institut fizica nucleara numit după G.I. Budker SB RAS este cel mai mare institut academic din Rusia, unul dintre centrele de frunte din lume în domeniul fizicii energiilor înalte, fizicii și tehnologia acceleratoarelor, surselor de radiație sincrotron și lasere cu electroni liberi, fizica plasmei și termică controlată. fuziune nucleară. În multe dintre zonele sale, BINP SB RAS este singurul centru din Rusia.
Institutul a fost creat în 1958 în Novosibirsk Academgorodok pe baza Laboratorului de Noi Metode de Accelerare al Institutului de Energie Atomică, condus de G. Budker, condus de I. Kurchatov. Academicianul G. Budker a fost fondatorul și primul director al institutului. Directorul său, Alexander Skrinsky, a spus agenției Interfax-Siberia despre problemele la care lucrează Institutul astăzi.
- Alexander Nikolaevici, cum vedeți perspectivele institutului în contextul schimbărilor care au loc în prezent în știința academică?
- Până acum putem spune că finanțarea noastră este anul urmator nu se va schimba, rămânând la nivelul din acest an. Din punct de vedere istoric, institutul nostru a avut mai mult o componentă extrabugetară prin contracte, participarea la colaborări etc. De exemplu, din 2 miliarde de ruble din bugetul total al Institutului pentru 2013, finanțarea directă a bugetului s-a ridicat la aproximativ 800 de milioane de ruble. Restul vine la noi pentru că facem ce au nevoie de alte centre de cercetare, în principal străine, deși există și comenzi rusești. Și facem lucruri aplicate, după cum se spune, pentru economia națională - medicină, securitate (sisteme de screening în aeroporturi), diverse industrii, atât pentru Rusia, cât și pentru consumatorii străini. Încercăm, desigur, ca dezvoltările noastre aplicate să nu fie un fel de activitate separată, ci să decurgă în mod firesc din ceea ce facem în domeniul științei fundamentale, pentru că pentru noi linia centrală este fizica particule elementareși problemele conexe.
Fizica fundamentală se dezvoltă doar atunci când mergi printr-o țară necunoscută, într-o direcție care nu a fost parcursă de nimeni, și faci, înveți ceva ce alții încă nu știu în acel moment. Este clar că aproape întotdeauna în același timp cineva lucrează la rezolvarea acelorași probleme, puteți rămâne în urmă - dar aceasta este a doua întrebare.
În mod ideal, suntem nevoiți să inventăm și să stăpânim noi tehnologii pentru a aborda fenomene complet noi care nu sunt deloc aplicații practice nu au fost folosite înainte din simplul motiv că aceste fenomene nu au fost descoperite.
De exemplu, radiația sincrotron, ale cărei prime surse artificiale au apărut la mijlocul secolului trecut. Din acel moment, capacitatea de a genera radiații sincrotron a continuat să se îmbunătățească, crescându-i calitatea, luminozitatea, intensitatea, scurtând lungimea de undă, sau mai precis, reglarea acesteia. Sperăm că în următorii ani vom putea construi o nouă sursă de radiație sincrotron a generației, așa cum se spune acum, „3+”. De asemenea, un laser folosește fascicule de electroni de înaltă energie. Produce radiații coerente a căror frecvență poate fi variată și am arătat că acest lucru este posibil. Prima etapă a laserului a fost lansată în 2003, a doua în 2009 și sperăm că a treia etapă va fi lansată în curând. Astăzi, laserul nostru cu electroni liberi depășește semnificativ toate celelalte surse de radiație coerentă din lume în puterea medie a radiației în intervalul de lungimi de undă 40-80 și 110-240 microni. La început, mulți au spus că facem prostii - totuși, acest lucru se întâmplă aproape întotdeauna. Acum laserul este deja folosit, deși nu în tehnologie, ci în alte domenii ale științei - biologie, geologie, chimie. De exemplu, poate fi folosit pentru a separa izotopii de lumină, pentru a lucra cu metamateriale și așa mai departe.
- Cu ce sarcini se confruntă BINP în știința fundamentală?
Dorim să facem un pas foarte mare în creșterea luminozității (performanței) următorului nostru civizor electron-pozitron la o energie relativ scăzută - până la 5 GeV. Puterea acestui ciocnitor ar trebui să fie de aproximativ o mie de ori mai mare decât ceea ce s-a realizat până acum, chiar și mai mare decât Large Hadron Collider. Deși energia ciocnitorului va fi relativ scăzută, sperăm că va oferi răspunsuri la întrebări importante cu care se confruntă nu numai fizica particulelor, ci și cosmologia. Aceste științe, deși foarte diferite în instrumentele lor, sunt necesare unele pentru altele atunci când vine vorba de înțelegerea structurii materiei. Există speranță că guvernul rus, după ce a inclus încă o dată coliderul nostru printre megaproiectele științifice care vor fi susținute de stat, așa cum a anunțat recent ministrul Educației și Științei Dmitri Livanov, va fi consecvent în implementarea acestei decizii. Faptul este că costul total al instalației este de aproximativ 16 miliarde de ruble. Conform standardelor mondiale, acest lucru nu este atât de mult, din care am putut investi aproximativ 15% prin lucrări contractuale efectuate pentru alte centre, industrie din Rusia și alte țări, dar, desigur, este imposibil să implementăm pe deplin proiectul doar pe cont propriu.
- Va supraviețui modelul standard?
Vorbind despre modelul standard ( teoria modernă structura și interacțiunile particulelor elementare - IF), trebuie distinse două puncte: fiabilitatea și completitudinea acesteia. În primul rând, despre fiabilitate.
Modelul standard are o putere predictivă excepțional de puternică. Până acum, în ciuda multor experimente diferite menite să găsească indicii directe sau indirecte ale existenței abaterilor de la Modelul Standard, nu a fost posibilă detectarea acestor abateri la un nivel semnificativ de fiabilitate. În acest sens, experimentele de la Novosibirsk, în primul rând, noul nostru civizor VEPP-2000, sunt un fel de avanpost pentru testarea Modelului Standard - una dintre cele mai mari teorii ale științelor naturale ale secolului XX.
Cu toate acestea, ceea ce se poate spune cu siguranță este că în forma sa actuală, Modelul Standard, ca model care descrie toate interacțiunile fundamentale, este incomplet. Există fenomene în natură, de exemplu, materia întunecată, energia întunecată, care nu sunt descrise de Modelul Standard și pentru a explica acest lucru, acesta (Modelul Standard) trebuie extins. Urmează un volum uriaș munca experimentala, în primul rând în domeniul cosmologiei, astronomiei și, bineînțeles, al fizicii energiilor înalte.
- Cum evoluează activitatea BINP în direcția termonucleară?
Investiții în dezvoltarea de reactoare bazate pe sisteme de confinare a plasmei în buclă deschisă, în care este angajat institutul nostru, în comparație cu investițiile în tokamak-uri (în care plasmă este închisă). câmp electricîntr-o cameră toroidală - IF) în lume este mult mai mică, deci, în general, a avansat mai modest - atât în ceea ce privește parametrii plasmatici, proximitatea lor față de parametrii termonucleari, cât și în ceea ce privește dezvoltarea inginerească și tehnologică a acestei abordări. În principiu, desigur, o reacție termonucleară poate fi obținută într-un mod sau altul, dar principalul și cel mai mult sarcină dificilă– să facă procesul de obținere a acestei energii atractiv din punct de vedere comercial, precum și acceptabil din punct de vedere tehnologic și ecologic.
Din acest punct de vedere, un tokamak comercial este o tehnologie foarte complexă, greu de implementat în practică, iar dacă presupunem că un reactor comercial poate fi implementat pe baza unor sisteme deschise de izolare cu plasmă, atunci acest lucru poate fi vizibil mai ușor, mai ieftin și mai ieftin. mai sigur decât un tokamak.
Este important de menționat că nu suntem singurii care lucrează pe această temă; de exemplu, compania americană Three Alpha Energy se mișcă în aceeași direcție, pentru care realizăm un lot de injectoare puternice de încălzire atomică în gama de megawați.
În ce măsură, după părerea dumneavoastră, rezultatul încălzirii și confinării plasmei într-o capcană gaz-dinamică (GDT), obținut recent la BINP, aduce mai aproape perspectiva unui reactor termonuclear bazat, după cum se spune, pe o „oglindă celulă”?
Într-adevăr, destul de recent, în luna noiembrie a acestui an, la instalația GDL a fost atinsă o temperatură record a electronilor de 400 de electron-volți (4,5 milioane de grade), cu încălzire suplimentară cu microunde (micunde) a plasmei subtermonucleare.
Această creștere a temperaturii (recordul anterior era de aproximativ 250 de electroni-volți) a devenit posibilă datorită cooperării cu Universitatea de Stat din Novosibirsk și Institutul de Fizică Aplicată al Academiei Ruse de Științe (Nijni Novgorod), ca parte a unui megaproiect condus de remarcabilul german. profesorul de știință Manfred Thumm (Karlsruhe). În prezent, a fost folosită doar una dintre sursele de radiații cu microunde pe care le-au dezvoltat; odată cu conectarea celei de-a doua, ne așteptăm la progrese suplimentare în parametrii plasmei (adică o creștere a temperaturii acesteia și a timpului de retenție a plasmei în capcană - IF ).
