Instituut tuumafüüsika G.I. Budkeri järgi nime saanud SB RAS on Venemaa suurim akadeemiline instituut, üks maailma juhtivaid keskusi kõrgenergiafüüsika, füüsika ja kiirendite, sünkrotronkiirguse allikate ja vabaelektronlaserite, plasmafüüsika ja juhitava termilise tehnoloogia alal. tuumasünteesi. Paljudes oma piirkondades on BINP SB RAS ainus keskus Venemaal.
Instituut loodi 1958. aastal Novosibirski Akadeemias Aatomienergeetika Instituudi uute kiirendusmeetodite labori baasil, mille juhatajaks oli G. Budker, juhiks I. Kurtšatov. Akadeemik G. Budker oli instituudi asutaja ja esimene direktor. Selle direktor Aleksandr Skrinski rääkis agentuurile Interfax-Siberia, milliste probleemidega instituut täna tegeleb.
- Aleksander Nikolajevitš, kuidas näete instituudi väljavaateid praegu akadeemilises teaduses toimuvate muutuste kontekstis?
- Seni võime öelda, et meie rahastamine on järgmine aasta ei muutu, jäädes selle aasta tasemele. Ajalooliselt on meie instituudil olnud pigem eelarveväline komponent lepingute, koostöös osalemise jms kaudu. Näiteks instituudi 2013. aasta kogueelarve 2 miljardist rublast moodustas otsene eelarveline rahastus umbes 800 miljonit rubla. Ülejäänu tuleb meile, sest teeme seda, mida teised teaduskeskused vajavad, peamiselt välismaised, kuigi on ka Venemaa tellimusi. Ja me teeme rakenduslikke asju, nagu öeldakse, rahvamajandusele - meditsiinile, turvalisusele (lennujaamade läbivaatussüsteemid), erinevatele tööstusharudele, nii Venemaale kui ka välistarbijatele. Püüame muidugi nii, et meie rakenduslikud arendused ei oleks mingi eraldiseisev tegevus, vaid lähtuksid loomulikult sellest, mida teeme fundamentaalteaduse vallas, sest meie jaoks on keskseks liiniks füüsika elementaarosakesed ja sellega seotud küsimused.
Fundamentaalfüüsika areneb alles siis, kui kõnnid läbi võõra maa, suunas, kuhu keegi pole reisinud, ja teed, õpid midagi, mida teised sel hetkel veel ei tea. On selge, et peaaegu alati samal ajal tegeleb keegi samade probleemide lahendamisega, võite maha jääda - aga see on teine küsimus.
Ideaalis oleme sunnitud leiutama ja valdama uusi tehnoloogiaid, et läheneda täiesti uutele nähtustele, mis ei ole mingil moel praktilisi rakendusi varem ei kasutatud sel lihtsal põhjusel, et neid nähtusi ei avastatud.
Näiteks sünkrotronkiirgus, mille esimesed tehisallikad tekkisid eelmise sajandi keskel. Sellest ajast peale on sünkrotronkiirguse genereerimise võime jätkuvalt paranenud, suurendades selle kvaliteeti, heledust, intensiivsust, lühendades lainepikkust või täpsemalt selle reguleerimist. Loodame, et lähiaastatel suudame ehitada uue põlvkonna sünkrotronkiirguse allika, nagu praegu öeldakse "3+". Samamoodi kasutab laser suure energiaga elektronkiire. See tekitab koherentset kiirgust, mille sagedust saab muuta, ja oleme näidanud, et see on võimalik. Laseri esimene etapp lasti käiku 2003. aastal, teine 2009. aastal ning loodame, et peagi käivitatakse ka kolmas etapp. Tänapäeval ületab meie vabaelektronlaser keskmise kiirgusvõimsuse poolest lainepikkuste vahemikus 40-80 ja 110-240 mikronit oluliselt kõiki teisi koherentse kiirguse allikaid maailmas. Algul ütlesid paljud, et teeme lollusi – seda juhtub aga peaaegu alati. Nüüd on laser juba kasutusel, kuigi mitte tehnikas, vaid muudes teadusvaldkondades – bioloogias, geoloogias, keemias. Näiteks saab seda kasutada valguse isotoopide eraldamiseks, metamaterjalidega töötamiseks jne.
- Millised ülesanded seisab BINP ees fundamentaalteaduses?
Tahame astuda väga suure sammu oma järgmise elektron-positroni põrkuri heleduse (jõudluse) tõstmisel suhteliselt madala energiani – kuni 5 GeV. Selle põrkuri väljund peaks olema umbes tuhat korda suurem kui seni saavutatud, isegi suurem kui suure hadronipõrguti oma. Ehkki põrkuri energia on suhteliselt madal, annab see loodetavasti vastused olulistele küsimustele, mis seisavad silmitsi mitte ainult osakeste füüsika, vaid ka kosmoloogiaga. Need teadused, ehkki oma tööriistade poolest väga erinevad, on üksteisele vajalikud aine struktuuri mõistmisel. On lootust, et Venemaa valitsus, olles järjekordselt lülitanud meie collideri riigi poolt toetatavate teaduslike megaprojektide hulka, nagu hiljuti teatas haridus- ja teadusminister Dmitri Livanov, on selle otsuse elluviimisel järjekindel. Fakt on see, et paigalduse kogumaksumus on umbes 16 miljardit rubla. Maailma standardite järgi pole see nii palju, millest saime investeerida umbes 15% lepinguliste tööde kaudu, mis tehti teistele keskustele, Venemaa ja teiste riikide tööstusele, kuid loomulikult on võimatu projekti täielikult ellu viia. omapäi.
- Kas standardmudel jääb ellu?
Standardmudelist rääkides ( kaasaegne teooria elementaarosakeste struktuur ja vastastikmõjud - IF), tuleks eristada kahte punkti: selle usaldusväärsus ja täielikkus. Esiteks usaldusväärsuse kohta.
Standardmudelil on erakordselt võimas ennustamisjõud. Siiani, vaatamata paljudele erinevatele katsetele, mille eesmärk oli leida otseseid või kaudseid viiteid standardmudelist kõrvalekallete olemasolule, ei ole olnud võimalik neid kõrvalekaldeid ühelgi olulisel usaldusväärsuse tasemel tuvastada. Selles mõttes on Novosibirski katsed, ennekõike meie uus põrkur VEPP-2000, omamoodi eelpost standardmudeli testimiseks – 20. sajandi üks suurimaid loodusteaduslikke teooriaid.
Kindlalt võib aga väita, et praegusel kujul on Standardmudel kui mudel, mis kirjeldab kõiki fundamentaalseid interaktsioone, puudulik. Looduses on nähtusi, näiteks tumeaine, tumeenergia, mida Standardmudel ei kirjelda ja selle selgitamiseks on vaja seda (standardmudelit) laiendada. Ees ootab tohutu maht eksperimentaalne töö, eelkõige kosmoloogia, astronoomia ja loomulikult kõrgenergiafüüsika valdkonnas.
- Kuidas BINP töö termotuumasuunas edeneb?
Investeeringud avatud ahelaga plasmasulgumissüsteemidel põhinevate reaktorite arendamisse, millega meie instituut tegeleb, võrreldes investeeringutega tokamakidesse (millesse on suletud plasma elektriväli toroidkambris - IF) on maailmas palju väiksem, nii et üldiselt on see edenenud tagasihoidlikumalt - nii plasma parameetrite, nende läheduse poolest termotuumaparameetritele kui ka selle lähenemise inseneri- ja tehnoloogilise arengu seisukohalt. Põhimõtteliselt saab termotuumareaktsiooni muidugi ühel või teisel viisil saada, kuid peamine ja kõige rohkem raske ülesanne– muuta selle energia hankimise protsess kaubanduslikult atraktiivseks ning tehnoloogiliselt ja keskkonnasõbralikuks.
Sellest vaatenurgast on kaubanduslik tokamak väga keeruline tehnoloogia, mida praktikas on raske rakendada ja kui eeldada, et kommertsreaktorit saab realiseerida avatud plasmasulgurisüsteemide baasil, siis võib see olla märgatavalt lihtsam, odavam ja ohutum kui tokamak.
Oluline on märkida, et me pole ainsad, kes selle teemaga tegelevad, samas suunas liigub näiteks Ameerika ettevõte Three Alpha Energy, kellele valmistame partii megavatise vahemiku võimsaid aatomküttepihusteid.
Mil määral toob teie arvates hiljuti BINP-s saadud tulemus plasma kuumutamisel ja sulgemisel gaasidünaamilises lõksus (GDT) lähemale termotuumareaktori väljavaatele, mis põhineb, nagu öeldakse, "peeglil" kamber"?
Tõepoolest, üsna hiljuti, selle aasta novembris, saavutati GDL-i käitises rekordiline elektronide temperatuur 400 elektronvolti (4,5 miljonit kraadi) subtermonukleaarse plasma täiendava mikrolaine (mikrolaine) kuumutamisega.
See läbimurre temperatuuris (eelmine rekord oli umbes 250 elektronvolti) sai võimalikuks tänu koostööle Novosibirski Riikliku Ülikooli ja Venemaa Teaduste Akadeemia Rakendusfüüsika Instituudiga (Nižni Novgorod) silmapaistva sakslase juhitud megaprojekti raames. teadlane professor Manfred Thumm (Karlsruhe). Praegu on kasutatud ainult ühte nende väljatöötatud mikrolainekiirguse allikat, teise ühendamisega ootame plasmaparameetrite edasist arengut (st selle temperatuuri ja plasma lõksus kinnipidamise aja tõusu - IF ).
