Ali ispada da je stotinjak kilometara od Moskve, u blizini znanstvenog grada Protvino, u šumama moskovske regije, zakopano blago od nekoliko desetaka milijardi rubalja. Ne možete ga iskopati i ukrasti ga - zauvijek skriven u zemlji, on ima vrijednost samo za povijest znanosti. Govorimo o kompleksu akceleratora-skladištenja (UNK) Protvinovog instituta za visoku energetsku fiziku - podzemni objekt izrađen pod zemljom gotovo veličine Velikog hadronskog sudarača.
Duljina podzemnog prstena akceleratora je 21 km. Glavni tunel promjera 5 metara položen je na dubini od 20 do 60 metara (ovisno o terenu). Pored toga izgrađene su i mnoge pomoćne prostorije, povezane s površinom okomitim osovinama. Da je protonski sudarač u Protvinu dostavljen na vrijeme prije LHC-a, u svijetu fundamentalne fizike pojavila bi se nova točka privlačenja.
Nadalje - o povijesti glavnog sovjetskog sudara na kojem bi se mogla krivotvoriti fizika budućnosti.
Najveći projekt
Parafrazirajući šalu "I rekao sam vam - mjesto je prokleto!" možemo reći da se sudarači ne pojavljuju ispočetka - moraju postojati prikladni uvjeti. Mnogo godina prije donošenja strateške odluke za izgradnju najvećeg znanstvenog objekta u SSSR-u, 1960., osnovano je tajno selo Serpukhov-7 kao osnova za Institut za visoku energetsku fiziku (IHEP). Mjesto je odabrano iz geoloških razloga - u ovom dijelu moskovske regije tlo, koje je dno drevnog mora, omogućuje postavljanje velikih podzemnih objekata zaštićenih od seizmičke aktivnosti.
Protvino s visine od 325 metara:
Promotivni video:
Godine 1965. stekao je status naselja gradskog tipa, a novo ime - Protvino - dobilo je od imena lokalne rijeke Protva. Godine 1967. pokrenut je najveći akcelerator svog vremena u Protvinu - protonski sinkronron U-70 od 70 GeV (109 elektrona-volta). Još uvijek je u pogonu i ostaje najviši energetski akcelerator u Rusiji.
Izgradnja U-70.
Ubrzo su počeli razvijati projekt za novi akcelerator - sudarač protona-protona s energijom od 3 TeV (1012 eV), koji će postati najmoćniji na svijetu. Rad na teoretskom utemeljenju UNC-a vodio je akademik Anatolij Logunov, teorijski fizičar, znanstveni direktor Instituta za visoku energetsku fiziku. Planirano je korištenje sinkrotrona U-70 kao prvo "pojačalo" za UNK akcelerator.
U projektu UNK predviđene su dvije faze: jedna je trebala primati protonsku zraku s energijom 70 GeV od U-70 i podizati je do srednje vrijednosti od 400 do 600 GeV. U drugom prstenu (druga faza), protonska energija popela bi se na svoju maksimalnu vrijednost. Oba koraka UNK-a trebala su biti smještena u jednom prstenastom tunelu s dimenzijama većim od prstenaste linije moskovskog metroa. Sličnosti s metroom dodaje činjenica da su gradnju izveli graditelji metroa iz Moskve i Alma-Ate.
Plan eksperimenta
1. Akcelerator U-70. 2. kanal ubrizgavanja - ubrizgavanje protonske zrake u prsten UNK akceleratora. 3. Kanal antiprotona. 4. Kriogeno tijelo. 5. Tuneli do hadronskih i neutronskih kompleksa.
Početkom osamdesetih u svijetu nije bilo akceleratora slične veličine i energije. Ni Tevatron u Sjedinjenim Državama (duljina prstena 6,4 km, energija u ranim 1980-im - 500 GeV), niti Superkolidni laboratorij CERN (duljina prstena 6,9 km, energija sudara 400 GeV) nisu mogli fizičari pružiti potrebne alate za provođenje novih eksperimenata …
Naša država imala je veliko iskustvo u razvoju i izgradnji akceleratora. Sinkrofazotron, izgrađen u Dubni 1956. godine, postao je tada najmoćniji na svijetu: energetski 10 GeV, duljine oko 200 metara. Fizičari su napravili nekoliko otkrića na sinkrotronu U-70 izgrađenom u Protvinu: prvo su registrirali antimaterijske jezgre, otkrili takozvani „Serpukhov efekt“- povećanje ukupnih presjeka hadronskih interakcija (količine koje određuju tijek reakcije dviju sudarajućih čestica) i još mnogo toga.
Desetogodišnji rad
1983. godine započeli su građevinski radovi na gradilištu rudarskom metodom pomoću 26 okomitih osovina.
