Senkrofazotron - nedir bu: tanım, çalışma prensibi, uygulama. Senkrofazotron nedir: çalışma prensibi ve elde edilen sonuçlar Senkrofazotronun çalışması prensibine dayanmaktadır.

1957'de SSCB çeşitli alanlarda bilimsel ve teknik bir atılım yaptı: yapay bir Dünya uydusunu başarıyla fırlattı ve bu olaydan birkaç ay önce Dubna'da bir senkrofazotron çalışmaya başladı. Bu nedir ve neden böyle bir kuruluma ihtiyaç duyulur? Bu soru o dönemde sadece SSCB vatandaşlarını değil tüm dünyayı endişelendiriyordu. Elbette bilim camiası bunun ne olduğunu anladılar ama sıradan vatandaşlar bu kelimeyi duyduklarında şaşkına döndüler. Bugün bile çoğu insan, bu kelimeyi birden fazla kez duymuş olmasına rağmen senkrofazotron'un özünü ve ilkesini anlamıyor. Ne tür bir cihaz olduğunu ve ne için kullanıldığını görelim.

Neden bir senkrofazotrona ihtiyacınız var?

Bu kurulum, mikro dünyayı incelemek ve temel parçacıkların yapısını, birbirleriyle etkileşimlerinin yasalarını anlamak için geliştirildi. Biliş yöntemi son derece basitti: parçacığı kırın ve içinde ne olduğunu görün. Ancak bir proton nasıl kırılabilir? Bunun için parçacıkları hızlandıran ve onları hedefe çarpan bir senkrofazotron yaratıldı. İkincisi sabit olabilir, ancak modern Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (eski güzel senkrofazotronun geliştirilmiş bir versiyonudur) hedef hareket ediyor. Burada proton ışınları büyük bir hızla birbirlerine doğru hareket ederek çarpışırlar.

Bu tesisin bilimsel bir atılım yapılmasına, zenginleştirilmiş uranyumdan verimlilik açısından daha üstün, daha güvenli ve çevreye daha az zararlı olacak ucuz kaynaklardan atom enerjisi elde etmek için yeni elementler ve yöntemler keşfetmeye olanak sağlayacağına inanılıyordu.

Askeri hedefler

Elbette askeri hedefler de takip edildi. Atom enerjisinin barışçıl amaçlarla yaratılması saflar için sadece bir bahanedir. Senkrofazotron projesinin "Çok Gizli" damgasıyla ortaya çıkması boşuna değil, çünkü bu hızlandırıcının yapımı yeni bir atom bombası yaratma projesinin bir parçası olarak gerçekleştirildi. Onun yardımıyla, bir bombanın hesaplanması ve yaratılması için gerekli olan gelişmiş bir nükleer kuvvet teorisi elde etmek istediler. Doğru, her şeyin çok daha karmaşık olduğu ortaya çıktı ve bugün bile bu teori eksik.

Basit kelimelerle senkrofazotron nedir?

Özetlemek gerekirse, bu kurulum temel parçacıkların, özellikle de protonların hızlandırıcısıdır. Senkrofazotron, içinde vakum bulunan manyetik olmayan ilmekli bir tüpün yanı sıra güçlü elektromıknatıslardan oluşur. Alternatif olarak mıknatıslar açılır ve yüklü parçacıkları vakum tüpünün içine yönlendirir. Hızlandırıcılar yardımıyla maksimum hıza ulaştıklarında özel bir hedefe gönderilirler. Protonlar ona çarpar, hedefin kendisini kırar ve bu süreçte kendilerini de kırarlar. Parçalar farklı yönlere dağılır ve kabarcık odasında izler bırakır. Bu izleri takip eden bir grup bilim adamı, bunların doğasını analiz ediyor.

Geçmişte de durum böyleydi ancak modern tesislerde (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi) kabarcık odası yerine proton parçaları hakkında daha fazla bilgi sağlayan daha modern dedektörler kullanılıyor.

Kurulumun kendisi oldukça karmaşık ve ileri teknolojidir. Senkrofazotronun modern Büyük Hadron Çarpıştırıcısının "uzak akrabası" olduğunu söyleyebiliriz. Aslında mikroskobun bir analogu olarak adlandırılabilir. Bu cihazların her ikisi de mikrokozmosu incelemek için tasarlanmıştır, ancak çalışma prensibi farklıdır.

Cihaz hakkında daha fazla bilgi

Yani senkrofazotron'un ne olduğunu zaten biliyoruz ve ayrıca burada parçacıklar muazzam hızlara kadar hızlandırılıyor. Anlaşıldığı üzere, protonları muazzam bir hıza hızlandırmak için yüz milyarlarca voltluk bir potansiyel farkı yaratmak gerekiyor. Ne yazık ki bunu yapmak insanoğlunun gücünün ötesinde olduğundan, parçacıkları yavaş yavaş dağıtma fikri ortaya çıktı.

Kurulumda parçacıklar bir daire içinde hareket ediyor ve her devirde enerjiyle beslenerek ivme kazanıyorlar. Ve bu tür bir şarj küçük olmasına rağmen, milyonlarca devir için gerekli enerjiyi kazanabilirsiniz.