Saadud tulemus on oluline samm teel termotuumaenergia poole – see kinnitab võimalust luua avatud lõksudel põhinevaid neutrongeneraatoreid ja tuumasünteesireaktoreid, mis on inseneri seisukohalt kõige lihtsamad.
- Kas teie arvates on puhtalt Venemaa termotuumaprojekt võimalik?
Skaala ja vastavalt ka ressursi intensiivsus sarnane projekt on selline, et isegi Ameerika ei võta seda probleemi lahendama, tuginedes ainult sisemisele võimekusele. Ei tokamakid ega avatud ahelaga süsteemid. Mõlemad suunad arenevad rahvusvaheliselt.
Prantsusmaal ehitatav ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) (International Thermonuclear Experimental Reactor on suurim rahvusvaheline projekt eksperimentaalse termotuumareaktori loomiseks näiteks Caradases (Prantsusmaa) – IF) on juba tõeliselt globaalne projekt, milles peaaegu kõik osalevad teaduslikult ja tehnoloogiliselt arenenumad riigid, sh Venemaa, USA, Jaapan, Euroopa riigid. Kuid avatud plasmakinnitussüsteemide väljatöötamine toimub ka rahvusvaheliste, koostööl põhinevate, mitte riiklike projektide raames. Ja asi pole isegi selles, et näiteks Ameerikal pole piisavalt raha, et seda ise teha termotuumasünteesi reaktor. Tõenäoliselt ei taha nad võtta kogu riski, et minnakse kogu tee "üksi", olles lõpptulemuses kindlad.
Lisaks need arendused, mis näiteks meie instituudis on, USA-l ei ole. Seetõttu teeme neile lepingulist tööd, nad kasutavad meie teaduslikku ja tehnilist potentsiaali, et võimalikult kiiresti edasi liikuda ja tulemusi saavutada. Kuigi meil on teatud reservid tulevikuks, ei ole valitsuse investeeringuid avatud ahelaga süsteemidesse ning võtame vastu välistellimusi, et tehnoloogiaid täiustada ja uusi lahendusi leida.
- Millistes rahvusvahelistes projektides instituut veel osaleb?
Jätkub osalemine CERN-LHC projektis ehk suures hadronite põrgatis. Mitukümmend meie teadlast osalevad katsetes ATLAS- ja LHCb-detektoritega. Võtame üsna olulise osa kiirendikompleksi moderniseerimisest.
Osaleme suure heledusega B-tehase, 10–11 GeV energiatasemega elektron-positroni põrkuri loomisel Jaapanis.
Saksamaal osaleme kahes suures projektis - Hamburgi lähedale ehitatavas suure energiaga väga suure energiaga elektronkiire, kümneid GeV-e kasutavas lühiimpulsslases. Eeldatavasti on see maailma võimsaim röntgenlaser.
Teine suur projekt Saksamaal on FAIR projekt, Antiprootonite ja ioonide uurimise rajatis, mille viib ellu Helmholtzi raskete ioonide uurimiskeskus Wickhausenis Darmstadti lähedal. Tegemist on raskete ioonide põrkega, mille väljatöötamisega oleme tegelenud umbes 15 aastat.
Mõlemasse projekti Saksamaal on investeeritud tõsist Vene raha, palju rohkem, kui BINP meie riigilt otse saab. Selle raha eest tellitakse meile ja väikesele hulgale Venemaa instituutidele seadmed nii laseri kui FAIRi jaoks.
Miks nii tehakse, mitte otse - riik investeerib meisse, et me näiteks nende projektide jaoks midagi ära teeks, see on ebaselge küsimus.
ITER ei ole üles ehitatud täpselt nii: Vene pool tarnib ITER-i seadmeid, investeerides raha meie instituutidesse - Kurtšatovskisse, meie instituuti, mõnda teise.
Muide, Kurtšatovi teaduskeskuse kohta. Kas INP võimaliku ühinemise teema sellega on lõplikult päevakorrast maha võetud?
Jutt ühinemisest tekkis suvel, kui aktiivselt arutati Venemaa Teaduste Akadeemia reformi. Siis tegi RAS meie osalusel ettepaneku mitte muuta instituutide osakondlikku kuuluvust ja ühendada juriidilises mõttes erinevaid organisatsioone, vaid pöörduda tagasi juurutamise juurde. riiklik programm Mega Science installatsioonide loomise kohta.
Korraga valiti neist välja kuus, sealhulgas meie suure heledusega elektron-positroni põrkur suhteliselt madala energiaga.
Meile meeldib riikliku programmi versioon palju rohkem, eelkõige seetõttu, et me ei tegele ainult selle projektiga, vaid teeme ka muid töid. Sealhulgas eriteemadel. Ja seda kõike võtta ja üheks asjaks liita on äärmiselt irratsionaalne, kõigi administratiivne ühendamine kõigiga on vale. Ma näen kahjulikke tagajärgi selles, et teaduses pole juhtkonda, kes teaks kõike ja mõistaks kõike kõikides valdkondades. Organisatsioonid, kellel on omamoodi teineteisemõistmine, saavad teatud valdkonda ühiselt arendada. Selles valdkonnas saavad nad suhelda mõne organisatsiooniga - rakendus-, tööstus- ja teistes valdkondades - täiesti erinevate organisatsioonidega.
- Kas ühe reformi käigus tekkis mõte näiteks jagada INP tootmiseks ja teaduseks endaks?
- Muidugi oli selliseid ideid palju ja need ilmusid mitmel etapil. Kuid oma tootmises, täpsemalt projekteerimis- ja tootmiskompleksis valmistame me kõik oma uued seadmed, mida pole kuskilt osta ja mida vajame oma alusuuringuteks ja rakendusteks muudes teadusvaldkondades ning tööstuses, meditsiinis, jne edasine iseloom.
Vaata, meie tööstusteadus tapeti või peaaegu tapeti. Oletame, et saame oma disaini- ja tootmisosa lahti ühendada. Ja kuidas see elab paremini kui tööstusinstituudid, tööstusdisainibürood, mille tootmine on palju suurem kui meil?
Kahtlustame ja kogemused näitavad, et oleme ellu jäänud ja oleme jätkuvalt huvitavad nii välismaal kui ka kodumaal ning rakenduslikust vaatenurgast, sest meil on kogu kett - alusuuringud, rakendusuuringud ja arendus, projekteerimisvõimalused ja kõrgtehnoloogiline tootmine.
- Miks on instituudi rakendusarendused välismaal nõutumad kui Venemaal?
Kuni 1990. aastani läks 85–90% meie toodetest, nimelt tööstuslikud kiirendid Nõukogude Liit. Selle peale ehitati terve kaablitööstus, kus vajati kuumakindlat isolatsiooni. Järgnevatel aastatel kaotasid tehased võimaluse üldse midagi uut osta. Nüüd on mõned selle aja üle elanud ettevõtted hakanud arenema ja on hakanud uuesti meie seadmeid ostma. Igal aastal toodame 10–15 kiirendit (üks selline masin maksab 500 tuhat kuni 2 miljonit dollarit). Nüüd on 20% meie tarbijatest venelased. Kasahstanis on vähe tarbijaid. Loomulikult oleme valmis tegema mitte ainult seda, mida tegime 30 aastat tagasi, vaid oleme valmis tegema uusi asju. Aga selleks peavad olema tellimused, nagu oli tellimus näiteks elektritööstuselt kuumakindla kaabli tootmiseks. Siis tellisid nad meile kohe 15 kiirendit – see oli umbes 1970. aastal. Ja selle pealt tegelikult meie tootmine kasvas, sel ajal meil polnud kiirendit, mida saaksime varustada, olid näidised, individuaalsed arendused... Aga kiirendi, mis töötab kõrgetel parameetritel, piisavalt suure energiaga, võimsusega. kümnetest ja sadadest kilovattidest – sellist asja polnud. Ja pealegi oli vaja, et see töötaks mitte meie, vaid tehases, inimeste jaoks, kes võib-olla füüsikast midagi aru ei saa, nii et see ei tööta päeva ega kuu aega.
Paljud meie kiirendid töötasid 20 aastat, vahel telliti meilt varuosi, aga enamasti käitasid tehased ise. Siis läks see välismaale, peamiselt Hiinasse. Nüüd on probleem Hiinaga. Esimene asi, mida nad teevad, kui saavad meie uued seadmed, meie uued autod, ja mitte ainult meie, on tõenäoliselt nende võimalikult range kopeerimine. Kõige levinumate ELV-tüüpi kiirendite valdamiseks kulus neil umbes 15 aastat. Nüüd töötab Hiinas rohkem kiirendeid kui kunagi varem NSV Liidus ja Venemaal – umbes 50. Siiani ostavad nad kiirendeid nii enda tootjatelt kui ka meilt – ligikaudu üks ühele. Mõne aja pärast tõrjuvad nad meid loomulikult välja vanade Hiinast pärit kiirenditega. Kuid nad üritavad siseneda India turule. Neil on Koreasse sisenemine keerulisem, sest me toodame koos Samsungiga kiirendeid. Neid kasutatakse nii Koreas endas kui ka tarnitakse Hiinasse. Üldiselt võib öelda, et Hiina on suur ja need, kes on meie autodega harjunud, jäävad meie juurde. Aga see ei saa kesta igavesti, me peame arenema, edasi liikuma. Vajame muidugi revolutsiooni tehnoloogias, osa sellest on plaanis, kuid seni pole Venemaa tarbijaid peaaegu üldse. Arendust rahastades ei pea lootma välistarbijatele, nad saavad osta vaid valmisseadmeid.