Rezultatul obținut este un pas important pe calea spre energia termonucleară – confirmă posibilitatea creării unor generatoare de neutroni și reactoare de fuziune nucleară pe baza de capcane deschise, cele mai simple din punct de vedere ingineresc.
- În opinia dumneavoastră, este posibil un proiect termonuclear pur rusesc?
Scara și, în consecință, intensitatea resurselor proiect similar este de așa natură încât nici măcar America nu se angajează să rezolve această problemă, bazându-se doar pe capacitățile interne. Nici tokamak-uri, nici sisteme cu buclă deschisă. Ambele direcții se dezvoltă ca fiind internaționale.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) în construcție în Franța (International Thermonuclear Experimental Reactor este cel mai mare proiect internațional de creare a unui reactor termonuclear experimental la Caradas (Franța) - IF), de exemplu, este deja un proiect cu adevărat global, în care aproape toate participă cele mai dezvoltate țări din punct de vedere științific și tehnologic, inclusiv Rusia, SUA, Japonia, țările europene. Dar dezvoltarea sistemelor deschise de izolare cu plasmă se realizează și în cadrul unor proiecte internaționale, de cooperare și nu naționale. Și nici măcar ideea nu este că, de exemplu, America nu are destui bani de câștigat reactor de fuziune. Probabil că nu vor să-și asume întregul risc de a merge „singuri” pe tot drumul, nefiind siguri de rezultatul final.
În plus, evoluțiile pe care, de exemplu, le avem la institutul nostru, Statele Unite nu le au. Prin urmare, executam lucrari contractuale pentru ei, ei folosesc potentialul nostru stiintific si tehnic pentru a avansa si a obtine rezultate cat mai repede posibil. Deși avem niște rezerve pentru viitor, nu există nicio investiție guvernamentală în sisteme cu buclă deschisă și preluăm comenzi străine pentru a putea îmbunătăți tehnologiile și a găsi noi soluții.
- La ce alte proiecte internaționale participă institutul?
Participarea la proiectul CERN-LHC, adică Large Hadron Collider, continuă. Câteva zeci dintre cercetătorii noștri participă la experimente cu detectoarele ATLAS și LHCb. Luăm un rol destul de important în modernizarea complexului de acceleratoare.
Participăm la crearea unei fabrici B de înaltă luminozitate, un ciocnitor electroni-pozitroni cu un nivel de energie de 10-11 GeV în Japonia.
În Germania, participăm la două proiecte mari - un laser cu impuls scurt care folosește fascicule de electroni de înaltă energie, foarte înalte energie, zeci de GeV, care este construit în apropiere de Hamburg. Se așteaptă să fie cel mai puternic laser cu raze X din lume.
Un alt proiect major din Germania este proiectul FAIR, Facility for Antiprotons and Ions Research, implementat de Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Ionilor Grei din Wickhausen, lângă Darmstadt. Acesta este un ciocnitor cu ioni grei; suntem implicați în dezvoltarea lui de aproximativ 15 ani.
În ambele proiecte din Germania s-au investit serioși bani ruși, mult mai mult decât primește BINP direct de la statul nostru. Acești bani sunt folosiți pentru a comanda echipamente atât pentru laser, cât și pentru FAIR pentru noi și pentru un număr mic de institute rusești.
De ce se face așa, și nu direct - statul investește în noi ca noi, de exemplu, să facem ceva pentru aceste proiecte, aceasta este o întrebare neclară.
ITER nu este structurat exact așa: partea rusă furnizează echipamente ITER, investind bani în institutele noastre - în Kurchatovsky, în al nostru, în unele altele.
Apropo, despre Centrul Științific Kurchatov. Tema unei posibile fuziuni a INP cu acesta a fost eliminată definitiv de pe ordinea de zi?
Discuțiile despre unificare au apărut în vară, când a fost discutată activ reforma Academiei Ruse de Științe. Apoi RAS, cu participarea noastră, a propus să nu se schimbe afilierea departamentală a institutelor și să comande diferite organizații în sens legal, ci să se revină la implementare. program de stat privind crearea de instalații Mega Science.
La un moment dat, șase dintre ele au fost selectate, inclusiv ciocnitorul nostru electroni-pozitroni cu luminozitate mare la o energie relativ scăzută.
Ne place mult mai mult versiunea programului de stat, în primul rând pentru că nu lucrăm doar la acest proiect, ci lucrăm și la alte lucrări. Inclusiv pe subiecte speciale. Și a lua toate acestea și a le îmbina într-un singur lucru este extrem de irațional; unificarea administrativă a tuturor cu toți este greșită. Văd consecințe dăunătoare în faptul că nu există un lider în știință care să știe totul și să înțeleagă totul în toate domeniile. Organizațiile care au un fel de înțelegere reciprocă pot dezvolta un anumit domeniu în comun. În acest domeniu pot interacționa cu unele organizații - aplicate, industriale, iar în alte domenii - cu altele complet diferite.
- A apărut vreo idee în timpul uneia dintre reforme, de exemplu, de a împărți INP în producție și știință în sine?
- Desigur, au fost multe astfel de idei și au apărut în multe etape. Dar în producția noastră, mai exact, în complexul de proiectare și producție, realizăm toate echipamentele noastre noi, care nu pot fi cumpărate nicăieri, de care avem nevoie pentru cercetarea noastră fundamentală și pentru aplicații în alte domenii ale științei și pentru industria, medical, etc.caracter în continuare.
Uite, știința noastră industrială a fost ucisă sau aproape ucisă. Să presupunem că ne putem deconecta partea de proiectare și producție. Și cum va trăi mai bine decât institutele industriale, birourile de proiectare din industrie cu producție la o scară mult mai mare decât avem noi?
Bănuim, iar experiența arată că am supraviețuit și continuăm să fim interesanți atât în străinătate, cât și pe plan intern, și din punct de vedere aplicat pentru că avem întregul lanț - cercetare de baza, cercetare aplicată și dezvoltare, capabilități de proiectare și producție de înaltă tehnologie.
- De ce dezvoltările aplicate ale institutului sunt mai solicitate în străinătate decât în Rusia?
Până în 1990, 85-90% din produsele noastre, și anume acceleratoare industriale, mergeau la Uniunea Sovietică. Pe aceasta a fost construită o întreagă industrie a cablurilor, unde era nevoie de izolație rezistentă la căldură. În anii următori, fabricile au pierdut oportunitatea de a cumpăra ceva nou. Acum, unele întreprinderi care au supraviețuit acestei perioade au început să se dezvolte și au început să cumpere din nou echipamentele noastre. În fiecare an, producem de la 10 la 15 acceleratoare (o astfel de mașină costă de la 500 mii la 2 milioane USD). Acum 20% dintre consumatorii noștri sunt ruși. Sunt puțini consumatori în Kazahstan. Desigur, suntem gata să facem nu doar ceea ce am făcut acum 30 de ani, ci suntem gata să facem lucruri noi. Dar pentru aceasta trebuie să existe comenzi, deoarece a existat o comandă, de exemplu, de la industria electrică pentru producția de cablu rezistent la căldură. Apoi ne-au comandat imediat 15 acceleratoare - asta era în jurul anului 1970. Și pe asta, de fapt, producția noastră a crescut, la vremea aceea nu aveam un accelerator pe care să-l furnizăm, erau mostre, dezvoltări individuale... Dar un accelerator care funcționează la parametri înalți, cu energie suficient de mare, o putere de zeci și sute de kilowați - nu exista așa ceva. Și mai mult, a fost necesar să funcționeze nu pentru noi, ci la fabrică, pentru oameni care, poate, nu înțeleg nimic la fizică, astfel încât să nu funcționeze o zi sau o lună.
Multe dintre acceleratoarele noastre au funcționat timp de 20 de ani, uneori ne comandau piese de schimb, dar mai ales fabricile le operau singure. Apoi a plecat în străinătate, în principal în China. Acum există o problemă cu China. Primul lucru pe care îl fac atunci când primesc noile noastre dispozitive, noile noastre mașini, și nu numai ale noastre, este probabil să le copieze cât mai strict posibil. Le-a luat aproximativ 15 ani să stăpânească acceleratoarele de tip ELV, cele mai răspândite. Acum sunt mai multe acceleratoare care lucrează în China decât au lucrat vreodată în URSS și Rusia - aproximativ 50. Până acum cumpără acceleratoare atât de la proprii producători, cât și de la noi - aproximativ unu la unu. După un timp ne vor înlocui, desigur, cu acceleratoare vechi din China. Dar încearcă să intre pe piața indiană. Le este mai greu să intre în Coreea pentru că producem acceleratoare împreună cu Samsung. Sunt folosite atât în Coreea însăși, cât și furnizate Chinei. În general, China este mare, iar cei care sunt obișnuiți cu mașinile noastre par să rămână cu noi. Dar acest lucru nu poate dura pentru totdeauna, trebuie să ne dezvoltăm, să mergem înainte. Avem nevoie, desigur, de o revoluție în tehnologie, o parte din ea este planificată, dar până acum aproape că nu există consumatori ruși. Nu este nevoie să contați pe consumatorii străini pentru a finanța dezvoltarea, aceștia pot cumpăra doar echipamente gata făcute.
