, единици ч. 35
32. Архив на ОИЯИ. Стенограма от заседанието на 3-та сесия на Научния съвет на ОИЯИ. F.1, единици ч. 37
33. Архив на ОИЯИ. Стенограма от заседанието на 4-та сесия на Научния съвет на ОИЯИ. F.1, единици ч. 69
34. Архив на Руската академия на науките. (Архив на ФИАН) Ф. 532, оп.1, № 308.
35. Зиновиев Л.П.Етапи на дълго пътуване. // Дубна: Наука. Жечпосполита. Напредък. 1997. 12 март. С. 3.
36. „Правда”, 22 април 1959 г. С.1.
37. Шафранова М.Г.Обединен институт за ядрени изследвания: Информационен и биографичен справочник. Изд. 2-ро. М.: Физматлит. 2002. 288 стр.
38. Архив на Руската академия на науките. (Архив на ФИАН) Ф. 532, оп. 1, № 200.
39. От поколението на победителите. // Дубна: Наука. Жечпосполита. Напредък. 1982. № 16. стр. 6.
40. Физически енциклопедичен речник. М.: Съветска енциклопедия, Т. 5, 1966. 576 с.
41. Физически енциклопедичен речник. М.: Съветска енциклопедия, Т.4, 1965. 592 с.
42. Дубна. Островът на стабилността: Очерци по историята на Обединения институт за ядрени изследвания (1956–2006) М.: Академкнига, 2006. 643 с.
43. История на съветския атомен проект. Санкт Петербург: Издателство на Руския християнски хуманитарен институт, брой 2, 2002 г. 656 с.
44. Зиновиева Л.Л.По въпроса за авторството на откритието на автофазирането // Изследвания по история на физиката и механиката. 2008. – М.: Физматлит, 2009, 416 с., с. 213–233.
45. „За комунизма“, 28 април 1962 г., стр. 3.

Това е неуловимо познатата дума „синхрофазотрон“! Припомнете ми как влезе в ушите на обикновения човек в Съветския съюз? Имаше някакъв филм или популярна песен, помня точно какво беше! Или беше просто аналог на непроизносима дума?

Сега нека си припомним какво е и как е създадено...

През 1957 г. Съветският съюз прави революционен научен пробив в две посоки едновременно: през октомври е изстрелян първият изкуствен спътник на Земята, а няколко месеца по-рано, през март, започва да работи легендарният синхрофазотрон, гигантска инсталация за изследване на микросвета в Дубна. Тези две събития шокираха целия свят и думите „сателит“ и „синхрофазотрон“ се наложиха здраво в живота ни.

Синхрофазотронът е вид ускорител на заредени частици. Частиците в тях се ускоряват до високи скорости и съответно до високи енергии. Въз основа на резултатите от техните сблъсъци с други атомни частици се съди за структурата и свойствата на материята. Вероятността от сблъсъци се определя от интензитета на лъча на ускорените частици, тоест от броя на частиците в него, следователно интензитетът, заедно с енергията, е важен параметър на ускорителя.

Ускорителите достигат огромни размери и неслучайно писателят Владимир Карцев ги нарече пирамиди на ядрената ера, по които потомците ще съдят за нивото на нашите технологии.

Преди да бъдат построени ускорителите, единственият източник на високоенергийни частици бяха космическите лъчи. Това са главно протони с енергия от порядъка на няколко GeV, свободно идващи от космоса, и вторични частици, възникващи при взаимодействието им с атмосферата. Но потокът от космически лъчи е хаотичен и с ниска интензивност, така че с течение на времето започнаха да се създават специални инсталации за лабораторни изследвания - ускорители с контролирани лъчи от частици с висока и по-висока интензивност.

Работата на всички ускорители се основава на добре известен факт: заредена частица се ускорява от електрическо поле. Въпреки това е невъзможно да се получат частици с много висока енергия чрез ускоряването им само веднъж между два електрода, тъй като това би изисквало прилагане на огромно напрежение към тях, което е технически невъзможно. Следователно високоенергийните частици се получават чрез многократно преминаване между електродите.

Ускорителите, при които една частица преминава през последователно разположени ускоряващи пролуки, се наричат ​​линейни. Развитието на ускорителите започна с тях, но изискването за увеличаване на енергията на частиците доведе до почти нереално дълги инсталационни дължини.