Oletame, et Venemaa juhid tõesti hoolivad teaduse arengust, teadusel põhinevast tehnoloogiast jne. Oletame, et see on tõsi. Tänapäeval vaidlevad nad sageli nii: me (riik) oleme sellises ja sellises tehnoloogiavaldkonnas erinevatel põhjustel maha jäänud. Investeerigem sinna raha. Reeglina on see tühi asi ehk osutub põhjatuks tünniks, sest kui sul pole kvalifitseeritud meeskonda, kes on harjunud töötama ja tulemusi saavutama, siis pole ka tulemusi. Või teine põhjendus – ostame kõik, kogu tehnika, toome siia ja toodame kõik, mis vaja. See ka praktiliselt ei tööta, sest saate edasijõudnud tehnoloogia peaaegu võimatu. Need kõik on 15-20 aasta tagused tehnoloogiad. Mille kallal nad välismaal esirinnas tegelevad, seda meil muidugi näha ei lasta. Seetõttu on õige toetada oma riigis neid rühmitusi ja organisatsioone, kes juba toodavad maailma üldsusele huvitavaid tulemusi, millel on positiivne ajalugu ja positiivne seisund, ehk nad on maailma mastaabis edasijõudnud. Ja sellistesse organisatsioonidesse peate raha investeerima; tootlus on kohene ja garanteeritud.
Vahepeal luuakse läbimurdetehnoloogiaid, näiteks meie instituudis, seesama elektronkiire kasutav laser, meie teenitud rahaga, mitte sellepärast, et riik tellis ja rahastas meie arendust või käskis seda teha või toetas meie ettevõtmine. Mõistes, et see on kunagi Venemaal nõutud, ehitasime selle ise. Elektron-positroni põrkur VEPP-2000 ehitati sarnaselt - me ei saanud selles osas riigilt midagi fundamentaalteaduse eest. Täna ei kata meie Instituudis riigi poolt teadusele eraldatud vahendid palkasid, kommunaalkulusid jms. Kuidas olukord edasi areneb, on raske öelda.
interfax-russia.ru
Mul oli võimalus külastada maailmakuulsat nimelist INP-d. G.I.Budkera SB RAS. Mida ma seal nägin, võin vaid näidata, installatsioonide ja instituudi enda kohta on üksikasjaliku loo koostanud instituudi teadur Jelena Valerievna Starostina.
(Kokku 68 fotot)
Originaaltekst võetud siit .
Üldiselt on INP-st mitmel põhjusel raske lühidalt rääkida. Esiteks sellepärast, et meie Instituut ei mahu tavapärastesse standarditesse. Tegemist ei ole just fundamentaalteaduse kallal töötava akadeemilise instituudiga, sest sellel on oma toodang, mis on üsna sarnane keskpärasele taimele, aga nüüdisajal korralik taim. Ja selles tehases nad konservidega naelu ei valmista, kuid neil on tehnoloogiad, mida Venemaal lihtsalt pole. Kaasaegsed tehnoloogiad selle sõna kõige täpsemas tähenduses, mitte "80ndate Nõukogude Liidu kaasaegses". Ja see taim on meie oma, mitte selline, kus omanikud on “kusagil väljas” ja me muudkui kogume tooteid hunnikusse.
Nii et see pole mingil juhul akadeemiline instituut.
Aga ka mitte tootmist. Mis toodang see on, kui Instituut peab põhitoodet kõige fundamentaalsemaks tulemuseks ja kogu see imeline tehnoloogiline täitmine ja tootmine on vaid viis selle tulemuse saavutamiseks?
Niisiis, see on ikkagi fundamentaalse profiiliga teadusinstituut?
Aga kuidas on sellega, et BINP viib läbi kõige laiemat valikut sünkrotronkiirguse (edaspidi SR) või vabade elektronide laseriga (edaspidi FEL) seotud eksperimente ja need on kümnete meie instituutide eranditult rakenduslikud katsed? Ja muide, neil pole peaaegu ühtegi muud võimalust selliste katsete läbiviimiseks.
Kas see on siis multidistsiplinaarne instituut?
Jah. Ja palju, palju muud...
See lugu võiks alata instituudi ajaloost. Või tänasest. Installatsioonide või inimeste kirjeldustest. Loost Venemaa teaduse seisust või füüsika saavutustest viimased päevad. Ja ma kõhklesin enne suuna valimist väga kaua, kuni otsustasin kõigest natukene rääkida, siiralt lootes, et kunagi kirjutan rohkem ja postitan selle materjali kuhugi.
Niisiis, INP SB RAS sai nime. G.I.Budkera või lihtsalt Tuumafüüsika Instituut.
Selle asutas 1958. aastal Gersh Itskovich Budker, kelle nimi instituudis oli Andrei Mihhailovitš, jumal teab miks. Ei, muidugi, ta oli juut, juudi nimed ei olnud NSV Liidus teretulnud – see on kõik selge. Kuid ma ei suutnud välja selgitada, miks ütlevad Andrei Mihhailovitš, mitte Nikolai Semenovitš.
Muide, kui kuulete INP-s midagi sellist nagu "Andrei Mihhailovitš ütles...", tähendab see, et Budker ütles.
Ta on instituudi asutaja ja ilmselt, kui mitte tema ja mitte Siber, poleks meil kunagi nii arenenud kiirendifüüsikat olnud. Fakt on see, et Budker töötas Kurtšatovi heaks ja kuulujuttude järgi oli tema jaoks seal lihtsalt kitsas. Ja nad poleks iial lasknud sellel “kiikuda” nii nagu Venemaal, kus alles loodi uusi institutsioone ja avanesid uued suunad. Ja nad poleks talle selles vanuses Moskvas instituuti kohe andnud. Esiteks oleks nad laborijuhataja koha pealt halvasti välja lasknud, siis asedirektor, üldiselt, näe, oleks endast väljas ja lahkunud.
Budker läks Novosibirskisse ja hakkas sealt kutsuma erinevaid silmapaistvaid ja mitte nii silmapaistvaid füüsikuid. Silmapaistvad füüsikud ei tahtnud pagulusse minna, nii et panus tehti noorele koolile, mis asutati kohe. Koolid olid NSU ning selle NSU füüsika- ja muusikakool. Muide, Akadeemias annavad tahvelarvutid FMS-i autorsuse eranditult Lavrentjevile, kuid selle ajaloo elavad tunnistajad, kes praegu elavad Ameerikas ja avaldavad oma memuaare, väidavad, et kooli autoriks oli Budker, kes “müüs”. idee Lavrentjevile mingiks järjekordseks haldussoodustuseks.
Teatavasti ei saanud kaks suurepärast inimest - Budker ja Lavrentjev omavahel pehmelt öeldes kuigi hästi läbi ja see ei peegeldu siiani mitte ainult Akademgorodoki inimeste suhetes, vaid ka selle ajaloo kirjutamises. Vaadake ükskõik millist Teadlaste Majas (DU) toimuvat akadeemilist näitust ja näete hõlpsalt, et tohutust INP arhiivist pole peaaegu ühtegi fotot ja üldiselt räägitakse meie Teaduste Akadeemia suurimast instituudist vähe ( umbes 3 tuhat töötajat) ja NSO kolmas maksumaksja. Pole väga aus, aga nii see on.
Ühesõnaga võlgneme instituudi, selle saavutuste ja atmosfääri Budkerile. Muide, ja tootmine ka. Kunagi nimetati INP-d riigi kõigist instituutidest kõige kapitalistlikumaks – see võis oma tooteid toota ja müüa. Nüüd nimetatakse seda kõige sotsialistlikumaks - lõppude lõpuks läheb kogu teenitud raha ühisesse potti ja sellest jagatakse palkadeks, lepinguteks ja mis kõige tähtsam - teaduslike eksperimentide läbiviimiseks.
See on väga kallis asi. Detektoriga kiirendi töö muutmine (12 tundi) võib maksta sadu tuhandeid rublasid ja suurema osa sellest rahast (92–75%) teenivad BINP töötajad. BINP on ainus instituut maailmas, mis teenib üksinda raha fundamentaalsete füüsikaliste uuringute jaoks. Muudel juhtudel rahastab selliseid asutusi riik, kuid meie riigis - saate aru - kui ootate riigilt abi, ei sure te kauaks.