Să spunem că liderilor ruși le pasă cu adevărat de dezvoltarea științei, tehnologiei bazate pe știință și așa mai departe. Să presupunem că acest lucru este adevărat. În ziua de azi se argumentează adesea astfel: noi (țara) rămânem în urmă într-un domeniu al tehnologiei, din mai multe motive. Să investim bani acolo. De regulă, aceasta este o chestiune goală, adică se dovedește a fi un butoi fără fund, pentru că dacă nu ai o echipă calificată care este obișnuită să lucreze și să obțină rezultate, nu vor fi rezultate. Sau un alt raționament - să cumpărăm totul, toată tehnologia, să o aducem aici și să producem tot ce este necesar. De asemenea, practic nu funcționează, pentru că primești tehnologie avansata aproape imposibil. Toate acestea sunt tehnologii de acum 15-20 de ani. La ce lucrează ei în străinătate în prim-plan, noi, desigur, nu vom avea voie să vedem. Prin urmare, este corect să susțineți în țara dumneavoastră acele grupuri și organizații care produc deja rezultate interesante pentru comunitatea mondială, care au o istorie pozitivă și o stare pozitivă în spate, adică sunt avansate la scară globală. Și trebuie să investești bani în astfel de organizații; rentabilitatea va fi imediată și garantată.
Între timp, tehnologiile de ultimă oră, de exemplu, la institutul nostru, același laser care folosește fascicule de electroni, sunt create cu banii pe care i-am câștigat și nu pentru că statul ne-a ordonat și a finanțat dezvoltarea, sau ne-a instruit să o facem sau ne-a susținut. efort. Noi, realizând că acesta va fi într-o zi la cerere în Rusia, l-am construit singuri. Ciocnizorul electron-pozitroni VEPP-2000 a fost construit într-un mod similar - nu am primit nimic de la stat pentru știința fundamentală în acest sens. Astăzi, fondurile alocate de stat pentru știință nu acoperă salariile, utilitățile etc. la Institutul nostru. Este greu de spus cum se va dezvolta situația în continuare.
interfax-russia.ru
Am avut șansa de a vizita renumitul INP care poartă numele. G.I.Budkera SB RAS. Ceea ce am văzut acolo, nu pot decât să arăt; o poveste detaliată despre instalații și despre institut în sine a fost întocmită de Elena Valerievna Starostina, cercetător la institut.
(Total 68 de fotografii)
Textul original preluat de aici .
În general, este dificil să vorbim despre INP pe scurt din mai multe motive. În primul rând, pentru că Institutul nostru nu se încadrează în standardele obișnuite. Acesta nu este tocmai un institut academic care lucrează la știința fundamentală, pentru că are o producție proprie, care este destul de asemănătoare cu o plantă mediocră, dar în timpurile moderne o plantă bună. Și la această fabrică nu fac cuie cu conserve, dar au tehnologii care pur și simplu nu există nicăieri în Rusia. Tehnologii moderne în sensul cel mai precis al cuvântului, și nu în „modernul pentru Uniunea Sovietică a anilor 80”. Și această plantă este a noastră, și nu una în care proprietarii sunt „acolo undeva” și doar colectăm produse într-o grămadă.
Deci, acesta nu este în niciun caz un institut academic.
Dar nici producția. Ce fel de producție este aceasta dacă Institutul consideră că produsul principal este rezultatul cel mai fundamental, iar toată această umplere și producție tehnologică minunată este doar o modalitate de a obține acest rezultat?
Deci, este încă un institut științific cu un profil fundamental?
Dar cum rămâne cu faptul că BINP realizează cea mai largă gamă de experimente legate de radiația sincrotron (în continuare SR) sau laserul cu electroni liberi (în continuare FEL), iar acestea sunt experimente aplicate exclusiv pentru zeci de institute de la noi? Și, apropo, nu au aproape nicio altă oportunitate de a efectua astfel de experimente.
Deci acesta este un institut multidisciplinar?
Da. Si mult, mult mai mult...
Această poveste ar putea începe cu istoria institutului. Sau de azi. Din descrieri ale instalațiilor sau ale oamenilor. Dintr-o poveste despre starea științei ruse sau realizările fizicii ultimele zile. Și am ezitat foarte mult înainte de a alege o direcție, până când m-am hotărât să povestesc puțin despre toate, sperând sincer că cândva voi scrie mai multe și voi posta undeva acest material.
Deci, INP SB RAS numit după. G.I.Budkera sau pur și simplu Institutul de Fizică Nucleară.
A fost fondată în 1958 de Gersh Itskovich Budker, al cărui nume la Institut era Andrei Mihailovici, Dumnezeu știe de ce. Nu, desigur, era evreu, numele evreiești nu erau binevenite în URSS - totul este clar. Dar nu am reușit să aflu de ce spune Andrei Mihailovici și nu Nikolai Semenovici.
Apropo, dacă auziți ceva de genul „Andrei Mihailovici a spus...” la INP, înseamnă că a spus Budker.
El este fondatorul Institutului și probabil, dacă nu pentru el, și dacă nu pentru Siberia, nu am fi avut niciodată o fizică a acceleratoarelor atât de dezvoltată. Faptul este că Budker a lucrat pentru Kurchatov și, potrivit zvonurilor, era pur și simplu înghesuit pentru el acolo. Și nu i-ar fi permis niciodată să „oscieze” așa cum a făcut în Rusia, unde tocmai se creau noi instituții și se deschideau noi direcții. Și nu i-ar fi dat imediat Institutul de la Moscova la acea vârstă. Mai intai l-ar fi facut sa arate rau la functia de sef de laborator, apoi directorul adjunct, in general, vezi, s-ar fi scapat de firea si a plecat.
Budker a mers la Novosibirsk și de acolo a început să invite diverși fizicieni remarcabili și nu atât de proeminenți. Fizicieni remarcabili au fost reticenți să plece în exil, așa că s-a pus pariul pe tânăra școală, care a fost fondată imediat. Școlile erau NSU și Școala de Fizică și Muzică la acest NSU. Apropo, în Academie, tăblițele îi conferă autorul FMS exclusiv lui Lavrentyev, dar martorii vii ai acelei istorii, care acum trăiesc în America și își publică memoriile, susțin că autorul școlii a fost Budker, care a „vândut” ideea lui Lavrentyev pentru un fel de altă concesiune administrativă.
Se știe că doi oameni mari - Budker și Lavrentyev nu s-au înțeles foarte bine unul cu celălalt, cel puțin, iar acest lucru se reflectă încă nu numai în relațiile oamenilor din Akademgorodok, ci și în scrierea istoriei sale. Priviți la orice expoziție academică care are loc în Casa Oamenilor de Știință (DU) și veți vedea cu ușurință că aproape nu există, să zicem, fotografii din imensa arhivă INP și, în general, se vorbește puțin despre cel mai mare institut din Academia noastră de Științe ( aproximativ 3 mii de angajați) , și al treilea contribuabil din NS. Nu prea corect, dar așa este.
Într-un cuvânt, lui Budker îi datorăm Institutul, realizările și atmosfera lui. Apropo, și producția. Pe vremuri, INP era numit cel mai capitalist dintre toate institutele din țară - își putea produce produsele și le vinde. Acum se numește cel mai socialist - la urma urmei, toți banii câștigați intră într-o oală comună și din acesta sunt distribuiți pentru salarii, contracte și, cel mai important, pentru efectuarea de experimente științifice.
Aceasta este o chestiune foarte costisitoare. O schimbare (12 ore) de funcționare a unui accelerator cu un detector poate costa sute de mii de ruble, iar majoritatea acestor bani (de la 92 la 75%) sunt câștigați de angajații BINP. BINP este singurul institut din lume care câștigă singur bani pentru cercetarea fizică fundamentală. În alte cazuri, astfel de instituții sunt finanțate de stat, dar la noi - înțelegeți - dacă așteptați ajutor de la stat, nu veți muri pentru mult timp.