През 1929 г. американският учен Е. Лоурънс предлага дизайна на ускорител, в който частица се движи в спирала, многократно преминавайки една и съща междина между два електрода. Траекторията на частицата се огъва и усуква от еднородно магнитно поле, насочено перпендикулярно на орбиталната равнина. Ускорителят се нарича циклотрон. През 1930-1931 г. Лорънс и неговите колеги построиха първия циклотрон в Калифорнийския университет (САЩ). За това изобретение той получава Нобелова награда през 1939 г.

В циклотрон еднородно магнитно поле се създава от голям електромагнит и електрическо поле се генерира между два D-образни кухи електрода (откъдето идва и името им „dees“). Към електродите се прилага променливо напрежение, което променя полярността всеки път, когато частицата направи половин оборот. Поради това електрическото поле винаги ускорява частиците. Тази идея не би могла да се осъществи, ако частиците с различни енергии имат различни периоди на въртене. Но, за щастие, въпреки че скоростта се увеличава с увеличаване на енергията, периодът на въртене остава постоянен, тъй като диаметърът на траекторията се увеличава в същото съотношение. Именно това свойство на циклотрона позволява използването на постоянна честота на електрическото поле за ускорение.

Скоро циклотроните започнаха да се създават в други изследователски лаборатории.

Сграда на синхрофазотрон през 50-те години

Необходимостта от създаване на сериозна ускорителна база в Съветския съюз е обявена на правителствено ниво през март 1938 г. Група изследователи от Ленинградския физико-технологичен институт (LPTI), ръководена от академик A.F. Йофе се обърна към председателя на Съвета на народните комисари на СССР В.М. Молотов с писмо, в което се предлага да се създаде техническа база за изследвания в областта на структурата на атомното ядро. Въпросите за структурата на атомното ядро ​​се превърнаха в един от централните проблеми на естествознанието и Съветският съюз изостана значително в решаването им. Така че, ако Америка имаше поне пет циклотрона, тогава Съветският съюз нямаше нито един (единственият циклотрон на Радиевия институт на Академията на науките (RIAN), стартиран през 1937 г., практически не работеше поради дефекти в дизайна). Обръщението към Молотов съдържаше искане да се създадат условия за завършване на строителството на циклотрона LPTI до 1 януари 1939 г. Работата по създаването му, започнала през 1937 г., е преустановена поради несъответствия във ведомствата и спиране на финансирането.

Наистина, по времето, когато писмото е написано, в правителствените кръгове на страната е имало явно неразбиране относно уместността на изследванията в областта на атомната физика. Според спомените на М.Г. Мещеряков, през 1938 г. дори имаше въпрос за ликвидиране на Радиевия институт, който според някои се занимаваше с ненужни изследвания на уран и торий, докато страната се опитваше да увеличи производството на въглища и топенето на стомана.

Писмото до Молотов има ефект и още през юни 1938 г. комисия от Академията на науките на СССР, ръководена от П.Л. Капица, по искане на правителството, даде заключение за необходимостта от изграждане на циклотрон 10–20 MeV в LFTI, в зависимост от вида на ускорените частици, и за подобряване на циклотрона RIAN.

През ноември 1938 г. S.I. Вавилов в обръщение към Президиума на Академията на науките предлага да се построи циклотрон LPTI в Москва и да се прехвърли лабораторията на И. В. към Физическия институт на Академията на науките (FIAN) от LPTI. Курчатова, която участва в създаването му. Сергей Иванович искаше централната лаборатория за изследване на атомното ядро ​​да се намира на същото място, където се намираше Академията на науките, тоест в Москва. Той обаче не беше подкрепен от LPTI. Спорът приключва в края на 1939 г., когато A.F. Йофе предложи създаването на три циклотрона наведнъж. На 30 юли 1940 г. на заседание на Президиума на Академията на науките на СССР беше решено да се възложи на RIAN да преоборудва съществуващия циклотрон тази година, FIAN да подготви необходимите материали за изграждането на нов мощен циклотрон до 15 октомври , и LFTI за завършване на конструкцията на циклотрона през първото тримесечие на 1941 г.

Във връзка с това решение ФИАН създаде така наречения циклотронен екип, който включва Владимир Йосифович Векслер, Сергей Николаевич Вернов, Павел Алексеевич Черенков, Леонид Василиевич Грошев и Евгений Львович Файнберг. На 26 септември 1940 г. Бюрото на Департамента по физико-математически науки (OPMS) изслушва информация от V.I. Wexler относно проектните спецификации за циклотрона, одобри основните му характеристики и строителни оценки. Циклотронът е проектиран да ускорява дейтроните до енергия от 50 MeV. FIAN планира да започне изграждането му през 1941 г. и да го пусне на вода през 1943 г. Плановете са нарушени от войната.