Kuidas INP raha teenib? Magnetkiirendite süsteemide müük teistesse riikidesse, kes soovivad ise kiirendeid ehitada. Võime uhkusega öelda, et kuulume kindlasti maailma kahe-kolme parima kiirendusrõngaste tootja hulka. Toodame nii vaakumsüsteeme kui ka resonaatoreid. Toodame tööstuslikke kiirendusseadmeid, mis töötavad kümnetes piirkondades väljaspool meie majandust ja aitavad desinfitseerida meditsiiniseadmed, teravilja, tooteid, puhastada õhku ja reovesi, no üldiselt kõik, millele siin keegi tähelepanu ei pööra. BINP toodab näiteks lennujaamades või meditsiiniasutustes inimesi röntgenikiirgust tegevate inimeste jaoks meditsiinilisi kiirendeid ja röntgeniseadmeid. Kui vaatate tähelepanelikult nende skannerite silte, leiate, et need asuvad mitte ainult Novosibirski Tolmachevo lennujaamas, vaid ka pealinnas Domodedovos. BINP teeb kümneid, kui mitte sadu väikeseid tellimusi kõrgtehnoloogiliseks tootmiseks või teaduseks üle kogu maailma. Toodame kiirendeid ja sarnaseid seadmeid USA-le, Jaapanile, Euroopale, Hiinale, Indiale... Ehitasime osa LHC ringist ja olime väga edukad. Vene tellimuste osakaal on siin traditsiooniliselt madal ja me ei saa selle vastu midagi teha - valitsus ei anna raha ja kohalikel võimudel või ettevõtete omanikel lihtsalt ei piisa sellest - tavaliselt ulatub arve miljonite dollariteni. Peame aga ausalt tunnistama, et meil on ka tavalised Venemaa toetused ja lepingud ning nende üle on ka hea meel, sest Instituudil on alati raha vaja.
3. Kiirendi fragment, mida toodab praegu Brookhaveni labori tuumafüüsika instituut (USA)
Meie keskmine palk on naabrite omast väiksem ja selle jaotus ei tundu alati õiglane, kuid enamik iafiste nõustub sellega, sest nad saavad aru, mille kallal nad töötavad ja miks nad keelduvad palka tõstmast. Iga sellesse kantud protsent tähendab, et on maha arvatud käitiste tööpäevad. See on lihtne.
Jah, mõnikord tuleb need täielikult peatada ja ka selliseid juhtumeid on olnud. Kuid õnneks kestsid need vaid kuus kuud.
INP saab endale lubada juhtida kallite luksusmajade ehitamist, kuni osa kortereid läheb töötajatele, saata need töötajad pikkadele välislähetustele, säilitada riigi üht parimat suusabaasi, kus asub “Vene suusarada” toimub igal aastal (muide, baasi ähvardab nüüd sulgemine järjekordse naeruväärse ehitusprojekti tõttu), peab Burmistrovos (“Razliv”) oma puhkekeskust, üldiselt saab ta endale palju asju lubada. Ja kuigi igal aastal räägitakse, et see on liiga raisk, hoiame ikka vastu.
Aga teadus INP-s?
Teadus on keerulisem. BINP-l on neli peamist teaduslikku suunda:
1. elementaarosakeste füüsika - FEP (st millest koosneb meie maailm väga-väga mikrotasandil)
2. kiirendite füüsika (ehk seadmed, mille abil saab sellele mikrotasemele jõuda (või on tänapäeva moodi järgides õigem öelda "nano"? :))
3. plasmafüüsika
4. sünkrotronkiirgusega seotud füüsika.
BINP-s on veel mitmeid valdkondi, eelkõige need, mis on seotud tuuma- ja fototuumafüüsika, meditsiiniliste rakenduste, radiofüüsika ja paljude teiste väiksemate valdkondadega.
4. Paigaldamine Dayton VEPP-3. Kui teile tundub, et see on täielik juhtmete kaos, siis üldiselt on see asjata. Esiteks on VEPP-3 installatsioon, kus lihtsalt ei ole ruumi ja teiseks toimub pildistamine kaablitrassi kõrvalt (see laotakse peale). Lõpetuseks, kolmandaks, Dayton on üks nendest installatsioonidest, mis mõnikord VEPP-3 struktuuri sisse ehitatakse ja seejärel eemaldatakse, s.t. Siin pole lihtsalt mõtet luua globaalseid süsteeme “korra taastamiseks”.
Meil on kaks pidevalt töötavat kiirendit: VEPP-2000 (lühend VEPP, mida sageli kohtab, tähendab "kokkupõrkeid elektron-positronkiirte"), millel töötavad kaks detektorit - KMD ja SND (krüogeenne magnetdetektor ja sfääriline neutraaldetektor) ja VEPP -4M KEDR detektoriga. VEPP-4M kompleks sisaldab veel ühte kiirendit - VEPP-3, kus tehakse SR-ga seotud katseid (VEPP-4-l on ka SR, kuid need on uued jaamad, need on alles lapsekingades, kuigi on viimasel ajal aktiivselt arenenud ja üks viimastest kandidaadiväitekirjadest SIshnikilt kaitsti just selles suunas).
5. SI punker VEPP-3, röntgenfluorestsentselementide analüüsijaam.
6. SI punker VEPP-3, röntgenfluorestsentselementide analüüsijaam.
Lisaks on meil FEL, mis on otseselt loodud töötama terahertskiirgusega kõigile väljastpoolt tulevatele isikutele, kuna BINP pole selle jaoks veel "otset" eesmärki välja mõelnud. Muide, pärast seda ekskursiooni sai teatavaks, et FEL-i juht Nikolai Aleksandrovitš Vinokurov valiti RAS-i korrespondentliikmeks.
Teeme siin oma esimese peatuse selgituste saamiseks (lugejate näpunäidete põhjal). Mis on FEL ehk vabade elektronide laser? Seda pole väga lihtne seletada, kuid eeldame, et teate, et tavalise laseri puhul toimub kiirgus nii: mingit meetodit kasutades kuumutame (ergastame) aine aatomeid niivõrd, et need hakkavad kiirgama. Ja kuna me valime selle kiirguse erilisel viisil, langedes resonantsi kiirguse energiaga (ja seega ka sagedusega), saame laseri. Nii et FEL-is ei ole kiirgusallikaks aatom, vaid elektronkiir ise. Sellest sunnib mööda minema nn wiggler (undulator), kus palju magneteid sunnib kiirt sinusoidis küljelt küljele “tõmblema”. Samal ajal kiirgab see sama sünkrotronkiirgust, mida saab koguda laserkiirguseks. Muutes voolutugevust vingerdajate magnetites või kiire energiat, saame muuta laseri sagedust laias vahemikus, mis on hetkel muul viisil kättesaamatu.
Venemaal pole muid FEL-seadmeid. Aga USAs on need olemas, sellist laserit ehitatakse ka Saksamaal (Prantsusmaa, Saksamaa ja meie instituudi ühisprojekt, maksumus ületab 1 miljard eurot.) Inglise keeles kõlab selline laser nagu FEL - free electronic laser.
8. Elektronpüstol vaba elektron laser
9. Süsteem FEL-i resonaatorite vesijahutuse taseme jälgimiseks
10. FEL-resonaatorid
11. See ja kaks järgmist kaadrit näitavad FEL-i altpoolt vaadatuna (see on riputatud "laest").
14. Oleg Aleksandrovitš Ševtšenko sulgeb LSE saali ukse. Pärast seda, kui löögiga radari kaitseukse (paremal on betoonplokk) piirlüliti käivitub, võib laser tööle hakata.
15. FEL-i juhtimisruum. Laual on prillid kaitseks laserkiirguse eest.
16. Üks FELi jaamadest. Paremal on näha optilisi aluseid, millel on põlenud paberiga paberitükid (keskel tumedad laigud). See on FEL laserkiirguse jälg
17. Haruldane löök. Vana kiire ostsilloskoop FEL-i juhtimisruumis. Selliseid ostsilloskoope on BINP-s vähe alles, kuid kui vaatate, leiate need. Lähedal (vasakul) on täiesti moodne digitaalne Tektronix, aga mis seal huvitavat on?
Meil on plasmafüüsika vallas oma suund, mis on seotud plasma sulgemisega (kus peaks toimuma termotuumareaktsioon) avatud lõksudesse. Sellised püünised on saadaval ainult BINP-s ja kuigi need ei võimalda saavutada "termotuuma" põhiülesannet - juhitava termotuumasünteesi loomist, võimaldavad need märkimisväärset edu selle juhitava termotuuma parameetrite uurimisel. sulandumine.
18. AMBAL installatsioon on ambipolaarne adiabaatiline lõks, mis hetkel ei tööta.
Mida kõigis neis installatsioonides tehakse?
Kui me räägime FEC-st, siis on olukord keeruline. Kõik FEC saavutused Viimastel aastatel on seotud LHC-tüüpi kiirendus-põrgetitega (LHC, nagu kogu maailm seda nimetab, ja LHC - Large Hadron Collider, nagu ainult meie seda nimetame). Need on tohutu energiaga kiirendid – umbes 200 GeV (gigaelektronvolt). Nendega võrreldes on ligi pool sajandit töötanud VEPP-4 oma 4-5 GeV juures vana mees, kus on võimalik piiratud ulatuses uuringuid teha. Ja veelgi enam VEPP-2000, mille energia on vaid umbes 1 GeV.
Pean siin veidi viivitama ja selgitama, mis on GeV ja miks seda palju on. Kui võtame kaks elektroodi ja rakendame nende peale 1-voldise potentsiaalide erinevuse ja seejärel laseme nende elektroodide vahel laetud osakese, omandab see 1 elektronvoldi energia. Seda eraldab tuttavamast džaulist koguni 19 suurusjärku: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
1 GeV energia saamiseks on vaja elektroni lennutrajektoori kohal tekitada 1 gigavoldine kiirenduspinge. LHC-st energia saamiseks peate looma pinge 200 gigavolti (giga on miljard volti, 10 9 või 1 000 000 000 volti). Kujutage ette, mida selleks vaja on. Piisab, kui öelda, et LHC (LHC) toiteallikaks on üks läheduses asuvatest Prantsusmaa tuumaelektrijaamadest.