Cum câștigă INP bani? Vânzări de sisteme de acceleratoare magnetice către alte țări care doresc să-și construiască propriile acceleratoare. Putem spune cu mândrie că suntem cu siguranță unul dintre cei mai buni doi sau trei producători de inele de accelerație din lume. Producem atât sisteme de vid, cât și rezonatoare. Producem unități de accelerare industrială care funcționează în zeci de zone din afara economiei noastre, ajutând la dezinfectare Echipament medical, cereale, produse, purifica aerul si ape uzate, ei bine, în general, tot ceea ce nimeni nu dă atenție aici. BINP produce acceleratoare medicale și unități de raze X pentru radiografierea oamenilor, să zicem, în aeroporturi sau instituții medicale. Dacă vă uitați îndeaproape la etichetele de pe aceste scanere, veți descoperi că acestea sunt situate nu numai pe aeroportul Novosibirsk Tolmachevo, ci și foarte mult în capitala Domodedovo. BINP face zeci, dacă nu sute de comenzi mici pentru producție de înaltă tehnologie sau știință în întreaga lume. Producem acceleratoare și echipamente similare pentru SUA, Japonia, Europa, China, India... Am construit o parte din inelul LHC și am avut mare succes. Ponderea comenzilor rusești aici este în mod tradițional scăzută și nu putem face nimic în acest sens - guvernul nu dă bani, iar autoritățile locale sau proprietarii de afaceri pur și simplu nu au suficient de ei - de obicei factura ajunge la milioane de dolari. Cu toate acestea, trebuie să recunoaștem sincer că avem și granturi și contracte obișnuite rusești și ne bucurăm și de ele, pentru că Institutul are mereu nevoie de bani.
3. Un fragment al acceleratorului, care este în prezent produs de Institutul de Fizică Nucleară pentru Laboratorul Brookhaven (SUA)
Salariul nostru mediu este mai mic decât cel al vecinilor, iar repartizarea lui nu pare întotdeauna corectă, dar majoritatea iafiştilor acceptă acest lucru, pentru că înţeleg la ce lucrează şi de ce refuză să-şi mărească salariile. Fiecare procent plasat in el inseamna minus zilele de functionare a instalatiilor. E simplu.
Da, uneori trebuie să-i oprești complet și au fost și astfel de cazuri. Dar, din fericire, au durat doar șase luni.
INP își poate permite să conducă construcția de case de lux scumpe, atâta timp cât unele dintre apartamente merg către angajați, trimite acești angajați în călătorii lungi de afaceri în străinătate, menține una dintre cele mai bune baze de schi din țară, unde „Pista de schi rusească” are loc anual (apropo, baza este acum amenințată cu închiderea din cauza unui alt proiect de construcție ridicol), își menține propriul centru de recreere în Burmistrovo („Razliv”), în general, își poate permite o mulțime de lucruri. Și deși în fiecare an se vorbește că acest lucru este prea risipitor, încă ținem.
Dar știința la INP?
Știința este mai dificilă. Există patru direcții științifice principale ale BINP:
1. fizica particulelor elementare - FEP (adică în ce constă lumea noastră la un nivel foarte, foarte micro)
2. fizica acceleratoarelor (adică dispozitive cu ajutorul cărora se poate ajunge la acest micronivel (sau este mai bine să spunem „nano”, după moda modernă? :))
3. fizica plasmei
4. fizica legata de radiatia sincrotron.
Există mai multe alte domenii la BINP, în special cele legate de fizica nucleară și fotonucleară, aplicații medicale, radiofizică și multe altele mai mici.
4. Instalare Dayton VEPP-3. Dacă vi se pare că acesta este un haos complet de fire, atunci, în general, este în zadar. În primul rând, VEPP-3 este o instalație în care pur și simplu nu există spațiu, iar în al doilea rând, filmarea are loc din partea laterală a traseului cablului (este așezat deasupra). În cele din urmă, în al treilea rând, Dayton este una dintre acele instalații care sunt uneori încorporate în structura VEPP-3 și apoi îndepărtate, adică. Pur și simplu nu are rost să creăm sisteme globale pentru „restabilirea ordinii” aici.
Avem două acceleratoare care funcționează constant: VEPP-2000 (abrevierea VEPP, care va fi des întâlnită, înseamnă „fascice electroni-pozitroni în coliziune”), pe care funcționează două detectoare - KMD și SND (detector magnetic criogenic și detector neutru sferic) și VEPP -4M cu detector KEDR. Complexul VEPP-4M conține un alt accelerator - VEPP-3, unde se desfășoară experimente legate de SR (VEPP-4 are și SR, dar acestea sunt stații noi, sunt încă la început, deși s-au dezvoltat activ recent și tocmai în această direcţie a fost susţinută una dintre disertaţiile ultimului candidat de la SIshniks).
5. SI buncăr VEPP-3, stație de analiză elementară cu fluorescență cu raze X.
6. SI buncăr VEPP-3, stație de analiză elementară cu fluorescență cu raze X.
În plus, avem un FEL, care este proiectat direct să funcționeze cu radiații terahertzi pentru oricine din exterior, deoarece BINP nu a venit încă cu un scop „direct” pentru acesta. Apropo, după această excursie a devenit cunoscut că șeful FEL, Nikolai Aleksandrovich Vinokurov, a fost ales membru corespondent al RAS.
Ne oprim aici pentru clarificări (pe baza sfaturilor de la cititori). Ce este un laser cu electroni liberi sau FEL? Nu este foarte ușor de explicat acest lucru, dar vom presupune că știți că într-un laser convențional, radiația se produce astfel: folosind o anumită metodă, încălzim (excitam) atomii unei substanțe în așa măsură încât încep să emită. Și din moment ce selectăm această radiație într-un mod special, intrând în rezonanță cu energia (și prin urmare frecvența) radiației, obținem un laser. Deci, într-un FEL, sursa de radiație nu este un atom, ci fasciculul de electroni însuși. Este forțat să treacă pe lângă așa-numitul wiggler (undulator), unde o mulțime de magneți forțează fasciculul să „se zvâcnească” dintr-o parte în alta într-o sinusoidă. În același timp, emite aceeași radiație sincrotron, care poate fi colectată în radiații laser. Schimbând puterea curentului în magneții wiggler sau energia fasciculului, putem schimba frecvența laserului într-o gamă largă, care este în prezent de neatins în orice alt mod.
Nu există alte instalații FEL în Rusia. Dar există în SUA, un astfel de laser se construiește și în Germania (un proiect comun al Franței, Germaniei și institutului nostru, costul depășește 1 miliard de euro.) În engleză, un astfel de laser sună ca FEL - laser cu electroni liber.
8. tun cu electroni laser cu electroni liberi
9. Sistem de monitorizare a nivelului apei de răcire a rezonatoarelor pe FEL
10. Rezonatoare FEL
11. Acesta și următoarele două cadre arată FEL, văzut de jos (este suspendat „de tavan”).
14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko închide ușa sălii LSE. După ce se declanșează întrerupătorul de limită de la ușa de protecție a radarului impactat (bloc de beton în partea dreaptă), laserul poate începe să funcționeze.
15. Camera de control FEL. Pe masă sunt ochelari de protecție împotriva radiațiilor laser.
16. Una dintre statiile de pe FEL. În dreapta se văd suporturi optice, pe care sunt bucăți de hârtie cu hârtie arsă (pete întunecate în centru). Aceasta este o urmă de radiație laser FEL
17. Lovitură rară. Un vechi osciloscop fascicul în camera de control FEL. Au mai rămas puține astfel de osciloscoape la BINP, dar dacă te uiți le poți găsi. În apropiere (în stânga) este un Tektronix digital complet modern, dar ce este interesant la el?
Avem propria noastră direcție în domeniul fizicii plasmei, legată de închiderea plasmei (unde ar trebui să aibă loc reacția termonucleară) în capcane deschise. Astfel de capcane sunt disponibile numai la BINP și, deși nu vor permite îndeplinirea sarcinii principale a „termonuclearului” - crearea fuziunii termonucleare controlate, permit progrese semnificative în domeniul cercetării parametrilor acestui termonuclear controlat. fuziune.
18. Instalația AMBAL este o capcană adiabatică ambipolară, momentan nefuncționând.
Ce se face în toate aceste instalații?
Dacă vorbim despre FEC, atunci situația este complicată. Toate realizările FEC anii recenti sunt asociate cu acceleratoare-colisionare de tip LHC (LHC, așa cum îl numește întreaga lume, și LHC - Large Hadron Collider, așa cum îl numim doar noi). Acestea sunt acceleratoare cu energie enormă – aproximativ 200 GeV (gigaelectronvolt). În comparație cu ei, VEPP-4 la 4-5 GeV, care funcționează de aproape o jumătate de secol, este un om bătrân, unde este posibil să se efectueze cercetări într-un interval limitat. Și cu atât mai mult VEPP-2000 cu o energie de doar aproximativ 1 GeV.
Va trebui să zăbovesc puțin aici și să explic ce este GeV și de ce este mult. Dacă luăm doi electrozi și aplicăm o diferență de potențial de 1 volt peste ei și apoi trecem o particulă încărcată între acești electrozi, aceasta va dobândi o energie de 1 electron volt. Este separat de joule mai cunoscut de până la 19 ordine de mărime: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Pentru a obține o energie de 1 GeV, este necesar să se creeze o tensiune de accelerare de 1 gigavolt pe calea de zbor a electronului. Pentru a obține energia de la LHC, trebuie să creați o tensiune de 200 de gigavolți (un giga este un miliard de volți, 109 sau 1.000.000.000 de volți). Ei bine, imaginați-vă mai departe de ce este nevoie pentru asta. Este suficient să spunem că LHC (LHC) este alimentat de una dintre centralele nucleare franceze situate în apropiere.