Спешната необходимост от създаване на атомна бомба принуди Съветския съюз да мобилизира усилия за изучаване на микросвета. В Лаборатория № 2 в Москва са построени един след друг два циклотрона (1944, 1946); в Ленинград след вдигане на блокадата са възстановени циклотроните на RIAN и LPTI (1946 г.).

Въпреки че проектът за циклотрон на FIAN беше одобрен преди войната, стана ясно, че дизайнът на Лорънс се е изчерпал, тъй като енергията на ускорените протони не може да надвишава 20 MeV. Именно от тази енергия започва да се усеща ефектът от увеличаване на масата на частица със скорости, съизмерими със скоростта на светлината, което следва от теорията на относителността на Айнщайн

Поради увеличаването на масата се нарушава резонансът между преминаването на частица през ускоряващата междина и съответната фаза на електрическото поле, което води до спиране.

Трябва да се отбележи, че циклотронът е предназначен да ускорява само тежки частици (протони, йони). Това се дължи на факта, че поради твърде малката маса на покой, електронът вече при енергии от 1–3 MeV достига скорост, близка до скоростта на светлината, в резултат на което масата му се увеличава значително и частицата бързо напуска резонанса .

Първият цикличен ускорител на електрони е бетатронът, построен от Керст през 1940 г. по идея на Видеро. Бетатронът се основава на закона на Фарадей, според който, когато магнитният поток, преминаващ през затворена верига, се промени, в тази верига се появява електродвижеща сила. В бетатрон затворената верига е поток от частици, движещи се по кръгова орбита във вакуумна камера с постоянен радиус в постепенно нарастващо магнитно поле. Когато магнитният поток вътре в орбитата се увеличи, възниква електродвижеща сила, чийто тангенциален компонент ускорява електроните. В бетатрон, подобно на циклотрон, има ограничение за производството на частици с много висока енергия. Това се дължи на факта, че според законите на електродинамиката електроните, движещи се по кръгови орбити, излъчват електромагнитни вълни, които отнасят много енергия с релативистични скорости. За да се компенсират тези загуби, е необходимо значително да се увеличи размерът на магнитното ядро, което има практическа граница.

Така до началото на 40-те години възможностите за получаване на по-високи енергии както от протони, така и от електрони са изчерпани. За по-нататъшно изследване на микросвета беше необходимо да се увеличи енергията на ускорените частици, така че задачата за намиране на нови методи за ускоряване стана спешна.

През февруари 1944 г. V.I. Уекслър предложи революционна идея как да се преодолее енергийната бариера на циклотрона и бетатрона. Беше толкова просто, че изглеждаше странно защо не са стигнали до него по-рано. Идеята беше, че по време на резонансно ускорение честотите на въртене на частиците и ускоряващото поле трябва постоянно да съвпадат, с други думи, да бъдат синхронни. При ускоряване на тежки релативистични частици в циклотрон, за синхронизация беше предложено да се промени честотата на ускоряващото електрическо поле според определен закон (по-късно такъв ускорител беше наречен синхроциклотрон).

За ускоряване на релативистки електрони беше предложен ускорител, който по-късно беше наречен синхротрон. При него ускорението се осъществява от променливо електрическо поле с постоянна честота, а синхронът се осигурява от променящо се по определен закон магнитно поле, което поддържа частиците в орбита с постоянен радиус.

За практически цели беше необходимо теоретично да се провери дали предложените процеси на ускоряване са стабилни, т.е. при незначителни отклонения от резонанса, фазирането на частиците ще се случи автоматично. Теоретичният физик от екипа на циклотрона E.L. Файнберг привлича вниманието на Векслер към това и сам строго математически доказва устойчивостта на процесите. Ето защо идеята на Уекслер беше наречена „принцип на автофазиране“.

За да обсъдят полученото решение, FIAN проведе семинар, на който Wexler изнесе встъпителен доклад, а Feinberg изнесе доклад за устойчивостта. Работата е одобрена и през същата 1944 г. списанието „Доклади на Академията на науките на СССР“ публикува две статии, които обсъждат нови методи за ускоряване (първата статия се занимава с ускорител, базиран на множество честоти, по-късно наречен микротрон). Авторът им е посочен само като Wexler, а името на Feinberg изобщо не се споменава. Много скоро ролята на Файнберг в откриването на принципа на автофазирането незаслужено е оставена в пълна забрава.