21. VEPP-2000 kiirendi – senise VEPP-2M kiirendi moderniseerimine. Erinevus eelmisest versioonist on suurem energia (kuni 1 GeV) ja ellu viidud nn ümmarguste talade idee (tavaliselt näeb tala rohkem välja nagu lint kui miski muu). Eelmisel aastal alustas kiirendi tööd pärast pikka rekonstrueerimist.
23. Kontrollruum VEPP-2000.
24. Juhtruum VEPP-2000. Tabeli kohal on kiirendikompleksi skeem.
25. Elektronide ja positronite võimendus BEP VEPP-2000 jaoks
Kuidas saab INP sellest valdkonnast kasu? Nende uurimistöö kõrgeim täpsus. Fakt on see, et elu on üles ehitatud nii, et üha kergemad osakesed aitavad kaasa raskemate sündimisele ja mida täpsemalt me teame nende massienergiat, seda paremini teame panust isegi Higgsi bosoni sünnisse. Seda BINP teebki - saab ülitäpseid tulemusi ja uurib erinevaid haruldasi protsesse, mille “püüdmine” nõuab teadlastelt mitte ainult seadet, vaid ka palju kavalust ja osavust. Ühesõnaga, ajudega, mida veel? Ja selles mõttes paistavad kõik kolm BINP-detektorit hästi silma - KMD, SND ja KEDR (sellel pole nime dekodeerimist)
26. SND on sfääriline neutraaldetektor, mis võimaldab registreerida osakesi, millel pole laengut. Pildil on ta lähedal lõplikule kokkupanekule ja töö alustamisele.
Meie suurim detektor on KEDR. Hiljuti valmis sellel katseseeria, mis võimaldas mõõta elektroniga igas mõttes analoogse nn tau leptoni massi, ainult palju raskemat ja J/Psi osakest, mis on esimene. osakestest, kus "töötab" suuruselt neljas kvark. Ja ma selgitan uuesti. Teatavasti on kvarke kokku kuus - neil on väga ilusad ja isegi eksootilised nimed, millega neid osakesi nimetatakse (ütleme, et “võlu” või “veidrad” osakesed tähendavad, et need sisaldavad vastavalt võlu ja kummalisi kvarke) :
Kvarkide nimedel pole mingit pistmist erinevate asjade tegelike omadustega – teoreetikute meelevaldne fantaasia. Jutumärkides toodud nimed on aktsepteeritud terminite venekeelsed tõlked. Minu mõte on selles, et "ilusat" kvarki ei saa nimetada ilusaks ega ilusaks - terminoloogiline viga. Sellised on keelelised raskused, kuigi t-kvarki nimetatakse sageli lihtsalt tippkvarkiks :)
Niisiis koosnevad kõik meile tuttavad maailma osakesed kahest kõige kergemast kvargist, ülejäänud nelja olemasolu tõestuseks on põrkuvate kiirete kiirendite ja detektorite töö. S-kvargi olemasolu tõestamine polnud lihtne, see tähendas mitme hüpoteesi õigsust korraga ning J/psi avastamine oli silmapaistev saavutus, mis näitas kohe kogu elementaarosakeste uurimismeetodi tohutut lubadust. samal ajal avas meile võimaluse uurida maailmas läbi aegade toimunud protsesse Suur pauk ja mis praegu toimub. “Mustlase” mass pärast KEDR-katset mõõdeti täpsusega, mida ületab vaid elektroni ja neutroniga prootoni masside mõõtmine, s.o. mikromaailma põhiosakesed. See on fantastiline tulemus, mille üle võivad nii detektor kui ka kiirendi veel kaua uhkust tunda.
28. See on KEDR-i detektor. Nagu näete, on see nüüd lahti võetud, see on harukordne võimalus näha, kuidas see seestpoolt välja näeb. Süsteeme remonditakse ja moderniseeritakse pärast pikka tööd, mida tavaliselt nimetatakse "eksperimentaalseks sisenemiseks" ja mis kestab tavaliselt mitu aastat.
29. See on KEDR-i detektor, pealtvaade.
31. KEDR-detektori krüogeenne süsteem, vedela lämmastikuga mahutid, mida kasutatakse KEDR-detektori ülijuhtiva magneti jahutamiseks (see jahutatakse vedela heeliumi temperatuurini, eeljahutatakse vedela lämmastiku temperatuurini).
32. VEPP-4M ringis
Kiirendifüüsika vallas on olukord parem. BINP on üks põrkajate loojaid üldiselt, st. Võime end julgelt pidada üheks kahest instituudist, kus see meetod sündis peaaegu üheaegselt (mõnekuulise vahega). Esimest korda kohtasime ainet ja antiainet nii, et nendega oli võimalik katsetada, selle asemel, et vaadelda just seda antiainet kui midagi hämmastavat, millega ei saa töötada. Jätkuvalt pakume välja ja püüame ellu viia maailmas veel leiduvaid kiirendiideid ning meie spetsialistid viibivad mõnikord väliskeskustes valmis neid ellu viima (meie riigis on see kulukas ja aeganõudev). Pakume välja uued "tehaste" kujundused - võimsad kiirendid, mis võivad iga tala pöörde jaoks "sünnitada" tohutul hulgal sündmusi. Ühesõnaga, siin, kiirendifüüsika vallas, võib BINP julgelt väita, et on maailmatasemel instituut, mis pole kõik need aastad oma tähtsust kaotanud.
Ehitame väga vähe uusi installatsioone ja nende valmimine võtab kaua aega. Näiteks VEPP-5 kiirendi, mis oli kavandatud BINP suurimaks, ehitamine võttis nii kaua aega, et see muutus moraalselt vananenud. Pealegi on loodud pihusti nii hea (ja isegi ainulaadne), et oleks vale seda kasutamata jätta. Seda rõnga osa, mida näete täna, ei kavatseta kasutada mitte VEPP-5 jaoks, vaid kanaliteks osakeste ülekandmiseks VEPP-5 forinjektorist VEPP-2000 ja VEPP-4.
33. VEPP-5 rõnga tunnel on ilmselt suurim seda tüüpi ehitis tänapäeval BINP-s. Selle suurus on selline, et buss võiks siia sõita. Rõngast ei ehitatud rahapuudusel kordagi.
34. Forinjectori fragment - VEPP-3 kanal VEPP-5 tunnelis.
35. Need on Forinjector bypass kanali magnetelementide alused - VEPP2000 (kanalid on täna veel ehitamisel.)
36. VEPP-5 eessüsti LINAC (lineaarkiirendi) ruum
37. See ja järgmine kaader näitavad Foreinjectori magnetilisi elemente
39. Forinjector VEPP-5 lineaarkiirend. Pildistamise lõppu ootavad kompleksis valvetöötaja ja külastajate eest vastutav isik
40. Forinjector jahuti, kuhu sisenevad LINAC-i elektronid ja positronid edasiseks kiirendamiseks ja mõne kiire parameetri muutmiseks.
41. Säilitusjahuti magnetsüsteemi elemendid. Antud juhul neljapoolne objektiiv.
42. Paljud meie Instituudi külalised arvavad ekslikult, et 13. maja, kus asuvad VEPP3, 4, 5 kiirendid, on väga väike. Ainult kaks korrust. Ja nad eksivad. See on tee maa all asuvatele korrustele (nii on radikaitsmist lihtsam teha)
Täna plaanib INP luua niinimetatud c-tau (tse-tau) tehast, millest võib saada viimaste aastakümnete suurim fundamentaalfüüsika projekt Venemaal (kui megaprojekti Venemaa valitsus toetab), tulemused jäävad kahtlemata maailma parimate tasemele. Küsimus on, nagu alati, rahas, mida instituut tõenäoliselt üksi teenida ei suuda. Üks asi on säilitada praeguseid rajatisi ja teha väga aeglaselt uusi asju, teine asi on konkureerida teaduslaboritega, mis saavad täielikku toetust oma riikidelt või isegi sellistelt ühendustelt nagu EL.
Plasmafüüsika vallas on olukord mõnevõrra keerulisem. Seda suunda pole aastakümneid rahastatud, on toimunud tugev spetsialistide väljavool välismaale ja ometi võib ka meie riigi plasmafüüsika leida millega kiidelda.Eelkõige selgus, et plasma turbulents (keerised), mis peaks hävitama selle stabiilsuse, mõnikord vastupidi, aitama hoida seda kindlaksmääratud piirides.