21. Acceleratorul VEPP-2000 – modernizarea precedentului accelerator VEPP-2M. Diferența față de versiunea anterioară este energia mai mare (până la 1 GeV) și ideea implementată de așa-numitele fascicule rotunde (de obicei fasciculul arată mai mult ca o panglică decât orice altceva). Anul trecut, acceleratorul a început să funcționeze după o lungă perioadă de reconstrucție.
23. Camera de control VEPP-2000.
24. Camera de control VEPP-2000. Deasupra tabelului este o diagramă a complexului accelerator.
25. Booster de electroni și pozitroni BEP pentru VEPP-2000
Cum beneficiază INP de pe urma acestui domeniu? Cea mai mare acuratețe a cercetării lor. Faptul este că viața este structurată în așa fel încât particulele din ce în ce mai ușoare contribuie la nașterea unora mai grele și, cu cât le cunoaștem mai exact masa-energia, cu atât mai bine cunoaștem contribuția la nașterea chiar și a bosonului Higgs. Aceasta este ceea ce face BINP - obține rezultate super-precise și studiază diferite procese rare, a căror „prindere” necesită nu doar un dispozitiv, ci multă viclenie și dexteritate din partea cercetătorilor. Pe scurt, cu creier, ce altceva? Și în acest sens, toate cele trei detectoare BINP ies bine în evidență - KMD, SND și KEDR (nu are decodare a numelui)
26. SND este un detector sferic neutru care vă permite să înregistrați particulele care nu au încărcare. Imaginea îl arată aproape de asamblarea finală și de începerea lucrărilor.
Cel mai mare dintre detectoarele noastre este KEDR. Recent, s-au finalizat o serie de experimente pe el, care au făcut posibilă măsurarea masei așa-numitului lepton tau, care este din toate punctele de vedere analog cu un electron, doar mult mai greu, și particulei J/Psi, prima dintre particulele în care „funcționează” cel de-al patrulea cel mai mare quark. Și o să explic din nou. După cum se știe, există șase quarci în total - au nume foarte frumoase și chiar exotice prin care sunt numite particulele cărora le aparțin (să zicem, particulele „farmec” sau „ciudate” înseamnă că conțin farmec și, respectiv, quarci ciudați) :
Numele quarcilor nu au nimic de-a face cu proprietățile reale ale diferitelor lucruri - o fantezie arbitrară a teoreticienilor. Numele date între ghilimele sunt traduceri în limba rusă acceptate ale termenilor. Ideea mea este că un quark „drăguț” nu poate fi numit frumos sau frumos - o eroare terminologică. Acestea sunt dificultățile lingvistice, deși cuarcul t este adesea numit pur și simplu cuarcul superior :)
Așadar, toate particulele lumii cunoscute pentru noi constau din cei mai ușori doi quarci; dovada existenței celorlalți patru este lucrarea ciocnirii acceleratoarelor și detectorilor fasciculului. Demonstrarea existenței cuarcului s nu a fost ușoară, a însemnat corectitudinea mai multor ipoteze simultan, iar descoperirea lui J/psi a fost o realizare remarcabilă, care a arătat imediat promisiunea enormă a întregii metode de studiere a particulelor elementare și în același timp ne-a deschis calea pentru a studia procesele care au avut loc în lume în timpuri Big bang si ce se intampla acum. Masa „țiganului” după experimentul KEDR a fost măsurată cu o precizie care este depășită doar de măsurarea maselor unui electron și a unui proton cu un neutron, adică. particulele de bază ale microlumii. Acesta este un rezultat fantastic cu care atât detectorul, cât și acceleratorul se pot mândri pentru mult timp de acum încolo.
28. Acesta este detectorul KEDR. După cum puteți vedea, acum este dezasamblat, aceasta este o ocazie rară de a vedea cum arată din interior. Sistemele sunt reparate și modernizate după o perioadă lungă de lucru, care se numește de obicei „intrare experimentală” și durează de obicei câțiva ani.
29. Acesta este detectorul KEDR, vedere de sus.
31. Sistem criogenic al detectorului KEDR, rezervoare cu azot lichid utilizate pentru răcirea magnetului supraconductor al detectorului KEDR (este răcit la temperatura heliului lichid, pre-răcit la temperatura azotului lichid.)
32. În inelul VEPP-4M
În domeniul fizicii acceleratoarelor, situația este mai bună. BINP este unul dintre creatorii de colisionare în general, adică. Ne putem considera cu încredere unul dintre cele două institute în care această metodă s-a născut aproape simultan (cu o diferență de câteva luni). Pentru prima dată, am întâlnit materie și antimaterie în așa fel încât a fost posibil să facem experimente cu ele, mai degrabă decât să observăm această antimaterie ca pe ceva uimitor cu care nu se poate lucra. Încă propunem și încercăm să implementăm idei de acceleratoare care nu există încă în lume, iar specialiștii noștri stau uneori în centre străine gata să întreprindă implementarea lor (la noi acest lucru este costisitor și consuma mult timp). Propunem noi modele de „fabrici” - acceleratoare puternice care pot „da naștere” unui număr mare de evenimente pentru fiecare revoluție a fasciculului. Într-un cuvânt, aici, în domeniul fizicii acceleratoarelor, BINP poate pretinde cu încredere că este un institut de talie mondială care nu și-a pierdut semnificația în toți acești ani.
Construim foarte puține instalații noi și durează mult timp pentru a fi finalizate. De exemplu, acceleratorul VEPP-5, care era planificat să fie cel mai mare de la BINP, a durat atât de mult să fie construit încât a devenit învechit din punct de vedere moral. Mai mult, injectorul creat este atât de bun (și chiar unic) încât ar fi greșit să nu-l folosești. Partea inelului pe care o vedeți astăzi este planificată să fie utilizată nu pentru VEPP-5, ci pentru canalele pentru transferul particulelor de la VEPP-5 pentru injector la VEPP-2000 și VEPP-4.
33. Tunelul pentru inelul VEPP-5 este poate cea mai mare structură de acest tip la BINP astăzi. Dimensiunea sa este de așa natură încât un autobuz ar putea călători aici. Inelul nu a fost niciodată construit din cauza lipsei de fonduri.
34. Fragment al canalului Forinjector - VEPP-3 în tunelul VEPP-5.
35. Acestea sunt suporturi pentru elementele magnetice ale canalului de bypass Forinjector - VEPP2000 (canalele sunt încă în construcție astăzi.)
36. Camera LINAC (acceleratorul liniar) al foreinjectorului VEPP-5
37. Acest cadru și următorul cadru arată elementele magnetice ale Foreinjectorului
39. Acceleratorul liniar al Forinjectorului VEPP-5. Persoana de gardă la complex și responsabilul pentru vizitatori așteaptă sfârșitul fotografierii
40. Stocarea răcitoare pentru injector, unde electronii și pozitronii de la LINAC intră pentru accelerare ulterioară și modificarea unor parametri ai fasciculului.
41. Elemente ale sistemului magnetic al răcitorului de stocare. Lentila cvadrupol în acest caz.
42. Mulți oaspeți ai Institutului nostru cred în mod eronat că clădirea a 13-a, unde se află acceleratoarele VEPP3, 4, 5, este foarte mică. Doar două etaje. Și se înșală. Acesta este drumul până la etajele situate în subteran (este mai ușor să faci protecție împotriva radiațiilor în acest fel)
Astăzi, INP plănuiește să creeze o așa-numită fabrică de c-tau (tse-tau), care ar putea deveni cel mai mare proiect de fizică fundamentală din Rusia din ultimele decenii (dacă megaproiectul este susținut de guvernul rus), cel așteptat rezultatele vor fi, fără îndoială, la nivelul celor mai bune din lume. Întrebarea, ca întotdeauna, este despre bani, pe care Institutul este puțin probabil să-i poată câștiga singur. Una este să menții instalațiile actuale și să faci lucruri noi foarte încet, alta este să concurezi cu laboratoarele de cercetare care primesc sprijin deplin din partea țărilor lor sau chiar din partea asociațiilor precum UE.
În domeniul fizicii plasmei, situația este ceva mai dificilă. Această direcție nu a fost finanțată de zeci de ani, a existat o ieșire puternică de specialiști în străinătate, și totuși fizica plasmei din țara noastră poate găsi și cu ce să se laude.În special, s-a dovedit că turbulența (vârtejurile) plasmei, care ar trebui să-i distrugă stabilitatea, uneori, dimpotrivă, să-l ajute să-l mențină în limitele specificate.