Model u tunelu UNK u punoj mjeri.
Nekoliko godina gradnja se odvijala usporeno - pješačili smo samo jedan i pol kilometara. Godine 1987. izdana je vladina uredba o intenziviranju rada, a 1988. godine, prvi put nakon 1935. godine, Sovjetski Savez kupio je dva moderna kompleksa za tuneranje u tunelu Lovat u inozemstvu, uz pomoć kojih je Protontonnelstroy počeo graditi tunele.
Zašto ste trebali kupiti tunelski štit, ako ste prije tih pedeset godina u zemlji uspješno izgradili metro? Činjenica je da su lovački strojevi od 150 tona ne samo bušili s vrlo visokom preciznošću prodora do 2,5 centimetra, već su i krov tunela obložili slojem betona od 30 centimetara s metalnom izolacijom (obični betonski blokovi, s listom metalne izolacije zavarenim iznutra) … Mnogo kasnije, u moskovskom metrou, mali dio na dionici Bulevara Trubnaya-Sretensky napravit će se od blokova s metalnom izolacijom.
Kanal za ubrizgavanje. Tračnice za električnu lokomotivu potopljene su u betonski pod.
Krajem 1989. godine dovršeno je oko 70% glavnog tunela s prstenom i 95% kanala ubrizgavanja, tunela duljine više od 2,5 km, dizajniranog za prijenos grede s U-70 na UNK. Izgradili smo tri zgrade (od planiranih 12) inženjerske potpore, pokrenuli izgradnju prizemnih objekata po cijelom obodu: više od 20 industrijskih lokacija s višekatnim industrijskim zgradama do kojih su položeni vodovodi, grijanje, komprimirani zračni putevi, visokonaponski dalekovodi.
Tijekom istog razdoblja projekt je počeo imati problema s financiranjem. 1991., raspadom SSSR-a, UNK je mogao biti odmah napušten, ali troškovi očuvanja nedovršenog tunela bili bi previsoki. Uništeno, preplavljeno podzemnom vodom, moglo bi predstavljati prijetnju ekologiji cijele regije.
Trebale su još četiri godine da se zatvori podzemni prsten tunela, ali ubrzavajući dio je beznadno zaostao - proizvedeno je samo oko ¾ ubrzavajuće konstrukcije za prvu fazu UNK-a, a potrebno je samo nekoliko desetaka magneta supravodljive konstrukcije (i 2500 ih je trebalo težiti oko 10 tona) …
Stalak za ispitivanje magneta.
Evo šetnje do ovog entiteta s blogerskim samnamosom:
Šetnju ćemo započeti od mjesta na kojem je u posljednjem zavoju izveden tunel štita.
Ovdje je puno blata, na nekim mjestima ima prilično poplavljenih mjesta.
Podružnica do prtljažnika.
Moj kavez.
Na nekim mjestima postoje prelazi sa zatvorenim radom u slučaju nužde.
Soba za opremu.
Slagač cijevi.
A zatim se tračnice ugrađuju u beton.
Neptun - "Najveća dvorana sa sustavom."
Ovo je južni dio velikog prstena. Tunel je ovdje gotovo u potpunosti spreman - ugrađeni su čak i ugrađeni umeci za ulaze napajanja, kao i stalci za sam akcelerator.
U procesu fotografiranja.
A ova dvorana vodi prema radnom malom prstenu akceleratora, gdje se već rade istraživanja, pa ćemo krenuti dalje velikim krugom.
Ubrzo je završio čisti tunel i otišao je posljednji dio tunela, tamo gdje se nalazi rudnik, odakle smo i krenuli.
Dubina je oko 60 metara. Nakon 19 sati provedenih pod zemljom, napuštamo podzemlje …
Magnetski sustav jedan je od najvažnijih u akceleratoru. Što je veća energija čestica, to ih je teže poslati kružnim putem i, sukladno tome, jača bi magnetska polja trebala biti. Osim toga, čestice se moraju usmjeriti tako da se ne odbijaju dok lete. Stoga, zajedno s magnetima koji rotiraju čestice u krugu, potrebni su i magneti za fokusiranje. Maksimalna energija akceleratora u načelu je ograničena veličinom i troškovima magnetskog sustava.
Injekcijski tunel bio je jedini dio kompleksa koji je bio 100% završen. Budući da je ravnina orbite UNK 6 m niža nego u U-70, kanal je bio opremljen proširenim dijelom magneta koji je osigurao okretanje snopa za 64 °. Ionsko-optički sustav odgovarao je faznom volumenu snopa izvađenog iz U-70 sa strukturom zavoja tunela.