43. Kaks peamist plasmafüüsika installatsiooni - GOL-3 (pildil, mis on tehtud hoone kraanatala kõrguselt) ja GDL (tuleb allpool)
44. Generaatorid GOL-3 (gofreeritud avatud lõks)
45. GOL-3 kiirendi struktuuri fragment, nn peegelrakk.
Miks me vajame plasma kiirendit? See on lihtne – termotuumaenergia saamise ülesandes on kaks peamist probleemi: plasma piiramine keerulise struktuuriga magnetväljadesse (plasma on laetud osakeste pilv, mis püüavad üksteisest eemalduda ja laiali eri suundades) ja selle kiire kuumenemine. termotuumatemperatuurini (kujutage ette – olete teekann enne, kui soojendate 100 kraadi juures mitu minutit, aga siin on vaja mikrosekundeid kuni miljoneid kraadi). BINP püüdis mõlemat probleemi lahendada kiirendustehnoloogiate abil. Tulemus? Kaasaegsetel TOKAMAKidel on plasmarõhk kuni väljasurve suhtes, mida saab säilitada, maksimaalselt 10%, BINP-s avatud püünistes - kuni 60%. Mida see tähendab? Et TOKAMAKis on võimatu läbi viia deuteeriumi + deuteeriumi sünteesi reaktsiooni, seal saab kasutada ainult väga kallist triitiumi. GOL-tüüpi installatsioonis oleks võimalik leppida deuteeriumiga.
46. Peab ütlema, et GOL-3 näeb välja nagu midagi, mis on loodud kas kauges tulevikus või lihtsalt tulnukate poolt. Tavaliselt jätab see kõigile külastajatele täiesti futuristliku mulje.
Liigume nüüd edasi teise plasmapaigaldise juurde BINP-s – GDT (gaas dynamic trap). See plasmalõks ei olnud algusest peale keskendunud termotuumareaktsioonile, see oli ehitatud plasma käitumise uurimiseks.
50. GDL on üsna väike installatsioon, seega mahub see täielikult ühte raami.
Plasmafüüsikal on ka omad unistused, nad tahavad luua uus paigaldus- GDML (m - multi-peegel), selle arendamine algas 2010. aastal, kuid keegi ei tea, millal see lõpeb. Kriis mõjutab meid kõige olulisemal viisil – esimesena kärbitakse kõrgtehnoloogilisi tööstusi ja koos nendega ka meie tellimusi. Rahastuse olemasolul saab installatsiooni luua 4-6 aastaga.
SI vallas jääme (ma räägin Venemaast) ausalt öeldes maha kogu planeedi arenenud osast. Maailmas on tohutult palju SR-allikaid, need on paremad ja võimsamad kui meil. Nendega tehakse tuhandeid, kui mitte sadu tuhandeid töid, mis on seotud kõige uurimisega – alates bioloogiliste molekulide käitumisest kuni füüsika- ja keemiauuringuteni. tahke. Tegelikult on see võimas röntgenikiirguse allikas, mida muul viisil ei saa, seega on kõik aine ehituse uurimisega seotud uuringud SI.
Elu on aga selline, et Venemaal on ainult kolm SR-i allikat, millest kaks on siin valmistatud ja ühe aitasime käivitada (üks asub Moskvas, teine Zelenogradis). Ja ainult üks neist töötab pidevalt eksperimentaalses režiimis - see on "vana hea" VEPP-3, mis ehitati tuhat aastat tagasi. Fakt on see, et SR-i jaoks kiirendi ehitamisest ei piisa. Oluline on ka SI-jaamade seadmete ehitamine, kuid see on midagi sellist, mida mujal pole. Seetõttu eelistavad paljud meie lääneregioonide teadlased saata oma esindaja "kõike valmis tegema", selle asemel, et kulutada tohutuid summasid SI-jaamade loomisele ja arendamisele kuskil Moskva piirkonnas.
55. VEPP-3 ringis
56. See on linnulennul VEPP-4 kompleksi või täpsemalt kolmas poolkorrused. Otse allpool betoonplokid rad.kaitse, nende all - POSITRON ja VEPP-3, siis - sinakas ruum - kompleksi kontrollruum, kust juhitakse kompleksi ja katset.
57. VEPP-3 “pealik”, BINP ja riigi üks vanimaid kiirendifüüsikuid – Svjatoslav Igorevitš Mišnev
INP-s on peaaegu 3000 inimese kohta vaid veidi üle 400 teadustöötaja, sealhulgas kraadiõppurid. Ja te kõik mõistate, et tegemist ei ole masina juures seisva uurimisassistendiga ja uute kiirendusrõngaste jooniseid ei tee ka magistrandid ega tudengid. BINP-s on suur hulk inseneri-tehnilisi töötajaid, kuhu kuulub tohutu projekteerimisosakond, tehnoloogid, elektrikud, raadioinsenerid ja... kümned muud erialad. Meil on suur hulk töölisi (umbes 600 inimest), mehaanikuid, laborante, raadiolaborante ja sadu muid erialasid, millest ma mõnikord isegi ei tea, sest see ei huvita eriti kedagi. Muide, INP on üks neist haruldastest ettevõtetest riigis, mis korraldab igal aastal noorte tööliste - treijate ja freesoperaatorite - konkurssi.
62. BINP tootmine, üks töökodadest. Seadmed on valdavalt vananenud, moodsad masinad asuvad Keemias asuvates töökodades, kus me pole käinud (selline koht on Novosibirskis, nn süsteemide uurimisinstituudi kõrval). Sellel töökojal on ka CNC-masinad, need lihtsalt ei olnud võttel (see on vastus mõnele blogikommentaarile).
Oleme iafistid, üks organism ja see on meie instituudis peamine. Kuigi on muidugi väga oluline, et füüsikud juhiksid kogu tehnoloogilist protsessi. Nad ei saa alati aru materjalidega töötamise üksikasjadest ja keerukusest, kuid nad teavad, kuidas kõik peaks lõppema, ja peavad meeles, et väike rike kuskil töötaja masinas toob kaasa mitme miljoni dollari suuruse paigalduse kuskil meie riigis või maailmas. Ja seetõttu ei pruugi mõni roheline üliõpilane isegi inseneri selgitustest aru saada, aga kui küsitakse “kas sellega saab nõustuda”, raputab ta eitavalt pead, mäletades täpselt, et tal on meetri põhjal vaja viie mikroni täpsust, vastasel juhul on tema paigaldus on kruvitud. Ja siis on tehnoloogide ja inseneride ülesanne välja mõelda, kuidas tema, kurikael, suudab täita oma mõeldamatuid nõudmisi, mis lähevad vastuollu kõige sellega, mida me tavaliselt teeme. Kuid nad leiutavad ja pakuvad ning investeerivad uskumatult palju intelligentsust ja leidlikkust.
63. VEPP-4M kompleksi elektriseadmete eest vastutav hämmingus Aleksander Ivanovitš Žmaka.
64. See kurjakuulutav kaader on filmitud lihtsalt ühes instituudi majas, samas, kus asuvad VEPP-3, VEPP-4 ja VEPP-5 injektor. Ja see tähendab lihtsalt asjaolu, et gaasipedaal töötab ja kujutab endast teatud ohtu.
67. Maailma esimene põrkur, mis ehitati 1963. aastal, et uurida nende kasutamise võimalusi osakeste füüsikalistes katsetes. VEP-1 on ajaloos ainuke põrkur, milles kiired ringlesid ja põrkasid vertikaaltasandil.
68. Instituudi hoonete vahelised maa-alused käigud
Aitäh Elena Põdrale pildistamise korraldamise ja installatsioonide üksikasjalike lugude eest.
6. juuni 2016
60 lasku | 12.02.2016
Veebruaris käisin Novosibirski Akademgorodoki teaduspäevade raames ekskursioonil Tuumafüüsika Instituuti. Selles raportis on kilomeetreid maa-aluseid käike, osakeste kiirendeid, lasereid, plasmageneraatoreid ja muid teaduse imesid.
nime saanud Tuumafüüsika Instituut. G.I. Budkera (BINP SB RAS) on riigi suurim akadeemiline instituut, üks maailma juhtivaid keskusi kõrgenergia- ja kiirendifüüsika, plasmafüüsika ja juhitava termotuumasünteesi valdkonnas. Instituut viib läbi suuremahulisi osakestefüüsika eksperimente, arendab kaasaegseid kiirendeid, intensiivseid sünkrotronkiirguse allikaid ja vaba elektronlasereid. Enamikul oma aladel on instituut Venemaal ainus.
Esimesed seadmed, mida külastaja otse instituudi koridoris kohtab, on VEPP-2M-ga resonaator ja painutusmagnet. Tänapäeval on need muuseumieksponaadid.
Selline näeb välja resonaator. Põhimõtteliselt on see osakeste kiirendaja.
Põrkuvate elektron-positronkiirtega installatsioon VEPP-2M alustas tööd 1974. aastal. Kuni 1990. aastani moderniseeriti seda mitu korda, täiustati sissepritseosa ja paigaldati uued detektorid suure energiaga füüsikakatsete läbiviimiseks.
Pöörlev magnet, mis suunab elementaarosakeste kiirt mööda rõngast läbimiseks kõrvale.
VEPP-2M on üks esimesi põrkajaid maailmas. Elementaarosakeste põrkuvate kiirte põrgamise uuendusliku idee autor oli SB RAS-i tuumafüüsika instituudi esimene direktor - G. I. Budker. Sellest ideest sai revolutsioon suure energiaga füüsikas ja see võimaldas katsetel jõuda põhimõtteliselt uuele tasemele. Nüüd kasutatakse seda põhimõtet kõikjal maailmas, sealhulgas suures hadronipõrgutis.
Järgmine paigaldus on VEPP-2000 kiirendikompleks.