43. Două instalații principale de fizică a plasmei - GOL-3 (în poza luată de la nivelul grinzii macaralei clădirii) și GDL (vor fi mai jos)
44. Generatoare GOL-3 (capcană ondulată deschisă)
45. Fragment al structurii acceleratorului GOL-3, așa-numita celulă oglindă.
De ce avem nevoie de un accelerator pe plasmă? Este simplu - în sarcina de a obține energie termonucleară există două probleme principale: limitarea plasmei în câmpurile magnetice ale unei structuri complicate (plasma este un nor de particule încărcate care se străduiesc să se despartă și să se răspândească în direcții diferite) și încălzirea sa rapidă. la temperaturi termonucleare (imaginați-vă - sunteți un ceainic înainte Încălziți 100 de grade timp de câteva minute, dar aici aveți nevoie de microsecunde până la milioane de grade). BINP a încercat să rezolve ambele probleme folosind tehnologii de accelerare. Rezultat? Pe TOKAMAK-urile moderne, presiunea plasmei la presiunea de câmp care poate fi ținută este de maximum 10%, la BINP în capcane deschise - până la 60%. Ce înseamnă acest lucru? Că în TOKAMAK este imposibil să se efectueze reacția de sinteză deuteriu + deuteriu; acolo poate fi folosit doar tritiu foarte scump. Într-o instalație de tip GOL ar fi posibil să te descurci cu deuteriu.
46. Trebuie spus că GOL-3 arată ca ceva creat fie într-un viitor îndepărtat, fie pur și simplu adus de extratereștri. De obicei, face o impresie complet futuristă asupra tuturor vizitatorilor.
Acum să trecem la o altă instalație de plasmă la BINP - GDT (capcana dinamică a gazelor). De la bun început, această capcană cu plasmă nu a fost concentrată pe reacția termonucleară, a fost construită pentru a studia comportamentul plasmei.
50. GDL este o instalație destul de mică, așa că se potrivește în întregime într-un singur cadru.
Fizica plasmei are și propriile sale vise, ei vor să creeze instalatie noua- GDML (m - multi-oglindă), dezvoltarea sa a început în 2010, dar nimeni nu știe când se va termina. Criza ne afectează în cel mai semnificativ mod - industriile high-tech sunt primele tăiate, iar odată cu ele comenzile noastre. Dacă există finanțare disponibilă, instalația poate fi creată în 4-6 ani.
În domeniul SI, noi (vorbesc despre Rusia) rămânem în urma întregii părți dezvoltate a planetei, să fiu sincer. Există un număr mare de surse SR în lume, sunt mai bune și mai puternice decât ale noastre. Mii, dacă nu sute de mii de lucrări sunt efectuate asupra lor, legate de studiul a tot - de la comportamentul moleculelor biologice până la cercetări în fizică și chimie solid. De fapt, aceasta este o sursă puternică de raze X, care nu poate fi obținută în niciun alt mod, așa că toate cercetările legate de studiul structurii materiei sunt SI.
Cu toate acestea, viața este așa încât în Rusia există doar trei surse SR, dintre care două au fost făcute aici și am ajutat la lansarea uneia (una este situată la Moscova, alta la Zelenograd). Și doar unul dintre ei funcționează constant în modul experimental - acesta este „vechiul bun” VEPP-3, care a fost construit cu o mie de ani în urmă. Cert este că nu este suficient să construiești un accelerator pentru SR. De asemenea, este important să construim echipamente pentru stațiile SI, dar acesta este ceva care nu este disponibil în altă parte. Drept urmare, mulți cercetători din regiunile noastre vestice preferă să trimită un reprezentant „să facă totul gata” decât să cheltuiască sume uriașe de bani pentru crearea și dezvoltarea stațiilor SI undeva în regiunea Moscovei.
55. În inelul VEPP-3
56. Aceasta este o vedere de pasăre a complexului VEPP-4 sau mai precis al treilea etaje mezanin. Chiar mai jos blocuri de beton rad.protecție, sub ele - POSITRON și VEPP-3, apoi - o cameră albăstruie - camera de control a complexului, de unde se controlează complexul și experimentul.
57. „Șeful” VEPP-3, unul dintre cei mai vechi fizicieni acceleratori de la BINP și din țară – Svyatoslav Igorevich Mishnev
La INP, pentru aproape 3000 de oameni, sunt doar puțin mai mult de 400 de lucrători științifici, inclusiv studenți postuniversitari. Și înțelegeți cu toții că nu este un asistent de cercetare care stă la mașină, iar desenele pentru noile inele de accelerare nu sunt făcute nici de absolvenți sau studenți. BINP are un număr mare de lucrători de inginerie și tehnici, care include un departament uriaș de proiectare, tehnologi, electricieni, ingineri radio și... zeci de alte specialități. Avem un număr mare de muncitori (aproximativ 600 de persoane), mecanici, asistenți de laborator, asistenți de laborator radio și alte sute de specialități, despre care uneori nici nu știu, pentru că nimeni nu este deosebit de interesat de asta. Apropo, INP este una dintre acele rare întreprinderi din țară care organizează anual un concurs pentru tinerii muncitori - strungari și moratori.
62. Productie BINP, unul dintre ateliere. Echipamentul este în mare parte depășit, mașinile moderne sunt amplasate în ateliere în care nu am fost, situate în Chemy (există un astfel de loc în Novosibirsk, lângă așa-numitul Institut de Cercetare a Sistemelor). Acest atelier are și mașini CNC, pur și simplu nu au fost incluse în fotografie (acesta este un răspuns la unele comentarii de pe bloguri.)
Suntem iafişti, suntem un singur organism, iar acesta este principalul lucru la Institutul nostru. Deși este foarte important, desigur, ca fizicienii să conducă întregul proces tehnologic. Ei nu înțeleg întotdeauna detaliile și complexitățile lucrului cu materiale, dar știu cum ar trebui să se termine totul și își amintesc că o mică defecțiune undeva pe mașina unui muncitor va duce la o instalare de milioane de dolari undeva în țara noastră sau în lume. Și, prin urmare, un student verde poate nici măcar să nu înțeleagă explicațiile inginerului, dar atunci când este întrebat „poate fi acceptat acest lucru”, el va clătina negativ din cap, amintindu-și exact că are nevoie de o precizie de cinci microni pe baza unui metru, altfel instalarea este înșurubat. Și apoi sarcina tehnologilor și inginerilor este să descopere cum el, răufăcătorul, își poate îndeplini cerințele de neconceput, care contravin a tot ceea ce facem de obicei. Dar ei inventează și oferă și investesc o cantitate incredibilă de inteligență și ingeniozitate.
63. Persoana nedumerită responsabilă pentru echipamentele electrice ale complexului VEPP-4M, Alexander Ivanovich Zhmaka.
64. Această fotografie de rău augur a fost filmată pur și simplu într-una dintre clădirile Institutului, în aceeași în care se află VEPP-3, VEPP-4 și forinjectorul VEPP-5. Și înseamnă pur și simplu faptul că acceleratorul funcționează și prezintă un anumit pericol.
67. Primul ciocnitor din lume, construit în 1963 pentru a studia posibilitățile de utilizare a acestora în experimente în fizica particulelor. VEP-1 este singurul ciocnitor din istorie în care fasciculele au circulat și s-au ciocnit într-un plan vertical.
68. Pasaje subterane între clădirile institutului
Mulțumim Elenei Elk pentru organizarea fotografiei și povești detaliate despre instalații.
6 iunie 2016
60 de lovituri | 12.02.2016
În februarie, ca parte a zilelor științei din Novosibirsk Akademgorodok, am fost într-o excursie la Institutul de Fizică Nucleară. Kilometri de pasaje subterane, acceleratoare de particule, lasere, generatoare de plasmă și alte minuni ale științei în acest raport.
Institutul de Fizică Nucleară poartă numele. G.I. Budkera (BINP SB RAS) este cel mai mare institut academic din țară, unul dintre centrele de vârf din lume în domeniul fizicii și acceleratoarelor de înaltă energie, al fizicii plasmei și al fuziunii termonucleare controlate. Institutul efectuează experimente la scară largă în fizica particulelor, dezvoltă acceleratoare moderne, surse intense de radiație sincrotron și lasere cu electroni liberi. În majoritatea zonelor sale, Institutul este singurul din Rusia.
Primele dispozitive pe care le întâlnește un vizitator chiar pe coridorul institutului sunt un rezonator și un magnet de îndoire cu VEPP-2M. Astăzi sunt exponate de muzeu.
Așa arată rezonatorul. În esență, este un accelerator de particule.
Instalația cu fascicule electroni-pozitroni care se ciocnesc VEPP-2M a început să funcționeze în 1974. Până în 1990, a fost modernizat de mai multe ori, partea de injecție a fost îmbunătățită și au fost instalate noi detectoare pentru efectuarea experimentelor de fizică de înaltă energie.
Un magnet rotativ care deviază un fascicul de particule elementare pentru a trece de-a lungul unui inel.
VEPP-2M este unul dintre primii ciocnitori din lume. Autorul ideii inovatoare de a ciocni fasciculele de particule elementare care se ciocnesc a fost primul director al Institutului de Fizică Nucleară al SB RAS - G. I. Budker. Această idee a devenit o revoluție în fizica energiilor înalte și a permis experimentelor să atingă un nivel fundamental nou. Acum, acest principiu este folosit peste tot în lume, inclusiv la Large Hadron Collider.
Următoarea instalare este complexul de accelerare VEPP-2000.
Collider VEPP-2000 - instalatie moderna cu fascicule electroni-pozitroni care se ciocnesc, construite la BINP SB RAS la începutul anilor 2000 în locul inelului VEPP-2M, care a finalizat cu succes programul fizic. Noul inel de stocare are o gamă mai largă de energie de la 160 la 1000 MeV în fascicul și o luminozitate mai mare de ordin de mărime, adică numărul de evenimente interesante pe unitatea de timp.
