Николай Непомнящий – 100 великих достижений СССР (страница 76)
Инжекторный тоннель оказался единственной частью комплекса, готовой на 100 %. Так как плоскость орбиты УНК на 6 метров ниже, чем в У-70, канал оснастили протяженным участком магнитов, обеспечивающим поворот пучка на 64°. Ионно-оптическая система обеспечивала согласование фазового объема пучка, выведенного из У-70, со структурой поворотов тоннеля.
На момент, когда стало понятно, что «денег нет и надо держаться», было разработано и получено все вакуумное оборудование канала инжекции, системы откачки, устройства электропитания, системы управления и контроля. Вакуумная труба из нержавеющей стали, давление в которой составляет менее 10—7 мм ртутного столба, – это основа ускорителя, по ней движутся частицы. Суммарная длина вакуумных камер канала инжекции и двух ступеней ускорителя, каналов вывода и сброса пучка ускоренных протонов должна была составлять около 70 километров.
Был построен зал «Нептун» размером 15 × 60 м2, где должны были располагаться мишени ускорителя и контрольно-измерительное оборудование.
Началось возведение уникального нейтронного комплекса – частицы, разогнанные в УНК, по отдельному тоннелю выводились бы в землю, по направлению к Байкалу, на дне которого установлен специальный детектор. Нейтринный телескоп на озере Байкал до сих пор существует и расположен на расстоянии 3,5 километра от берега, на километровой глубине.
На протяжении всего тоннеля каждые полтора километра были построены подземные залы для размещения крупногабаритного оборудования.
Помимо основного тоннеля был построен еще один, технический, предназначенный для кабелей и труб.
В тоннеле имелись прямолинейные участки для размещения технологических систем ускорителя, обозначенные на схеме как «СПП-1» (сюда попадает пучок частиц из У-70) и «СПП-4» (отсюда выводятся частицы). Они представляли собой протяженные залы диаметром до 9 метров и длиной около 800 метров.
Введенный в строй в 2008 г. БАК оказался современнее и мощнее, окончательно убив идею реанимировать российский коллайдер. Однако просто бросить гигантский комплекс нельзя, и сейчас он представляет собой «чемодан без ручки». Ежегодно из федерального бюджета тратятся деньги на содержание охраны и откачку воды из тоннелей. Средства уходят также на бетонирование многочисленных залазов, притягивающих любителей индустриальной экзотики со всей России.
Последние десять лет предлагаются различные идеи реновации комплекса. В тоннеле можно было бы разместить сверхпроводящий индукционный накопитель, который помогал бы поддерживать стабильность электросети всего Московского региона. Или там можно было бы сделать грибную ферму. Идей много, но все они упираются в отсутствие денег – даже похоронить комплекс и залить полностью бетоном стоит слишком дорого. Пока же невостребованные пещеры науки остаются памятником несбывшейся мечты советских физиков.
Наличие БАК не означает ликвидацию всех остальных коллайдеров. Ускоритель У-70 Института физики высоких энергий и поныне остается крупнейшим действующим в России. Ускоритель тяжелых ионов НИКА строится в подмосковной Дубне. Для физики данная область считается одной из наиболее перспективных.
От мазера к лазеру
История создания лазера берет свое начало в далеких 20‐х прошлого столетия. Именно тогда формировался новый раздел физики – квантовая электроника. Открытие физических принципов квантовой электроники считается одним из самых выдающихся достижений науки прошлого века, а вершиной этого достижения, безусловно, является создание лазера.
Лазер был изобретен Николаем Басовым и Александром Прохоровым. Одновременно с ними изучением и созданием лазера занимались и иностранные ученые, однако именно нашим изобретателям в конечном итоге досталась всемирная слава первооткрывателей. За эту разработку в 1964 г. они удостоились Нобелевской премии.
Появление лазера создало сразу несколько совершенно новых научных дисциплин, а сам Басов, отмечая потенциал своего изобретения, называл его «решением, которое само ищет себе новые задачи».
Сегодня лазер используется во всех отраслях, став важнейшей технологией в истории человечества. Производство точнейших чипов микросхем для компьютеров и смартфонов, сложные хирургические операции, передача и запись информации, изготовление деталей сложнейших механизмов, научные исследования, вооружения – везде широко применяются лазерные технологии. Без этого изобретения современный мир выглядел бы совершенно иначе.
Открытие лазера – одно из важнейших событий XX в. Технология моментально получила широкое применение в самых разных отраслях: науке, медицине, военном деле, промышленности и даже в быту. С его помощью астрономы вычисляют расстояние между космическими объектами, медики проводят сложные операции, а компьютеры считывают информацию с электронных носителей.
История лазера началась в 1916 г., когда Альберт Эйнштейн выдвинул теорию об электромагнитном излучении звезд, тем самым предсказав явление вынужденного излучения, которое лежит в основе работы устройства усиления света. После ряда экспериментальных подтверждений проблемой использования излучения занялись молодые советские ученые Николай Басов и Александр Прохоров.
Для своей лаборатории Прохоров сконструировал экспериментальный ускоритель частиц – синхротрон (устройство большего масштаба работает по принципу адронного коллайдера). Машиной заинтересовались многие из его коллег, однако ученый отказывался отдавать ее другим исследователям. Позже он все же решил расстаться с устройством в обмен на еще одну штатную единицу – подающего надежды аспиранта Николая Басова.
Лазер или мазер?
Здесь следует сразу же сделать оговорку – не следует путать лазер с мазером. Разница между ними примерно такая же, как у мотоцикла с велосипедом: несмотря на то что и тот и другой являются транспортными средствами, имеют два колеса и руль, они все равно обладают отличными друг от друга характеристиками, так как предназначены для разных целей.
Мазер был открыт на шесть лет раньше и является «старшим братом» лазера. Оба относятся к квантовым усилителям излучения, различие между ними лишь в длине генерируемых волн. Названия тоже очень похожи, так как они представляют собой аббревиатуры приборов. MASER – это Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»), а LASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление света с помощью вынужденного излучения»). Мощность мазера довольно мала, поэтому им нельзя ничего разрезать, соединить или осветить.
Основным применением мазера сегодня является соблюдение частоты в системе точного времени. Современный эталон времени – секунда, измеряющая излучение атома цезия-133 при помощи атомных часов. Для поддержания частоты излучения используется водородный мазер. Второе его применение – микроволновый усилитель в радиотелескопах.
Вдохновленные идеей французского ученого, в мае 1952 г. Николай Басов и Александр Прохоров выступили с докладом, который охватил и мазер, и лазер, до изобретения которых оставалось еще около пяти лет. Всего несколькими неделям позже американский физик Джозеф Вебер посвятит публичную лекцию той же самой теме.
Ученые делали открытия практически синхронно, публикуя свои наработки в профессиональных журналах. Первой была статья Вебера, вышедшая в июне 1953 г., а затем появилась более детальная и точная статья Басова и Прохорова – в октябре 1954‐го.