Выберите свой район: Новосибирск
Баган
Барабинск
Бердск
Болотное
Венгерово
Довольное
Здвинск
Искитим
Карасук
Черепаново
Каргат
Колывань
Кольцово
Коченево
Кочки
Краснозерское
Куйбышев
Купино
Кыштовка
Маслянино
Мошково
Новосибирск
Убинское
Обь
Ордынское
Северное
Сузун
Татарск
Тогучин
Усть-Тарка
Чаны
Чистоозерное
Чулым

Загадки Вселенной разгадывают ученые ИЯФ

Загадки Вселенной разгадывают ученые ИЯФ
В этом кольце происходит накопление электронов и позитронов. Фото Алексея Танюшина
«Это фантазия, осуществить которую невозможно!» — так заявляли Гершу Ицковичу Будкеру эксперты, когда он рассказал им о своей идее сталкивать электроны с электронами. Но основатель Института атомной энергии Игорь Васильевич Курчатов поверил ученому, и в Новосибирске построили первый в СССР коллайдер», — рассказал Евгений Солодов, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН. Материал опубликован в газете «Советская Сибирь», № 27 от 3 июля 2019 года.

Сегодня новосибирские ученые отмечают юбилей: сорок лет назад был введен в эксплуатацию электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-4. Тогда, в 1979 году, идея столкнуть электроны с позитронами казалась не менее фантазийной, чем когда-то идея Будкера, ведь нужно было для начала научиться производить эти самые позитроны. Однако сибирские ученые никогда не боялись сложных задач, и в Институте ядерной физики СО РАН изобрели и построили установку по созданию позитронов. У установки ВЭПП-2000 сегодня тоже круглая дата: в 1999 году началась модернизация комплекса, что позволило вывести работу на нем на новый уровень.

Достаточно одного клика

Инжекционный комплекс обеспечивает коллайдеры электронами и позитронами.

— Все начинается с производства интенсивного электронного пучка. Вот из этого катода — маленькой таблеточки, которая разогревается до 1 200 градусов, — мы прилагаемым высоким напряжением извлекаем электроны, — объясняет Данила Никифоров, младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН. — Затем ускоряем этот пучок и ударяем им в специальную позитронную мишень. Оттуда вылетают позитроны, которые отправляются в линейный ускоритель. Если для коллайдера нужны только электроны, то они, минуя мишень, отправляются в ускоритель.

Данный цикл должен повторяться многократно круглые сутки, и для этого нужна стабильная работа комплекса. Поэтому организована непрерывная работа диспетчеров, которые меняются каждые 12 часов.

Мониторная инжекционного комплекса пестрит экранами, на которые выводятся данные со всех систем.

Журналист в роли диспетчера

Задача диспетчера — следить, чтобы нигде не было сбоев. Еще четыре года назад это была поистине адская работа: нужно было вручную задавать параметры для отправки электронов на разные коллайдеры, причем делать это многократно, и одновременно следить за всеми показателями. В 2015 году комплекс был модернизирован, в итоге производительность выросла в разы: если в 2014 году установка производила 800 миллионов позитронов в секунду, то сегодня — 10 миллиардов. А вся работа диспетчера сводится к тому, чтобы в нужное время сделать пару кликов на экране компьютера. С этим справится даже совершенно несведущий в физике человек.

— Нажимайте на эту кнопку, — показывает Данила журналисту, решившему попробовать себя в роли диспетчера. — Все, электрон уже поступил в линейный ускоритель, а теперь направляется в накопитель-охладитель — это следующий этап. Здесь накапливается необходимое количество частиц, и, вращаясь в накопителе, пучок проходит стадию так называемого радиационного затухания и в результате фактически уменьшается в размерах в десять раз — примерно до 1 миллиметра. На все это уходит несколько секунд. Видите, датчики тока загорелись зеленым — это значит, пучок полетел по транспортному каналу к установкам.

Каждое измерение — кусочек пазла

Все эти позитроны и электроны по транспортным каналам поступают на ВЭПП-2000 или ВЭПП-4М.