Luminozitatea ridicată este obținută utilizând conceptul original de grinzi rotunde care se ciocnesc, propus pentru prima dată la BINP SB RAS și aplicat la VEPP-2000. Detectoarele KMD-3 și SND sunt amplasate la punctele de întâlnire ale fasciculelor. Ele înregistrează diferite procese care au loc în timpul anihilării unui electron cu antiparticula sa - un pozitron, cum ar fi nașterea mezonilor ușori sau a perechilor nucleon-antinucleon.
Crearea VEPP-2000 folosind o serie de soluții avansate în sistemul magnetic și sistemul de diagnosticare a fasciculului în 2012 a fost distinsă cu prestigiosul Premiu în domeniul fizicii acceleratoarelor. Wexler.
Camera de comandă VEPP-2000. Instalarea este controlată de aici.
Pe lângă echipamentele informatice, astfel de dulapuri de instrumente sunt folosite și pentru a monitoriza și controla instalația.
Totul se vede clar aici, cu becuri.
După ce am mers măcar un kilometru pe coridoarele institutului, am ajuns la stația de radiații sincrotron.
Radiația sincrotron (SR) apare atunci când electronii de înaltă energie se mișcă într-un câmp magnetic în acceleratoare.
Radiația are un număr proprietăți uniceși poate fi utilizat pentru cercetarea substanțelor și în scopuri tehnologice.
Proprietățile SR se manifestă cel mai clar în gama de raze X a spectrului; acceleratorii-surse de SR sunt cele mai strălucitoare surse de radiație de raze X.
Cu excepția pură cercetare științifică,SI este folosit și pentru probleme aplicate. De exemplu, dezvoltarea de noi materiale pentru electrozi baterii litiu-ion pentru vehicule electrice sau explozivi noi.
În Rusia există două centre pentru utilizarea SR - Sursa Kurchatov SR (KISS) și Centrul Siberian pentru Radiație Sincrotron și Terahertz (SCST) al Institutului de Fizică Nucleară SB RAS. Centrul siberian folosește fascicule SR de la inelul de stocare VEPP-3 și de la colizionatorul electroni-pozitroni VEPP-4.
Această cameră galbenă este stația „Exploziei”. Studiază detonarea explozivilor.
Centrul are o bază de instrumente dezvoltată pentru pregătirea probelor și cercetările conexe.Centrul angajează aproximativ 50 de grupuri științifice din institutele Centrului Științific Siberian și din universitățile din Siberia.
Instalația este foarte dens încărcată cu experimente. Munca nu se oprește aici nici măcar noaptea.
Ne mutăm într-o altă clădire. Camera cu usa de fierși inscripția „Nu intrați în radiații” - suntem aici.
Iată un prototip al unei surse acceleratoare de neutroni epitermici, potrivită pentru introducerea pe scară largă a terapiei de captare a neutronilor cu bor (BNCT) în practica clinică. Pur și simplu, acest dispozitiv este pentru combaterea cancerului.
O soluție care conține bor este injectată în sângele uman, iar borul se acumulează în celulele canceroase. Apoi, tumora este iradiată cu un flux de neutroni epitermici, nucleii de bor absorb neutronii și au loc reacții nucleare cu eliberare mare de energie, în urma cărora celulele bolnave mor.
Tehnica BNCT a fost testată în reactoare nucleare care au fost folosite ca sursă de neutroni, dar introducerea BNCT în practica clinică în acestea este dificilă. Acceleratoarele de particule încărcate sunt mai potrivite pentru aceste scopuri, deoarece sunt compacte, sigure și oferă o calitate mai bună a fasciculului de neutroni.
Mai jos sunt câteva poze din acest laborator.
Se face impresia completă că a intrat în atelierul unei mari fabrici precum .
Echipamente științifice complexe și unice sunt dezvoltate și fabricate aici.
Separat, trebuie remarcate pasajele subterane ale institutului. Nu știu exact cât de lungă este lungimea lor totală, dar cred că câteva stații de metrou s-ar putea încadra cu ușurință aici. Este foarte ușor pentru o persoană ignorantă să se piardă în ele, dar angajații pot ajunge de la ei în aproape orice loc dintr-o instituție imensă.
Ei bine, am ajuns la instalația „Capcană ondulată” (GOL-3). Face parte din clasa capcanelor deschise pentru limitarea plasmei subtermonucleare într-un câmp magnetic extern.Încălzirea cu plasmă la instalație se realizează prin injectarea de fascicule de electroni relativiști într-o plasmă de deuteriu creată anterior.
Instalația GOL-3 constă din trei părți: acceleratorul U-2, solenoidul principal și unitatea de ieșire. U-2 trage electroni din catodul de emisie explozivă și îi accelerează într-o diodă cu bandă la o energie de ordinul a 1 MeV. Fascicul relativist puternic creat este comprimat și injectat în solenoidul principal, unde apare un nivel ridicat de microturbulență în plasma de deuteriu și fasciculul își pierde până la 40% din energie, transferându-l electronilor din plasmă.
În partea de jos a unității se află solenoidul principal și ansamblul de ieșire.
Și în partea de sus este generatorul de fascicul de electroni U-2.
Facilitatea efectuează experimente privind fizica confinării plasmei în sisteme magnetice deschise, fizica interacțiunii colective a fasciculelor de electroni cu plasma, interacțiunea fluxurilor puternice de plasmă cu materialele, precum și dezvoltarea tehnologiilor cu plasmă pentru cercetarea științifică.
Ideea izolării cu plasmă multi-oglindă a fost propusă în 1971 de G. I. Budker, V. V. Mirnov și D. D. Ryutov. O capcană multi-oglindă este un set de celule oglindă conectate care formează un câmp magnetic ondulat.
Într-un astfel de sistem, particulele încărcate sunt împărțite în două grupe: cele capturate în celule oglindă individuale și cele în tranzit, prinse în conul de pierdere al unei singure celule oglindă.
Instalația este mare și, desigur, numai oamenii de știință care lucrează aici știu despre toate componentele și piesele sale.
Instalare laser GOS-1001.
Oglinda inclusă în instalație are un coeficient de reflexie apropiat de 100%. În caz contrar, se va încălzi și se va sparge.
Ultimul din excursie, dar poate cel mai impresionant, a fost Gas Dynamic Trap (GDT). Mie, o persoană departe de știință, mi-a amintit de unele nava spatialaîn atelierul de asamblare.
Instalația GDL, creată la Institutul de Fizică Nucleară din Novosibirsk în 1986, aparține clasei capcanelor deschise și servește pentru a conține plasmă într-un câmp magnetic. Experimentele pe tema fuziunii termonucleare controlate (CTF) sunt efectuate aici.
O problemă importantă a CTS bazată pe capcane deschise este izolarea termică a plasmei de peretele de capăt. Faptul este că în capcanele deschise, spre deosebire de sistemele închise, cum ar fi un tokamak sau un stellarator, plasma curge din capcană și intră în receptorii de plasmă. În acest caz, electronii reci emiși sub acțiunea unui flux de plasmă de la suprafața receptorului de plasmă pot pătrunde înapoi în capcană și pot răci foarte mult plasma.
În experimentele pentru a studia limitarea longitudinală a plasmei la instalația GDT, s-a demonstrat experimental că câmpul magnetic în expansiune din spatele dopului din fața colectorului de plasmă din rezervoarele de expansiune de capăt previne pătrunderea electronilor reci în capcană și izolează eficient termic. plasma de pe peretele de capăt.
Ca parte a programului experimental GDL, De locuri de muncă cu normă întreagă pentru a crește stabilitatea plasmei, a reduce și a suprima pierderile longitudinale de plasmă și energie din capcană, a studia comportamentul plasmei în diferite condiții de funcționare ale instalației, a crește temperatura plasmei țintă și densitatea particulelor rapide. Instalația GDL este echipată cu cel mai mult mijloace moderne diagnosticul cu plasmă. Cele mai multe dintre ele au fost dezvoltate la BINP și sunt chiar furnizate prin contracte către alte laboratoare de plasmă, inclusiv străine.
Laserele sunt peste tot la Institutul de Fizică Nucleară și aici.
Aceasta a fost excursia.
Aș dori să-mi exprim recunoștința Consiliului Tinerilor Oameni de Știință al BINP SB RAS pentru organizarea excursiei și tuturor angajaților BINP care ne-au arătat și ne-au spus ce și cum face institutul în prezent. Aș dori să-i exprim o recunoștință deosebită lui Alla Skovorodina, specialist în relații publice la Institutul de Fizică Nucleară SB RAS, care a participat direct la lucrările de elaborare a textului acestui raport. Mulțumesc și prietenului meu Ivan
"Principiul ciocnitorului este simplu - pentru a înțelege cum funcționează un lucru, trebuie să-l spargi. Pentru a afla cum funcționează un electron, trebuie și să-l spargi. Pentru a face acest lucru, au venit cu mașini în care electronii sunt accelerat la energii colosale, se ciocnesc, se anihilează și se transformă în alte particule. Este ca și cum două biciclete se ciocnesc și mașini trec una pe lângă cealaltă", spune Goldenberg.