Година по-късно принципът на автофазирането е открит независимо от американския физик Е. Макмилан, но Уекслър запазва приоритета си.

Трябва да се отбележи, че в ускорителите, базирани на новия принцип, „правилото на лоста“ се проявява ясно - увеличаването на енергията води до загуба на интензитета на лъча на ускорените частици, което се свързва с цикличния характер на тяхното ускорение , за разлика от плавното ускорение при циклотроните и бетатроните. Този неприятен момент веднага беше изтъкнат на заседанието на Отделението по физико-математически науки на 20 февруари 1945 г., но в същото време всички единодушно стигнаха до извода, че това обстоятелство в никакъв случай не трябва да пречи на изпълнението на проекта. Въпреки че, между другото, борбата за интензивност впоследствие постоянно дразнеше „ускорителите“.

На същата сесия, по предложение на президента на Академията на науките на СССР S.I. Вавилов, беше решено незабавно да се изградят два вида ускорители, предложени от Уекслер. На 19 февруари 1946 г. Специалният комитет към Съвета на народните комисари на СССР възложи на съответната комисия да разработи техните проекти, като посочи капацитета, времето за производство и мястото на строителство. (Създаването на циклотрон е изоставено във ФИАН.)

В резултат на това на 13 август 1946 г. бяха издадени едновременно две постановления на Съвета на министрите на СССР, подписани от председателя на Съвета на министрите на СССР И.В. Сталин и ръководителят на делата на Съвета на министрите на СССР Я.Е. Чадаев, за създаване на синхроциклотрон с енергия на дейтрона 250 MeV и синхротрон с енергия 1 GeV. Енергията на ускорителите беше продиктувана преди всичко от политическата конфронтация между САЩ и СССР. В САЩ вече създадоха синхроциклотрон с енергия на дейтрона около 190 MeV и започнаха да изграждат синхротрон с енергия 250–300 MeV. Домашните ускорители трябваше да надхвърлят американските по енергия.

Синхроциклотронът беше свързан с надежди за откриване на нови елементи, нови начини за производство на атомна енергия от източници, по-евтини от урана. С помощта на синхротрон възнамеряваха изкуствено да произведат мезони, които, както предполагаха съветските физици по това време, бяха способни да предизвикат ядрено делене.

И двете резолюции са издадени с гриф „Строго секретно (специална папка)“, тъй като изграждането на ускорители е извършено като част от проекта за създаване на атомна бомба. С тяхна помощ те се надяваха да получат точна теория за ядрените сили, необходими за изчисленията на бомбите, които по това време бяха извършени само с помощта на голям набор от приблизителни модели. Вярно, всичко се оказа не толкова просто, колкото се смяташе първоначално, и трябва да се отбележи, че такава теория не е създадена и до днес.

Резолюциите определят местата за строителство на ускорители: синхротронът - в Москва, на Калужското шосе (сега Ленински проспект), на територията на Физическия институт Лебедев; синхроциклотрон - в района на водноелектрическата централа Иванковская, на 125 километра северно от Москва (по това време Калининска област). Първоначално създаването на двата ускорителя е поверено на ФИАН. За ръководител на синхротронната работа е назначен V.I. Векслер, а за синхроциклотрона - Д.В. Скобелцин.

Вляво е докторът на техническите науки, професор Л.П. Зиновиев (1912–1998), вдясно - академик на Академията на науките на СССР В.И. Уекслер (1907–1966) по време на създаването на синхрофазотрона

Шест месеца по-късно ръководителят на ядрения проект И.В. Курчатов, недоволен от напредъка на работата по синхроциклотрона на Фианов, прехвърли тази тема в своята лаборатория № 2. Той назначи М. Г. за нов ръководител на темата. Мещеряков, освободен от работа в Ленинградския радиев институт. Под ръководството на Мещеряков в Лаборатория № 2 е създаден модел на синхроциклотрон, който вече е експериментално потвърдил правилността на принципа на автофазиране. През 1947 г. започва изграждането на ускорител в района на Калинин.

На 14 декември 1949 г. под ръководството на М.Г. Синхроциклотронът на Мещеряков беше успешно изстрелян по график и стана първият ускорител от този тип в Съветския съюз, превишавайки енергията на подобен ускорител, създаден през 1946 г. в Бъркли (САЩ). Той остава рекорден до 1953 г.