U trenutku kada je postalo jasno da "nema novca i moramo se zadržati", razvijena je i primljena sva vakuumska oprema za kanal za ubrizgavanje, crpni sustav, uređaji za napajanje, sustavi za kontrolu i nadzor. Vakuumska cijev izrađena od nehrđajućeg čelika, čiji je tlak manji od 10 (snagom od -7) mm Hg osnova je akceleratora, čestice se kreću duž nje. Ukupna duljina vakuumskih komora kanala za ubrizgavanje i dva stupnja akceleratora, kanali za vađenje i izbacivanje snopa ubrzanih protona trebali su biti oko 70 km.
Izgrađena je dvorana „Neptun“površine 15 x 60 m2, u kojoj su trebali biti postavljeni ciljevi gasa i upravljačka oprema.
Manji tehnološki tuneli.
Započela je izgradnja jedinstvenog neutronskog kompleksa - čestice raspršene u UNK-u bi se u poseban tunel, prema Baikalu, na dnu ispuštale u zemlju, na čijem je dnu ugrađen poseban detektor. Neutrinski teleskop na jezeru Baikal još uvijek postoji i nalazi se na 3,5 km od obale, na kilometru dubine.
Kroz cijeli tunel izgrađene su podzemne dvorane na svakih jedan i pol kilometara kako bi se smjestila velika oprema.
Pored glavnog tunela izgrađen je još jedan, tehnički (na slici gore), namijenjen kablovima i cijevima.
Tunel je imao pravocrtne dijelove za postavljanje tehnoloških sustava akceleratora, koji su na dijagramu označeni kao „SPP-1“(tu ulazi snop čestica iz U-70) i „SPP-4“(čestice se uklanjaju odavde). Proširene su dvorane promjera do 9 metara i dugačke oko 800 metara.
Ventilacijsko vratilo s dubinom od 60 m (nalazi se i na KDPV).
Smrt i izgledi
Godine 1994. graditelji su sastavili posljednji i najteži hidrogeološki uvjet (zbog podzemne vode) dio tunela dužine 21 kilometar. U istom je razdoblju novac praktički presušio, jer su troškovi projekta bili razmjerni izgradnji nuklearne elektrane. Postalo je nemoguće naručiti opremu ili isplaćivati plaće radnicima. Situaciju je pogoršala kriza 1998. godine. Nakon što je donesena odluka o sudjelovanju u lansiranju Velikog hadronskog sudarača, UNK je konačno napušten.
Trenutno stanje tunela koji se još uvijek prate.
LHC, koji je pušten u rad 2008. godine, pokazao se modernijim i snažnijim, čime je konačno ubio ideju o reanimaciji ruskog sudara. Međutim, nemoguće je napustiti ogromni kompleks i sada je to "kofer bez ručke". Svake godine iz federalnog proračuna troši se novac za održavanje stražara i crpljenje vode iz tunela. Sredstva se troše i za betoniranje brojnih dvorana koje privlače ljubitelje industrijske egzotičnosti iz cijele Rusije.
Tijekom posljednjih deset godina predložene su različite ideje za obnovu kompleksa. U tunelu bi se moglo nalaziti supravodljivo indukcijsko spremanje koje bi pomoglo u održavanju stabilnosti električne mreže cijele moskovske regije. Ili bi se tu mogla napraviti farba gljiva. Postoje mnoge ideje, ali sve se naslanjaju na nedostatak novca - čak je i zakopati kompleks i potpuno ga napuniti betonom previše skupo. Do sada, nepriznate špilje znanosti ostaju spomenik neispunjenom snu sovjetskih fizičara.
Prisutnost LHC ne znači eliminaciju svih ostalih sudara. Akcelerator U-70 Instituta za fiziku visokih energija i dalje je najveći operativni u Rusiji. Teški ionski akcelerator NIKA gradi se u Dubni kod Moskve. Duljina mu je relativno kratka - NIKA će uključivati četiri prstena na 200 metara - ali područje u kojem će sudarati uređaj trebao bi pružiti znanstvenicima promatranje "graničnog" stanja, kada jezgre i čestice oslobođene iz atomske jezgre postoje istovremeno. Za fiziku se ovo područje smatra jednim od najperspektivnijih.
Među temeljnim istraživanjima koja će se provesti pomoću NIKA sudara je modeliranje mikroskopskog modela ranog svemira. Znanstvenici namjeravaju pomoću sudara tražiti nove metode liječenja raka (ozračivanje tumora snopom čestica). Pored toga, instalacija se koristi za proučavanje utjecaja zračenja na rad elektronike. Izgradnja novog akceleratora planira se završiti 2023. godine.
No čitatelji su odmah primijetili da se Velika Moskva širila u tom smjeru:
Iako još uvijek postoje informacije da negdje postoji ISF (skladište istrošenog nuklearnog goriva).