Senkrofazotronun çalışması bu prensibe dayanmaktadır. Küçük değerlere dağılmış temel parçacıklar, mıknatısların bulunduğu tünele fırlatılır. Halkaya dik bir manyetik alan oluştururlar. Birçoğu yanlışlıkla bu mıknatısların parçacıkları hızlandırdığına inanıyor, ancak aslında durum böyle değil. Yalnızca yörüngelerini değiştirerek onları bir daire içinde hareket etmeye zorlarlar, ancak hızlandırmazlar. Hızlanmanın kendisi belirli hızlanma aralıklarında gerçekleşir.

Parçacık Hızlandırması

Böyle bir hızlanma aralığı, yüksek frekansta enerji verilen bir kapasitördür. Bu arada, bu kurulumun tüm işleyişinin temeli budur. Bir proton ışını, içindeki voltajın sıfır olduğu anda belirli bir kapasitöre uçar. Parçacıklar kapasitörden geçerken voltajın artma zamanı olur ve bu da parçacıkları harekete geçirir. Alternatif voltajın frekansı, parçacığın halka etrafındaki dönüş frekansına eşit olacak şekilde özel olarak seçildiğinden, bir sonraki dairede bu tekrarlanır. Sonuç olarak protonlar eş zamanlı ve aynı fazda hızlandırılır. Bu nedenle adı senkrofazotrondur.

Bu arada, bu hızlandırma yönteminin belirli bir faydalı etkisi var. Bir proton ışını aniden gerekli hızdan daha hızlı uçarsa, negatif voltaj değerinde hızlanan boşluğa uçar ve bu da onu biraz yavaşlatır. Hareket hızı daha düşükse etki tam tersi olacaktır: parçacık hızlanır ve ana proton demetini yakalar. Sonuç olarak, yoğun ve kompakt bir parçacık demeti aynı hızda hareket eder.

Sorunlar

İdeal olarak parçacıklar mümkün olan en yüksek hıza kadar hızlandırılmalıdır. Ve eğer protonlar her daire üzerinde gittikçe daha hızlı hareket ediyorsa, neden mümkün olan maksimum hıza kadar hızlandırılamıyorlar? Birkaç sebep var.

Birincisi, enerjideki bir artış parçacıkların kütlesinde bir artış anlamına gelir. Ne yazık ki, görecelik yasaları hiçbir elementin ışık hızının üzerine çıkmasına izin vermiyor. Senkrofazotronda protonların hızı pratik olarak ışık hızına ulaşır ve bu da kütlelerini büyük ölçüde artırır. Sonuç olarak, onları yarıçaplı dairesel bir yörüngede tutmak zorlaşır. Okuldan bu yana, manyetik alandaki parçacıkların hareket yarıçapının kütleyle ters orantılı, alanın büyüklüğüyle doğru orantılı olduğu biliniyor. Ve parçacıkların kütlesi büyüdüğü için yarıçapın arttırılması ve manyetik alanın güçlendirilmesi gerekir. Bu koşullar, günümüzde bile teknolojiler sınırlı olduğundan, araştırma koşullarının uygulanmasında sınırlamalar yaratmaktadır. Şu ana kadar birkaç Tesla'nın üzerinde indüksiyona sahip bir alan yaratmak mümkün olmadı. Bu nedenle çok uzun tüneller yaparlar, çünkü büyük yarıçapla ağır parçacıklar büyük hızlarda manyetik alanda tutulabilir.

İkinci problem ise daire içinde ivmeli harekettir. Belli bir hızla hareket eden bir yükün enerji yaydığı yani kaybettiği bilinmektedir. Sonuç olarak, parçacıklar hızlanma sırasında sürekli olarak enerjinin bir kısmını kaybederler ve hızları ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla enerji harcarlar. Bir noktada hızlanma bölümünde alınan enerji ile devir başına aynı miktardaki enerji kaybı arasında bir denge oluşur.

Senkrofazotronda yürütülen araştırma

Şimdi senkrofazotronun çalışmasının altında hangi prensibin yattığını anlıyoruz. Bir takım araştırmaların ve keşiflerin yapılmasına izin verdi. Özellikle bilim adamları hızlandırılmış döteronların özelliklerini, çekirdeklerin kuantum yapısının davranışını, ağır iyonların hedeflerle etkileşimini inceleyebildiler ve ayrıca uranyum-238'in kullanımına yönelik bir teknoloji geliştirdiler.

Testler sırasında elde edilen sonuçların uygulanması

Bu alanlarda elde edilen sonuçlar şu anda uzay aracı yapımında, nükleer enerji santrallerinin tasarımında ve ayrıca özel ekipman ve robot teknolojisinin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Bütün bunlardan, senkrofazotron'un bilime katkısının abartılması zor bir cihaz olduğu sonucu çıkıyor.