Първоначално лабораторията, базирана на синхроциклотрон, се наричаше Хидротехническа лаборатория на Академията на науките на СССР (ГТЛ) за целите на секретността и беше филиал на Лаборатория № 2. През 1953 г. тя беше преобразувана в независим Институт по ядрени проблеми на Академията на науките на СССР (INP), ръководена от M.G. Мещеряков.

Академик на Украинската академия на науките A.I. Лейпунски (1907–1972), базиран на принципа на автофазирането, предлага дизайна на ускорител, по-късно наречен синхрофазотрон (снимка: „Наука и живот“)
Създаването на синхротрон не беше възможно поради редица причини. Първо, поради непредвидени трудности се наложи изграждането на два синхротрона с по-ниски енергии - 30 и 250 MeV. Те се намираха на територията на Физическия институт "Лебедев" и решиха да построят синхротрон от 1 GeV извън Москва. През юни 1948 г. му е отредено място на няколко километра от вече строящия се синхроциклотрон в района на Калинин, но и там никога не е построен, тъй като предпочитание е дадено на ускорителя, предложен от академика на Украинската академия на науките Александър Илич Лейпунски. Случи се по следния начин.

През 1946 г. A.I. Лейпунски, въз основа на принципа на автофазирането, изложи идеята за възможността за създаване на ускорител, който комбинира характеристиките на синхротрон и синхроциклотрон. Впоследствие Уекслър нарича този тип ускорител синхрофазотрон. Името става ясно, ако вземем предвид, че първоначално синхроциклотронът се е наричал фазотрон и в комбинация със синхротрон се получава синхрофазотрон. При него, в резултат на промени в управляващото магнитно поле, частиците се движат в пръстен, както в синхротрон, а ускорението произвежда високочестотно електрическо поле, чиято честота варира във времето, както в синхроциклотрон. Това направи възможно значително увеличаване на енергията на ускорените протони в сравнение със синхроциклотрона. В синхрофазотрона протоните се ускоряват предварително в линеен ускорител – инжектор. Частиците, въведени в основната камера, започват да циркулират в нея под въздействието на магнитно поле. Този режим се нарича бетатрон. След това високочестотното ускоряващо напрежение се включва върху електродите, разположени в два диаметрално противоположни прави междини.

От трите вида ускорители, базирани на принципа на автофазирането, синхрофазотронът е технически най-сложен и тогава мнозина се съмняваха във възможността за неговото създаване. Но Лейпунски, уверен, че всичко ще се получи, смело се зае да реализира идеята си.

През 1947 г. в лаборатория "Б" близо до станция Обнинское (сега град Обнинск) специална ускорителна група под негово ръководство започва разработването на ускорител. Първите теоретици на синхрофазотрона бяха Ю.А. Крутков, О.Д. Казачковски и Л.Л. Събсович. През февруари 1948 г. се проведе закрита конференция за ускорителите, на която освен министрите присъстваха A.L. Минц, вече известен специалист по радиотехника по това време, и главните инженери на Ленинградската електросила и трансформаторните заводи. Всички те заявиха, че ускорителят, предложен от Лейпунски, може да бъде направен. Насърчаващите първи теоретични резултати и подкрепата на инженери от водещи заводи позволиха да започне работа по конкретен технически проект за голям ускорител с протонна енергия 1,3–1,5 GeV и да започне експериментална работа, която потвърди правилността на идеята на Лейпунски. До декември 1948 г. техническият проект на ускорителя е готов, а до март 1949 г. Лейпунски трябваше да представи предварителен проект на синхрофазотрон от 10 GeV.

И изведнъж през 1949 г., в разгара на работата, правителството решава да прехвърли работата по синхрофазотрона във Физическия институт Лебедев. За какво? Защо? Все пак ФИАН вече създава синхротрон от 1 GeV! Да, фактът е, че и двата проекта, синхротронът от 1,5 GeV и синхротронът от 1 GeV, бяха твърде скъпи и възникна въпросът за тяхната осъществимост. Окончателно това беше решено на една от специалните срещи във ФИАН, където се събраха водещите физици на страната. Те смятат, че е ненужно да се изгради синхротрон от 1 GeV поради липсата на голям интерес към ускорението на електроните. Основният противник на тази позиция беше М.А. Марков. Основният му аргумент беше, че е много по-ефективно да се изучават както протоните, така и ядрените сили, като се използва вече добре проученото електромагнитно взаимодействие. Той обаче не успя да защити своята гледна точка и положителното решение се оказа в полза на проекта на Лейпунски.

