Экскурсия по Институту ядерной физики СО РАН прошла в Дни науки в Академгородке. Всем желающим показали первые установки Института и ознакомили с новыми изобретениями физиков-ядерщиков.
Как рассказал Антон Горковенко, инженер-исследователь ИЯФ, первый коллайдер был создан Бруно Тушеком во Фраскати, однако пионерные опубликованные результаты по рассеянию электронов были получены в ИЯФ, и Герш Ицкович Будкер, основатель и первый директор института ядерной физики, считается основоположником идеи встречных пучков. Ускоритель ВЭП-1, который нам показали, предназначался как раз для их изучения.
«Эта машина уникальна, она единственная вертикальная установка, все последующие работали в горизонтальной плоскости. Два пучка двигались навстречу друг другу, и мы наблюдали, как частицы сталкивались, как они взаимодействовали и что происходило в результате этого. Данная машина позволила нам ответить на очень важные на тот момент вопросы, и она открыла путь в ускорительную, а затем в детекторную физику. Это установка, с которой все началось в ИЯФ», – пояснил ученый.
Постепенно стало понятно, что работать с электронными пучками на столь малых энергиях бесперспективно, энергию нужно увеличивать, для этого придется масштабировать ускоритель, то есть создавать все более сложные устройства.
«Здесь представлены экспонаты, которые были когда-то действующими установками. Сейчас такие установки намного больше в размерах. Думаю, вы слышали об эксперименте, который называется Большой адронный коллайдер. Длина орбиты пучка, который двигается там, составляет 27 км. Здесь у нас орбита небольшая, измеряется буквально несколькими метрами. Но при этом, что в БАК, что у нас, пучок частиц двигается с околосветовой скоростью, конечно, он ее не достигает, но приближается к ней», – рассказал Антон.
Далее мы прошли в пультовую коллайдера, откуда сотрудники могут управлять всей установкой, поскольку находиться с ней в одном помещении во время работы нельзя из-за радиации.
Экскурсанты спросили, не опасно ли для присутствующих в принципе находиться в этом помещении.
«Есть несколько типов радиации. То, что люди подразумевают обычно под радиацией, – радиоактивные изотопы. Они могут оседать и продолжать делиться, и во время этого процесса производится радиация. Но у нас здесь их, к счастью, нет. Поэтому, когда мы находимся здесь при выключенной установке, радиации мы получаем намного меньше, чем когда выходим на улицу, где нас поджидает уже радиация солнечная. В ИЯФ при работающей установке радиацию дают фотоны света, у них очень высокая энергия, эти частицы способны насквозь прошивать людей и поэтому опасны…но только в момент работы коллайдера. Как только фотоны перестают двигаться, новые перестают рождаться, и те, что уже возникли, летают по всему залу, натыкаются на стены и оседают на них, тем самым они гасятся и уже не представляют из себя угрозу людям. Словом, с радиацией мы сталкиваемся везде и не нужно ее так бояться», – успокоили нас физики.
«Давайте теперь откроем дверь, за такой толстой металлической дверью явно должно скрываться что-то очень интересное, – заинтриговал нас экскурсовод. – Это электрон-позитронный коллайдер, позитрон – положительно заряженная частица, а электрон – отрицательно. Установка направлена на то, чтобы уточнить физические параметры элементарных частиц. В ней сталкиваются элементарные частицы и в ходе их взаимодействия появляются новые.
В центре детектора происходит столкновение пучков, и в результате взаимодействия электронов и позитронов могут родиться новые частицы, которые нужно зарегистрировать, их регистрация происходит в детекторе. В этом и состоит эксперимент. Мы изучаем эти самые частицы, их параметры, то, как они взаимодействуют с другими частицами и многое другое. Это фундаментальная наука, она позволяет понять, как устроен наш мир на базовом уровне. Мы исследуем фундаментальные законы, понимая которые можно создавать что-то новое».
Напоследок Евгений Шмигельский, аспирант, инженер-исследователь ИЯФ, познакомил нас с плазменными установками, в том числе с новым КОТом – компактным осесимметричным тороидом, прототипом плазменной установки, в которой создают условия для протекания термоядерной реакции: «Осесимметричный означает, что плазменные структуры, которые создаются внутри этой вакуумной камеры, обладают осевой симметрией. При этом конечная цель эксплуатации этой установки – добиться конфигурации с обращенным полем. В этом случае будут замкнутые силовые линии, которые будут осесимметрично располагаться».
Основная проблема таких установок – удержание плазмы внутри, для чего используют магнитное поле. Но это недешево. Специалисты из ИЯФ придумали конструкцию, при которой плазма будет сама себя удерживать, как бы оказавшись в ловушке, вытеснив из себя внешнее магнитное поле.
Пока это, конечно, еще не термоядерный реактор, нечто близкое к нему. Термоядерная энергия, по мнению ученых, наше будущее. И она намного безопаснее ядерной. Топливо практически неиссякаемое – водород и его изотопы.
«Я бы хотел объяснить, зачем мы это все делаем. Кажется, для чего нужно что-то там сталкивать, получать новые частицы, и так ведь хорошо живется… Мы изучаем здесь фундаментальную науку, и многие считают, что она не имеет практического применения. Что эти физики таким образом просто себя развлекают. На самом деле, это все, конечно, не так. Мы не только исследуем базовые физические законы, но и создаем много побочных продуктов, которые можно применить потом в быту. Например, в институте есть промышленные ускорители, с помощью которых можно обеззараживать медицинские изделия, стерилизовать продукты питания и многое другое. Поэтому хочется сказать «спасибо» всем ученым, в какой бы области науки они ни работали», – подвел итог экскурсии Антон Горковенко.
Елизавета Владова
Обратная связь