Collider VEPP-2000 - kaasaegne paigaldus põrkuvate elektron-positronkiirtega, mis ehitati BINP SB RAS-is 2000. aastate alguses VEPP-2M rõnga asemel, mis lõpetas edukalt füüsilise programmi. Uuel salvestusrõngal on laiem energiavahemik 160–1000 MeV kiires ja suurusjärgu võrra suurem heledus ehk huvitavate sündmuste arv ajaühikus.
Kõrge heledus saavutatakse esialgse ümmarguste põrkuvate talade kontseptsiooni abil, mis esmakordselt pakuti välja BINP SB RAS-is ja rakendati VEPP-2000-s. KMD-3 ja SND detektorid asuvad kiirte kohtumispunktides. Need salvestavad erinevaid protsesse, mis toimuvad elektroni annihilatsioonil selle antiosakesega – positroniga, näiteks kergete mesonite või nukleon-antinukleonpaaride sünd.
VEPP-2000 loomine, kasutades mitmeid magnetsüsteemi ja kiirdiagnostika süsteemi täiustatud lahendusi, pälvis 2012. aastal maineka auhinna kiirendifüüsika valdkonnas. Wexler.
Juhtruum VEPP-2000. Paigaldust juhitakse siit.
Lisaks arvutiseadmetele kasutatakse selliseid instrumendikappe ka paigalduse jälgimiseks ja juhtimiseks.
Siin on kõik hästi näha, lambipirnidega.
Pärast vähemalt kilomeetri pikkust instituudi koridoride kõndimist jõudsime sünkrotronkiirguse jaama.
Sünkrotronkiirgus (SR) tekib siis, kui suure energiaga elektronid liiguvad kiirendites magnetväljas.
Kiirgusel on number ainulaadsed omadused ja seda saab kasutada ainete uurimisel ja tehnoloogilistel eesmärkidel.
SR-i omadused avalduvad kõige selgemini spektri röntgenikiirguse vahemikus, kiirendid-SR-i allikad on kõige eredamad röntgenikiirguse allikad.
Välja arvatud puhtalt teaduslikud uuringud,SI kasutatakse ka rakendusprobleemide jaoks. Näiteks uute elektroodimaterjalide väljatöötamine liitium-ioonakud elektrisõidukite või uute lõhkeainete jaoks.
Venemaal on SR-i kasutamiseks kaks keskust - Kurchatovi SR-i allikas (KISS) ja Tuumafüüsika Instituudi SB RAS Siberi sünkrotron- ja terahertsikiirguse keskus (SCST). Siberi keskus kasutab SR-kiire VEPP-3 salvestusrõngast ja VEPP-4 elektron-positroni põrkajast.
See kollane kamber on "Plahvatuse" jaam. See uurib lõhkeainete detonatsiooni.
Keskuses on välja töötatud aparatuuribaas proovide ettevalmistamiseks ja sellega seotud uuringuteks.Keskuses töötab umbes 50 teadusrühma Siberi Teaduskeskuse instituutidest ja Siberi ülikoolidest.
Installatsioon on katsetega väga tihedalt koormatud. Töö ei peatu siin isegi öösel.
Kolime teise hoonesse. Tuba koos rauduks ja kiri "Ära sisesta kiirgust" - me oleme siin.
Siin on prototüüp epitermiliste neutronite kiirendiallikast, mis sobib boori neutronite püüdmise teraapia (BNCT) laialdaseks kasutuselevõtuks kliinilises praktikas. Lihtsamalt öeldes on see seade vähi vastu võitlemiseks.
Boori sisaldav lahus süstitakse inimese verre ja boor koguneb vähirakkudesse. Seejärel kiiritatakse kasvajat epitermiliste neutronite vooluga, boori tuumad neelavad neutronid ja tekivad suure energiavabastusega tuumareaktsioonid, mille tagajärjel haiged rakud surevad.
BNCT tehnikat on katsetatud tuumareaktorites, mida on kasutatud neutronite allikana, kuid BNCT juurutamine nendes kliinilisse praktikasse on keeruline. Laetud osakeste kiirendid on nendel eesmärkidel sobivamad, kuna need on kompaktsed, ohutud ja tagavad parema neutronkiire kvaliteedi.
Allpool on veel mõned pildid sellest laborist.
Jääb täielik mulje, et ta on astunud sellise suure tehase töökotta nagu .
Siin töötatakse välja ja toodetakse keerulisi ja ainulaadseid teadusseadmeid.
Eraldi tuleb märkida instituudi maa-alused käigud. Ma ei tea täpselt, kui pikk nende kogupikkus on, aga arvan, et paar metroojaama võiks siia vabalt ära mahtuda. Teadmatul inimesel on neisse väga lihtne ära eksida, kuid töötajad pääsevad nende juurest hiiglaslikus asutuses peaaegu igasse kohta.
Noh, me sattusime "Gofreeritud lõksu" installatsiooni (GOL-3) juurde. See kuulub avatud lõksude klassi, mis on mõeldud subtermonukleaarse plasma piiramiseks välisesse magnetvälja.Plasma kuumutamine käitises toimub relativistlike elektronkiirte süstimisega eelnevalt loodud deuteeriumiplasmasse.
GOL-3 paigaldus koosneb kolmest osast: U-2 kiirendist, põhisolenoidist ja väljundseadmest. U-2 tõmbab plahvatusohtlikult emissioonikatoodilt elektronid ja kiirendab neid ribadioodis energiani, mis on suurusjärgus 1 MeV. Loodud võimas relativistlik kiir surutakse kokku ja süstitakse põhisolenoidi, kus deuteeriumi plasmas tekib kõrge mikroturbulentsi tase ja kiir kaotab kuni 40% oma energiast, kandes selle üle plasma elektronidesse.
Seadme allosas on peamine solenoid ja väljundsõlm.
Ja üleval on U-2 elektronkiire generaator.
Rajatises tehakse eksperimente avatud magnetsüsteemide plasmasulgumise füüsika, elektronkiirte ja plasma kollektiivse interaktsiooni füüsika, võimsate plasmavoogude koosmõju materjalidega, samuti plasmatehnoloogiate väljatöötamisega teadusuuringute jaoks.
Mitme peegliga plasmakinnituse idee pakkusid 1971. aastal välja G. I. Budker, V. V. Mirnov ja D. D. Ryutov. Mitme peegliga lõks on ühendatud peegelrakkude komplekt, mis moodustavad gofreeritud magnetvälja.
Sellises süsteemis jagatakse laetud osakesed kahte rühma: üksikutesse peegelelementidesse püütud osakesed ja transiidil olevad osakesed, mis on püütud ühe peegelelemendi kadukoonusesse.
Installatsioon on suur ja loomulikult teavad selle kõigist komponentidest ja osadest ainult siin töötavad teadlased.
Laseri paigaldus GOS-1001.
Paigaldusse kuuluva peegli peegelduskoefitsient on ligi 100%. Vastasel juhul see kuumeneb ja puruneb.
Ekskursiooni viimane, kuid võib-olla kõige muljetavaldavam, oli Gas Dynamic Trap (GDT). Mulle, teadusest kaugel olevale inimesele, meenutas ta mõnda kosmoselaev montaažitöökojas.
1986. aastal Novosibirski Tuumafüüsika Instituudis loodud GDL installatsioon kuulub avatud lõksude klassi ja on mõeldud plasma hoidmiseks magnetväljas. Siin viiakse läbi katseid kontrollitud termotuumasünteesi (CTF) teemal.
Avatud püünistel põhineva CTS-i oluliseks probleemiks on plasma soojusisolatsioon otsaseinast. Fakt on see, et avatud püünistes, erinevalt suletud süsteemidest, nagu tokamak või stellaraator, voolab plasma lõksust välja ja siseneb plasmavastuvõtjatesse. Sel juhul võivad plasma vastuvõtja pinnalt plasmavoolu toimel eralduvad külmad elektronid tungida tagasi lõksu ja plasmat oluliselt jahutada.
Plasma pikisuunalise piiramise uurimiseks GDT-paigaldises katsetes näidati eksperimentaalselt, et plasmakollektori ees oleva pistiku taga paiknev paisuv magnetväli otstes paisupaagis takistab külmade elektronide tungimist lõksu ja isoleerib tõhusalt plasma otsaseinast.
GDL eksperimentaalse programmi osana Täiskohaga töö plasma stabiilsuse suurendamiseks, plasma ja energia pikikadude vähendamiseks ja mahasurumiseks lõksust, plasma käitumise uurimiseks rajatise erinevates töötingimustes, sihtplasma temperatuuri ja kiirete osakeste tiheduse suurendamiseks. GDL paigaldus on varustatud kõige rohkem kaasaegsed vahendid plasma diagnostika. Enamik neist töötati välja BINP-s ja neid tarnitakse isegi lepingute alusel teistele plasmalaboritele, sealhulgas välismaistele laboritele.
Tuumafüüsika instituudis ja ka siin on laserid kõikjal.
See oli ekskursioon.