După numeroase cotituri, pasaje și scări, puteți ajunge la un panou pe care sunt desenate inelele colisionarelor VEPP-3 (construit în 1967-1971) și VEPP-4M (construit în 1979, modernizat la începutul anilor '90). Potrivit lui Goldenberg, perimetrul VEPP-3 este de 74 m, iar VEPP-4M este de 360 m. „Cu cât dispozitivul de stocare este mai mare, cu atât poate pompa mai multă energie. Acest lucru nu înseamnă că un accelerator este mai bun și celălalt mai rău. , doar că le poți privi la diferite fizice și poți face diferite experimente”, a explicat fizicianul. Funcționarea colisionarelor este controlată din camera de control; vizitatorii nu au voie acolo. Potrivit estimărilor personalului, parametrii acceleratoarelor sunt controlați de aproximativ 30 de persoane.
Experimentele cu grinzi sunt efectuate într-unul dintre buncărele subterane. Boris Goldenberg a raportat că în acest moment VEPP-4M lucrează în spatele unui perete de plumb, în care particulele descriu cercuri de dimensiunea unui stadion. Desigur, nu a fost posibil să văd ciocnitorul cu proprii mei ochi. "Locul de depozitare conține doze letale [de radiații], nu poți fi acolo. Suntem protejați de ea printr-un perete înalt de un metru și un coridor, toate canalele [din el] sunt îndepărtate și sigilate cu plumb, toate acestea este protejat”, a asigurat fizicianul.
Instalațiile cu care lucrează oamenii de știință în buncăr se numesc stații - fiecare conține echipamente experimentale. Particulele de fizică dispersate de ciocnizor pot fi folosite, se pare, oriunde. De exemplu, o sursă stabilă de radiații face posibilă calibrarea detectorilor pentru telescoape spațiale. Aici puteți „lumina” granit dens pentru a găsi diamante în el. Tomografia cu raze X și microscopia cu raze X a probelor sunt de 50 de ori mai clare decât, de exemplu, pe dispozitivele medicale. Una dintre cele mai recente evoluții ale oamenilor de știință este o modalitate blândă de a lupta împotriva cancerului. În acest experiment, șoarecii infectați sunt iradiați cu un fascicul „de plasă”, mai degrabă decât cu unul continuu, astfel încât țesutul sănătos să nu fie deteriorat.
Cel mai presant proiect pentru astăzi este lucrul la un nou accelerator de particule. Acum, institutul finanțează lucrările în sine și a investit aproximativ 2 miliarde de ruble în proiect de-a lungul a 10 ani. Un sfert din tunelul pentru partea subterană a acceleratorului, a cărui circumferință va fi de 800 m, a fost deja finalizat pe teritoriul institutului.Directorul Pavel Logachev a estimat costul total al proiectului la aproximativ 34 de miliarde de ruble. Oamenii de știință sugerează că acest ciocnitor electroni-pozitroni va fi capabil să deschidă lumii „o nouă fizică”.
Natalya Gredina
A fost anunțată data de lansare a civizorului din Novosibirsk
Director al Institutului de Fizică Nucleară care poartă numele. G.I. Budker SB RAS (INP SB RAS) Pavel Logachev a anunțat când ar putea începe construcția unui nou colisionar la Novosibirsk.Oamenii de știință sugerează că acest civizor electroni-pozitroni - proiectul fabricii Super Charm-Tau - va putea deschide „nouă fizică” pentru lumea.
Institutul de Fizică Nucleară SB RAS sărbătorește cea de-a 60-a aniversare
În urmă cu 60 de ani, în această zi, Consiliul de Miniștri al URSS a emis un decret privind crearea Institutului de Fizică Nucleară din Novosibirsk. Până în prezent, această divizie a Academiei de Științe este una dintre cele mai mari și de succes.
Germania va aloca 30 de milioane de euro oamenilor de știință din Novosibirsk pentru dezvoltări științifice comune
Un exemplu de cooperare este proiectul laser cu raze X, care se dezvoltă cu succes la Hamburg. Acest echipament, care poate ajuta la studiul structurii oricărei substanțe cu un singur fascicul de lumină, a fost fabricat în capitala Siberiei.
Material de pe Wikipedia - enciclopedia liberă
| Stat federal instituție bugetară a științei „Institutul de Fizică Nucleară numit după G.I. Budker Filiala siberiană a Academiei Ruse de Științe” (INP SB RAS) |
|
| Clădirea Institutului de Fizică Nucleară numită după G.I. Budker SB RAS în Novosibirsk Akademgorodok (1 martie 2002). |
|
| Nume internațional |
Institutul Budker de Fizică Nucleară |
|---|---|
| Bazat | |
| Director | |
| Director stiintific | |
| Angajatii |
2.900 de oameni |
| Studii postuniversitare |
peste 60 de persoane |
| Locație |
URSS URSS → Rusia, Rusia |
| Adresa legala | |
| Site-ul web |
Fondatorul și primul director al institutului a fost academician al Academiei de Științe a URSS G. I. Budker. Din ziua morții sale, din 1977, directorul institutului este academicianul A. N. Skrinsky. La 29 aprilie 2015, membru corespondent al RAS P. V. Logachev a fost ales director al institutului. UN. Skrinsky deține funcția de director științific al institutului. Structuraștiințific și activitati de productie Institutul se desfășoară prin așa-numitul „ Masa rotunda" - Consiliul Academic al Institutului. ActivitățiPrincipalele activități ale institutului în domeniul cercetării fundamentale:
Instalații care funcționează la institutPlanificatApartenența departamentală a institutuluiScrieți o recenzie a articolului „Institutul de Fizică Nucleară SB RAS”NoteLegături
Un extras care caracterizează Institutul de Fizică Nucleară SB RAS- Targa! – strigă vocea cuiva din spate.Rostov nu s-a gândit la ce înseamnă cererea de targă: a fugit, încercând doar să fie înaintea tuturor; dar chiar la pod, fără să se uite la picioarele lui, a căzut în noroi vâscos, a călcat în picioare și, poticnându-se, a căzut pe mâini. Alții alergau în jurul lui. „De ambele părți, căpitane”, auzi vocea comandantului regimentului, care, călare înainte, stătea călare, nu departe de pod, cu o față triumfătoare și veselă. Rostov, ștergându-și mâinile murdare de jambiere, s-a uitat înapoi la dușmanul său și a vrut să alerge mai departe, crezând că cu cât merge mai departe, cu atât va fi mai bine. Dar Bogdanici, deși nu s-a uitat și nu l-a recunoscut pe Rostov, a strigat la el: - Cine aleargă de-a lungul mijlocului podului? Pe drumul cel bun! Juncker, întoarce-te! - a strigat supărat și s-a întors către Denisov, care, făcându-și curaj, a urcat călare pe scândurile podului. - De ce să-ți asume riscuri, căpitane! — Ar trebui să coborâți, spuse colonelul. - Eh! va găsi vinovatul, răspunse Vaska Denisov, întorcându-se în şa. Între timp, Nesvițki, Jherkov și ofițerul de alai stăteau împreună în afara împușcăturilor și se uitau fie la acest grup mic de oameni în shakos galbeni, jachete de culoare verde închis brodate cu șnur și jambiere albastre, care roiau lângă pod, apoi pe partea cealaltă, la glugii albastre și grupurile care se apropiau în depărtare cu cai, care puteau fi ușor recunoscuți ca unelte. Urmărit de o sută de mii armata franceza sub comanda lui Bonaparte, întâmpinați de locuitori ostili, nemaiavând încredere în aliații lor, confruntându-se cu o lipsă de hrană și nevoiți să acționeze în afara tuturor condițiilor previzibile de război, armata rusă de treizeci și cinci de mii, sub comanda lui Kutuzov, s-a retras în grabă. coborând Dunărea, oprindu-se acolo unde a fost depășit de inamic și ripostând cu acțiuni de ariergarda, numai cât era necesar pentru a se retrage fără a pierde în greutate. Au fost cazuri la Lambach, Amsteten și Melk; dar, în ciuda curajului și tăriei, recunoscute de însuși dușman, cu care au luptat rușii, consecința acestor afaceri nu a fost decât o retragere și mai rapidă. Trupele austriece, care au scăpat de capturarea la Ulm și s-au alăturat lui Kutuzov la Braunau, acum s-au separat de armata rusă, iar Kutuzov a fost lăsat doar forțelor sale slabe și epuizate. Era imposibil să mă gândesc nici măcar la apărarea Vienei. În loc de o ofensivă, profund gândită, conform legilor noii științe - strategie, război, al cărui plan a fost transferat lui Kutuzov când se afla la Viena de către Gofkriegsrat austriac, singurul obiectiv, aproape de neatins, care părea acum. lui Kutuzov trebuia, fără a distruge armata ca Mack sub Ulm, să se conecteze cu trupele care veneau din Rusia. |