— Мы с вами стоим над кольцом, которое получает пучок электронов и позитронов, — рассказывает Евгений Солодов, показывая на установки под лестницей. — Их потом инжектируем в коллайдер, там два сгустка встречаются в двух местах, где стоят два детектора, которые регистрируют, что происходит в результате аннигиляции электронов или позитронов. Специалисты ИЯФ СО РАН уже измерили десятки процессов с рождением адронов. Производительность установки и качество наших детекторов позволяет увидеть и измерить даже самые редкие, не встречавшиеся ранее процессы.

Чтобы увидеть прохождение электрона, в транспортном туннеле ставят световые ловушки. Фото Алексея ТАНЮШИНА

Каждое из этих измерений — кусочек пазла в теоретических расчетах физиков, и на основе таких вкладов в будущем они смогут делать надежные предсказания, собрать общую картину мира.

Эксперимент в стиле рок

— По сравнению с ВЭПП-2000 коллайдер ВЭПП-4М работает на более высокой энергии. В эксперименте на детекторе КЕДР коллайдера ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью была измерена величина R в области энергии 1,84–3,72 гигаэлектронвольта. Результаты уже используются в современных теоретических расчетах, что позволяет сделать следующий шаг по точности в проверке Стандартной модели и, возможно, открытию проявлений Новой физики, — объясняет Корнелий Тодышев, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН. — Детектор КЕДР активно работает двадцать лет, и горизонт нашего планирования три-четыре года, а потом физическая программа просто исчерпает себя. В этом смысле нам важно, чтобы была запущена Супер С-Тау фабрика, о которой сегодня много говорят. Мы сможем построить более современный коллайдер, на котором будем проводить эксперименты, которые сегодня невозможны ни у нас, ни в мире.

Пока же в Новосибирске отключили и действующие коллайдеры: каждые 10 месяцев им дают передышку. Экспериментальный сезон физики считают закрытым, и это закрытие они отметили рок-концертом «Рок на высоких энергиях». Это тоже эксперимент: впервые на сцене, установленной на территории ИЯФ, выступили рок-группы города и сотрудники института. Если результаты эксперимента окажутся удачными, решено повторить его и в следующем году.

Вам было интересно?
Подпишитесь на наш канал в Яндекс. Дзен. Все самые интересные новости отобраны там.
Подписаться на Яндекс.Дзен
Оставить свой комментарий
Похожие новости

Экспериментальная станция для подготовки специалистов, которые будут работать на кольцевом источнике фотонов, начала работать в ИЯФ СО РАН. Вчерашние студенты смогут участвовать и в строительстве суперсовременной установки, и в практических экспериментах.

Резонанс
Новости
До старта нового учебного года осталось полторы недели: что происходит на школьных ярмарках? Материал опубликован в газете «Советская Сибирь» №34 от 21 августа 2019 года.
Разговоры о демонтаже скульптурной композиции с четырьмя соболями на Красном проспекте идут почти два года. Недопонятую скульптуру ждут жители Шлюза, но совсем недавно появились и другие желающие. Кольцо на въезде в город со стороны аэропорта Толмачево – еще одно возможное место установки зверей с куполом театра в лапах. А между тем когда-то странная композиция должна была стать фонтаном.

1,4 млн рублей стоит праздничный фестиваль фейерверков на Оби в День города, а сам салют на площади Ленина – 500 тысяч рублей, рассказали VN.ru в департаменте культуры, спорта и молодежной политики мэрии города Новосибирска. Мы поговорили с многократным победителем фестивалей фейерверков, от сибирского до международного уровня, генеральным директором компании «Большой Праздник — Сибирь» Сергеем Семеновым о самых дорогих заказах, китайской пиротехнике и о том, почему нельзя поздравлять рожениц салютами.

Возложение цветов к памятнику Александру Покрышкину, вокальные номера и первый в истории области масштабный автопробег на 1000 км в День Российского флага пройдут 22 августа. Начало мероприятий в Новосибирске запланировано в 10.00.
Плетение венков и котлеты из бобов - в Новосибирске прошел фестиваль экологичного образа жизни. В центре города развернулась зеленая ярмарка, где товары только из натуральных продуктов и материалов. А на площадке для гостей -  мастер-классы и  инсталляции из вторсырья.
12 бегунов-пейсмейкеров помогут участникам Сибирского фестиваля бега-2019, который состоится 7 сентября. Пейсмейкеры оказывают бегунам психологическую помощь – задают нужный темп, а после сходят с дистанции. Таких помощников обычно используют при забегах на большие расстояния.