Tänan BINP SB RASi Noorte Teadlaste Nõukogu ekskursiooni korraldamise eest ja kõiki BINP töötajaid, kes näitasid ja rääkisid, mida ja kuidas instituudil praegu läheb. Tahaksin avaldada erilist tänu Alla Skovorodinale, Tuumafüüsika Instituudi SB RAS avalike suhete spetsialistile, kes osales vahetult käesoleva raporti teksti kallal töötamisel. Tänud ka sõbrale Ivanile
"Kokkuri põhimõte on lihtne – et aru saada, kuidas asi töötab, tuleb see lõhkuda. Et teada saada, kuidas elektron töötab, tuleb see ka murda. Selleks mõtlesid nad välja masinad, milles elektronid on kiirendatud kolossaalsete energiateni, põrkuvad, annihileeruvad ja muutuvad teisteks osakesteks. See on nagu kaks jalgratast põrkuvad ja autod üksteisest mööda sõidavad," räägib Goldenberg.
Pärast arvukaid pöördeid, läbikäike ja treppe saab jõuda paneelini, millele on joonistatud põrkurite VEPP-3 (ehitatud 1967-1971) ja VEPP-4M (ehitatud 1979, moderniseeritud 90ndate alguses) rõngad. Goldenbergi sõnul on VEPP-3 ümbermõõt 74 m ja VEPP-4M 360 m. „Mida suurem on salvestusseade, seda rohkem energiat see sisse pumbata suudab. See ei tähenda, et üks gaasipedaal on parem ja teine halvem. , lihtsalt saab neile erinevat füüsikat vaadata ja erinevaid katseid teha,” selgitas füüsik. Kokkupõrgete tööd juhitakse juhtimisruumist, külastajaid sinna ei lubata. Töötajate hinnangul juhib kiirendite parameetreid ligikaudu 30 inimest.
Ühes maa-aluses punkris tehakse katseid taladega. Boris Goldenberg teatas, et praegu töötab VEPP-4M juhtseina taga, milles osakesed kirjeldavad staadioni suurusi ringe. Oma silmaga põrkajat muidugi näha ei olnud. "Hoohoidlas on surmavad doosid [kiirgust], seal ei saa olla. Meid kaitseb selle eest meetrikõrgune sein ja koridor, kõik kanalid [sellest] eemaldatakse ja pliiga suletakse, kõik see on kaitstud,” rahustas füüsik.
Rajatisi, millega teadlased punkris töötavad, nimetatakse jaamadeks – igaüks sisaldab katseseadmeid. Põrkuri poolt hajutatud füüsikaosakesi saab kasutada näiliselt kõikjal. Näiteks võimaldab stabiilne kiirgusallikas kalibreerida kosmoseteleskoopide detektoreid. Siin saate "valgustada" tihedat graniiti, et leida selles teemante. Röntgentomograafia ja proovide röntgenmikroskoopia on 50 korda selgemad kui näiteks meditsiiniseadmetel. Teadlaste üks uusimaid arenguid on õrn viis vähi vastu võitlemiseks. Selles katses kiiritatakse nakatunud hiiri pigem võrgukiire kui pideva kiiritusega, et terve kude ei kahjustataks.
Tänase päeva kõige pakilisem projekt on töö uue osakeste kiirendi kallal. Nüüd rahastab instituut töid ise ja on 10 aasta jooksul projekti investeerinud umbes 2 miljardit rubla. Instituudi territooriumil on juba valminud veerand kiirendi maa-aluse osa tunnelist, mille ümbermõõt saab olema 800 m.Direktor Pavel Logatšov hindas projekti kogumaksumuseks ligikaudu 34 miljardit rubla. Teadlased oletavad, et see elektron-positroni põrkur suudab avada maailmale "uut füüsikat".
Natalja Gredina
Novosibirskis asuva kokkupõrke käivituskuupäev on teatavaks tehtud
nimelise Tuumafüüsika Instituudi direktor. G.I. Budker SB RAS (INP SB RAS) Pavel Logatšov teatas, millal võib Novosibirskis alata uue põrkuri ehitamine. Teadlased viitavad sellele, et see elektron-positroni põrkur – Super Charm-Tau tehaseprojekt – suudab avada "uue füüsika" maailm.
Tuumafüüsika Instituut SB RAS tähistab oma 60. aastapäeva
60 aastat tagasi anti sel päeval välja NSV Liidu Ministrite Nõukogu dekreet Novosibirskisse tuumafüüsika instituudi loomise kohta. Tänaseni on see Teaduste Akadeemia osakond üks suuremaid ja edukamaid.
Saksamaa eraldab Novosibirski tuumateadlastele ühiseks teadusarenduseks 30 miljonit eurot
Üheks koostöö näiteks on Hamburgis edukalt arenev röntgenlaseri projekt. See seade, mis aitab ühe valgusvihuga uurida mis tahes aine struktuuri, valmistati Siberi pealinnas.
Materjal Wikipediast – vabast entsüklopeediast
| Liitriik eelarveline teadusasutus "Tuumafüüsika instituut sai nime G.I. Budkeri järgi Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaal" (INP SB RAS) |
|
| G.I. Budker SB RASi nimelise tuumafüüsika instituudi hoone Novosibirski Akademgorodokis (01.03.2002). |
|
| Rahvusvaheline nimi |
Budkeri tuumafüüsika instituut |
|---|---|
| Põhineb | |
| Direktor | |
| Teaduslik direktor | |
| Töötajad |
2900 inimest |
| Aspirantuur |
rohkem kui 60 inimest |
| Asukoht |
NSVL NSVL → Venemaa, Venemaa |
| Juriidiline aadress | |
| Veebisait |
Instituudi asutaja ja esimene direktor oli NSVL Teaduste Akadeemia akadeemik G. I. Budker. Alates tema surmapäevast, alates 1977. aastast, on instituudi direktoriks akadeemik A. N. Skrinsky. 29. aprillil 2015 valiti instituudi direktoriks RAS-i korrespondentliige P. V. Logatšov. A.N. Skrinsky on instituudi teadusdirektor. StruktuurTeaduslikud ja tootmistegevus Instituut toimub nn. Ümarlaud" - Instituudi akadeemiline nõukogu. TegevusedInstituudi põhitegevused fundamentaaluuringute valdkonnas:
Instituudis töötavad installatsioonidPlaneeritudInstituudi osakondlik kuuluvusKirjutage ülevaade artiklist "Tuumafüüsika instituut SB RAS"MärkmedLingid
Tuumafüüsika instituuti SB RAS iseloomustav väljavõte- Kanderaam! – hüüdis kellegi hääl selja tagant.Rostov ei mõelnud, mida tähendab nõudmine kanderaami järele: ta jooksis, püüdes ainult kõigist ees olla; kuid silla enda juures kukkus ta oma jalgu vaatamata viskoossesse, tallatud mudasse ja kukkus komistades kätele. Teised jooksid tema ümber. "Mõlemal pool, kapten," kuulis ta rügemendiülema häält, kes edasi ratsutades seisis võiduka ja rõõmsa näoga hobuse seljas sillast mitte kaugel. Rostov, pühkides määrdunud käsi retuusid, vaatas vaenlasele tagasi ja tahtis kaugemale joosta, uskudes, et mida kaugemale ta edasi läheb, seda parem on. Kuid Bogdanich, kuigi ta ei vaadanud ega tundnud Rostovit ära, karjus talle: - Kes jookseb mööda silda keset? Paremal pool! Juncker, mine tagasi! - karjus ta vihaselt ja pöördus Denisovi poole, kes julgust uhkeldades ratsutas sillalaudadele. - Miks riskida, kapten! "Sa peaksid alla tulema," ütles kolonel. - Ee! ta leiab süüdlase,” vastas Vaska Denisov sadulasse keerates. Vahepeal seisid Nesvitski, Žerkov ja saatjaohvitser koos laskude ees ja vaatasid kas seda väikest kollaste shakode, tumeroheliste nööridega tikitud jakkide ja siniste sääristega inimeste seltskonda, kes kubisesid silla lähedal, siis teisel pool, kl. sinised kapuutsid ja eemalt lähenevad rühmad hobustega, mida võis hõlpsasti tööriistadena ära tunda. Ajas sada tuhat Prantsuse armee Bonaparte'i juhtimisel, keda kohtasid vaenulikud elanikud, kes ei usaldanud enam oma liitlasi, kogesid toidupuudust ja olid sunnitud tegutsema väljaspool kõiki ettenähtavaid sõjatingimusi, taandus Kutuzovi juhtimisel olev 35 tuhandepealine Vene armee kiiruga. mööda Doonau, peatudes seal, kus vaenlane sellest järele jõudis, ja võideldes tagalastegevusega ainult nii kaugele, kui see oli vajalik, et taanduda ilma kaalu kaotamata. Juhtumeid esines Lambachis, Amstetenis ja Melkis; kuid vaatamata vaprusele ja meelekindlusele, mida tunnistas vaenlane ise, kellega venelased sõdisid, oli nende asjade tagajärjeks vaid veelgi kiirem taganemine. Austria väed, kes pääsesid Ulmis vangistamisest ja ühinesid Kutuzoviga Braunaus, mis on nüüdseks Vene armeest eraldatud, ja Kutuzov jäi ainult oma nõrkade, kurnatud jõudude hooleks. Viini kaitsmisele oli võimatu isegi mõelda. Solvava, uue teaduse seaduste järgi sügavalt läbimõeldud asemel – strateegia, sõda, mille plaani kandis Kutuzovile Viinis viibides üle Austria Gofkriegsrat, ainus, peaaegu saavutamatu eesmärk, mis nüüd näis. Kutuzov pidi ilma armeed hävitamata nagu Mack Ulmi all, looma ühenduse Venemaalt tulevate vägedega. |