Ето как изглежда 10 GeV синхрофазотрон в Дубна

Съкровената мечта на Уекслър да построи най-големия ускорител се разпадаше. Не искайки да се примири с настоящата ситуация, той, с подкрепата на S.I. Вавилова и Д.В. Skobeltsyna предложи да се изостави конструкцията на 1,5 GeV синхрофазотрон и да се започне проектиране на 10 GeV ускорител, поверен преди това на A.I. Лейпунски. Правителството прие това предложение, тъй като през април 1948 г. стана известно за проекта за синхрофазотрон 6-7 GeV в Калифорнийския университет и те искаха да изпреварят САЩ поне за известно време.

На 2 май 1949 г. е издадено постановление на Съвета на министрите на СССР за създаването на синхрофазотрон с енергия 7–10 GeV на територията, предварително разпределена за синхротрона. Темата е прехвърлена на Физическия институт "Лебедев", а V.I. е назначен за негов научен и технически директор. Уекслър, въпреки че Лейпунски се справяше доста добре.

Това може да се обясни, на първо място, с факта, че Векслер се смята за автор на принципа на автофазирането и според спомените на съвременниците Л. П. е бил много благосклонен към него. Берия. Второ, С. И. Вавилов по това време е не само директор на ФИАН, но и президент на Академията на науките на СССР. На Лейпунски беше предложено да стане заместник на Векслер, но той отказа и в бъдеще не участва в създаването на синхрофазотрона. Според заместник Leypunsky O.D. Казачковски, „беше ясно, че две мечки няма да се разберат в една бърлога“. Впоследствие А.И. Лейпунски и О.Д. Казачковски стават водещи експерти по реактори и през 1960 г. са удостоени с Ленинска награда.

Резолюцията включва клауза за прехвърляне на работа във Физическия институт на Лебедев на служителите на лаборатория „Б“, участващи в разработването на ускорителя, с прехвърлянето на съответното оборудване. И имаше какво да се предаде: работата по ускорителя в Лаборатория "Б" към този момент беше доведена до етапа на модел и обосновка на основните решения.

Не всички бяха ентусиазирани от прехвърлянето във ФИАН, тъй като с Лейпунски беше лесно и интересно да се работи: той беше не само отличен научен ръководител, но и прекрасен човек. Въпреки това беше почти невъзможно да се откаже трансферът: в това сурово време отказът заплашваше със съд и лагери.

В групата, прехвърлена от Лаборатория "Б", е включен инженер Леонид Петрович Зиновиев. Той, подобно на други членове на ускорителната група, в лабораторията на Лейпунски първо работи върху разработването на отделни компоненти, необходими за модела на бъдещия ускорител, по-специално източника на йони и високоволтовите импулсни вериги за захранване на инжектора. Лейпунски веднага привлече вниманието към компетентния и креативен инженер. По негово указание Зиновиев е първият, който участва в създаването на пилотна инсталация, в която може да се симулира целият процес на ускоряване на протоните. Тогава никой не можеше да си представи, че след като стана един от пионерите в реализирането на идеята за синхрофазотрон, Зиновиев ще бъде единственият човек, който ще премине през всички етапи на неговото създаване и усъвършенстване. И не просто ще мине, а ще ги поведе.

Теоретични и експериментални резултати, получени в Лаборатория "Б", са използвани във Физическия институт "Лебедев" при проектирането на 10 GeV синхрофазотрон. Въпреки това, увеличаването на енергията на ускорителя до тази стойност изисква значителни модификации. Трудностите при създаването му бяха значително утежнени от факта, че по това време нямаше опит в изграждането на такива големи инсталации по целия свят.

Под ръководството на теоретиците M.S. Рабинович и А.А. Коломенски във ФИАН направи физическа обосновка на техническия проект. Основните компоненти на синхрофазотрона са разработени от Московския радиотехнически институт на Академията на науките и Ленинградския изследователски институт под ръководството на техните директори А.Л. Монетни дворове и E.G. комар.

За да получим необходимия опит, решихме да изградим модел на синхрофазотрон с енергия 180 MeV. Той се намираше на територията на Физическия институт Лебедев в специална сграда, която от съображения за секретност се наричаше склад № 2. В началото на 1951 г. Векслер поверява цялата работа по модела, включително инсталиране на оборудване, настройка и цялостното му стартиране, на Зиновиев.

Моделът на Фианов никак не беше малък - неговият магнит с диаметър 4 метра тежеше 290 тона. Впоследствие Зиновиев си спомня, че когато са сглобили модела в съответствие с първите изчисления и са се опитали да го пуснат, първоначално нищо не е работило. Много непредвидени технически трудности трябваше да бъдат преодолени преди моделът да бъде пуснат на пазара. Когато това се случи през 1953 г., Уекслър каза: „Това е! Синхрофазотронът на Иванковски ще работи!“ Говорихме за голям синхрофазотрон с мощност 10 GeV, който вече беше започнал да се строи през 1951 г. в района на Калинин. Строителството е извършено от организация с кодово име TDS-533 (Техническа дирекция по строителство 533).

Малко преди пускането на модела в американско списание неочаквано се появи съобщение за нов дизайн на магнитната система на ускорителя, наречена твърдо фокусиране. Изпълнява се под формата на набор от редуващи се участъци с противоположно насочени градиенти на магнитното поле. Това значително намалява амплитудата на трептенията на ускорените частици, което от своя страна прави възможно значително намаляване на напречното сечение на вакуумната камера. В резултат на това се спестява голямо количество желязо, използвано за конструкцията на магнита. Например ускорителят от 30 GeV в Женева, базиран на твърдо фокусиране, има три пъти по-голяма енергия и три пъти по-голяма обиколка от синхрофазотрона в Дубна, а магнитът му е десет пъти по-лек.

Дизайнът на твърди фокусиращи магнити е предложен и разработен от американски учени Курант, Ливингстън и Снайдер през 1952 г. Няколко години преди тях на Христофилос му хрумва същата идея, но не я публикува.

Зиновиев веднага оцени откритието на американците и предложи препроектиране на синхрофазотрона в Дубна. Но това ще трябва да пожертва време. Тогава Уекслър каза: „Не, поне за един ден, но трябва да сме пред американците.“ Вероятно в условията на Студената война той беше прав - „не се сменя коне по средата на течението“. И те продължиха да изграждат големия ускорител според предварително разработения проект. През 1953 г. на базата на строящия се синхрофазотрон е създадена Електрофизичната лаборатория на Академията на науките на СССР (ЕФЛАН). За негов директор е назначен В.И. Уекслър.

През 1956 г. INP и EFLAN формират основата на създадения Обединен институт за ядрени изследвания (ОИЯИ). Местоположението му става известно като град Дубна. По това време енергията на протоните в синхроциклотрона беше 680 MeV и изграждането на синхрофазотрона беше завършено. От първите дни на създаването на ОИЯИ стилизиран чертеж на сградата на синхрофазотрона (от В. П. Бочкарев) става негов официален символ.

Моделът помогна за решаването на редица проблеми за ускорителя от 10 GeV, но дизайнът на много възли претърпя значителни промени поради голямата разлика в размера. Средният диаметър на синхрофазотронния електромагнит е 60 метра, а теглото е 36 хиляди тона (според параметрите си той все още остава в Книгата на рекордите на Гинес). Възникна цял набор от нови сложни инженерни проблеми, които екипът успешно разреши.

Най-накрая всичко беше готово за цялостното пускане на ускорителя. По заповед на Wexler, той беше ръководен от L.P. Зиновиев. Работата започна в края на декември 1956 г., ситуацията беше напрегната и Владимир Йосифович не пощади нито себе си, нито своите служители. Често оставахме да нощуваме на креватчета точно в огромната контролна зала на инсталацията. Според мемоарите на A.A. Коломенски, Векслер изразходва по-голямата част от неизчерпаемата си енергия по това време за „изнудване“ на помощ от външни организации и за прилагане на разумни предложения, които до голяма степен идват от Зиновиев. Уекслър високо цени експерименталната си интуиция, която изиграва решаваща роля в пускането на гигантския ускорител.

Много дълго време не можеха да получат бетатронния режим, без който стартирането е невъзможно. И именно Зиновиев в решаващ момент разбира какво трябва да се направи, за да се вдъхне живот на синхрофазотрона. Експериментът, подготвян две седмици, най-накрая се увенча с успех за радост на всички. На 15 март 1957 г. Дубненският синхрофазотрон започва да работи, както вестник „Правда“ съобщава на целия свят на 11 април 1957 г. (статия на В. И. Векслер). Интересното е, че тази новина се появи едва когато енергията на ускорителя, постепенно повишавана от деня на изстрелването, надхвърли енергията от 6,3 GeV на водещия тогава американски синхрофазотрон в Бъркли. „Има 8,3 милиарда електронволта!“ - съобщи вестникът, като обяви, че в Съветския съюз е създаден рекорден ускорител. Съкровената мечта на Wexler се сбъдна!

На 16 април енергията на протона достигна проектната стойност от 10 GeV, но ускорителят беше пуснат в експлоатация само няколко месеца по-късно, тъй като все още имаше доста нерешени технически проблеми. И все пак главното беше зад гърба ни – синхрофазотронът заработи.

Уекслер докладва това на втората сесия на Академичния съвет на Обединения институт през май 1957 г. В същото време директорът на института D.I. Блохинцев отбеляза, че първо моделът на синхрофазотрона е създаден за година и половина, докато в Америка това отне около две години. Второ, самият синхрофазотрон беше пуснат за три месеца, по график, въпреки че в началото изглеждаше нереалистично. Пускането на синхрофазотрона донесе на Дубна първата световна слава.

На третото заседание на научния съвет на института член-кореспондентът на Академията на науките V.P. Джелепов отбеляза, че „Зиновиев беше във всички отношения душата на стартъпа и допринесе колосално количество енергия и усилия по този въпрос, а именно творчески усилия по време на настройката на машината.“ D.I. Блохинцев добави, че „Зиновиев действително е понесъл огромния труд на сложната настройка“.

Хиляди хора са участвали в създаването на синхрофазотрона, но Леонид Петрович Зиновиев играе специална роля в това. Векслер пише: „Успехът на пускането на синхрофазотрона и възможността за започване на широк спектър от физическа работа върху него са до голяма степен свързани с участието на L.P. в тези работи. Зиновиев“.

Зиновиев планира да се върне във ФИАН след пускането на ускорителя. Въпреки това Уекслър го моли да остане, вярвайки, че не може да повери на никой друг управлението на синхрофазотрона. Зиновиев се съгласи и ръководи работата на ускорителя повече от тридесет години. Под негово ръководство и пряко участие ускорителят непрекъснато се усъвършенства. Зиновиев обичаше синхрофазотрона и много фино усети дъха на този железен гигант. Според него не е имало нито една част от ускорителя, дори и най-малката част, която да не е докоснал и чието предназначение да не знае.

През октомври 1957 г. на разширено заседание на научния съвет на Курчатовския институт, председателствано от самия Игор Василиевич, седемнадесет души от различни организации, участвали в създаването на синхрофазотрона, са номинирани за най-престижната тогава Ленинска награда в Съветския съюз време. Но според условията броят на лауреатите не може да надвишава дванадесет души. През април 1959 г. наградата е присъдена на директора на Лабораторията за високи енергии на ОИЯИ В.И. Векслер, ръководител на отдела на същата лаборатория L.P. Зиновиев, заместник-началник на Главното управление за използване на атомната енергия към Министерския съвет на СССР Д.В. Ефремов, директор на Ленинградския изследователски институт Е.Г. Комар и неговите сътрудници N.A. Monoszon, A.M. Столов, директор на Московския радиотехнически институт на Академията на науките на СССР A.L. Монетни дворове, служители на същия институт F.A. Водопянов, С.М. Рубчински, служители на ФИАН А.А. Коломенски, В.А. Петухов, М.С. Рабинович. Векслер и Зиновиев стават почетни граждани на Дубна.

Синхрофазотронът остана в експлоатация четиридесет и пет години. През това време върху него са направени редица открития. През 1960 г. моделът на синхрофазотрона е превърнат в електронен ускорител, който все още работи във Физическия институт "Лебедев".

източници

Литература:
Коломенски А. А., Лебедев А. Н. Теория на цикличните ускорители. - М., 1962.
Комар Е. Г. Ускорители на заредени частици. - М., 1964.
Livingood J. Принципи на работа на циклични ускорители - М., 1963.
Оганесян Ю. Как е създаден циклотронът / Наука и живот, 1980 г. № 4, с. 73.
Хил Р. По следите на частиците - М., 1963.

http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larisa-zinovyeva.com

И ще ви напомня за някои други настройки: например и как изглежда. Спомнете си също какво. Или може би не знаете? или какво е Оригиналната статия е на уебсайта InfoGlaz.rfВръзка към статията, от която е направено това копие -