Çözüm

Bu tür tesisler 50 yıldır bilimin yararına hizmet ediyor ve dünyanın her yerindeki bilim insanları tarafından aktif olarak kullanılıyor. Daha önce oluşturulmuş senkrofazotron ve buna benzer tesisler (bunlar yalnızca SSCB'de yaratılmadı) evrim zincirinin yalnızca bir halkasıdır. Bugün daha gelişmiş cihazlar ortaya çıkıyor: Muazzam enerjiye sahip olan Nüklotronlar.

Bu tür cihazlar arasında en gelişmişlerinden biri Büyük Hadron Çarpıştırıcısıdır. Senkrofazotronun çalışmasının aksine, iki parçacık ışınını zıt yönlerde çarpıştırır, bunun sonucunda çarpışmadan salınan enerji, senkrofazotrondaki enerjiden birçok kez daha fazladır. Bu, temel parçacıkların daha doğru bir şekilde incelenmesi için fırsatlar yaratır.

Belki şimdi senkrofazotronun ne olduğunu ve neden ona ihtiyaç duyulduğunu anlamalısınız. Bu kurulum bir dizi keşif yapmayı mümkün kıldı. Bugün ondan bir elektron hızlandırıcı yapıldı ve şu anda FIAN'da çalışıyor.

Senkrofazotron nedir?

Öncelikle tarihi biraz araştıralım. Bu cihaza duyulan ihtiyaç ilk olarak 1938'de ortaya çıktı. Leningrad Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nden bir grup fizikçi, Molotov'a, SSCB'nin atom çekirdeğinin yapısını incelemek için bir araştırma üssüne ihtiyaç duyduğunu belirterek hitap etti. Bu talebi, böyle bir çalışma alanının çok önemli bir rol oynadığı ve şu anda Sovyetler Birliği'nin Batılı meslektaşlarının biraz gerisinde olduğu gerçeğiyle savundular. Nitekim o zamanlar Amerika'da zaten 5 senkrofazotron vardı, SSCB'de ise tek bir tane bile yoktu. Yetersiz finansman ve yetkin personel eksikliği nedeniyle geliştirilmesi askıya alınan, halihazırda başlamış olan siklotron inşaatının tamamlanması önerildi.

Sonunda bir senkrofazotron yapılmasına karar verildi ve bu projenin başında Veksler vardı. İnşaat 1957'de tamamlandı. Peki senkrofazotron nedir? Basitçe söylemek gerekirse, bu bir parçacık hızlandırıcıdır. Büyük kinetik enerjiye sahip parçacıkları ele veriyor. Değişken bir öncü manyetik alana ve ana alanın değişken frekansına dayanır. Bu kombinasyon parçacıkların sabit bir yörüngede tutulmasını mümkün kılar. Bu cihaz, parçacıkların çok çeşitli özelliklerini ve bunların yüksek enerji seviyelerindeki etkileşimlerini incelemek için kullanılır.

Cihaz çok ilgi çekici boyutlara sahip: üniversitenin tüm binasını kaplıyor, ağırlığı 36 bin ton ve manyetik halkanın çapı 60 m. Asıl görevi boyutları olan parçacıkları incelemek olan bir cihaz için oldukça etkileyici boyutlar mikrometre cinsinden ölçülür.

Senkrofazotronun çalışma prensibi

Pek çok fizikçi, parçacıkları hızlandırmayı mümkün kılacak ve onlara muazzam bir enerji açığa çıkaracak bir cihaz geliştirmeye çalıştı. Bu sorunun çözümü senkrofazotrondur. Nasıl çalışır ve temeli nedir?

Başlangıç ​​siklotron tarafından atıldı. Çalışma prensibini düşünün. Hızlanacak iyonlar dee'nin bulunduğu boşluğa düşer. Bu sırada iyonlar manyetik alandan etkilenir: hız kazanarak eksen boyunca hareket etmeye devam ederler. Ekseni aşıp bir sonraki boşluğa ulaştıktan sonra hız kazanmaya başlarlar. Daha fazla ivme için yayın yarıçapında sabit bir artış gereklidir. Bu durumda mesafe artmasına rağmen transit süresi sabit kalacaktır. Hızın artması nedeniyle iyonların kütlesinde bir artış gözlenir.

Bu olgu hız kazanımında bir kayıp gerektirir. Bu siklotronun ana dezavantajıdır. Senkrofazotronda, bağlı bir kütle ile manyetik alanın indüksiyonunun değiştirilmesi ve aynı zamanda parçacığın yeniden şarj edilme frekansının değiştirilmesiyle bu sorun tamamen ortadan kaldırılır. Yani, elektrik alan nedeniyle parçacıkların enerjisi artar, manyetik alanın varlığı nedeniyle yön ayarlanır.

Senkrofazotron, özünde yüklü parçacıkları hızlandıran devasa bir tesistir. Bu cihazdaki elemanların hızları ve bu durumda açığa çıkan enerji çok yüksektir. Parçacıkların karşılıklı çarpışmasının bir resmini elde eden bilim adamları, maddi dünyanın özelliklerini ve yapısını yargılayabilirler.

Bir hızlandırıcı yaratma ihtiyacı, Akademisyen A. Ioffe liderliğindeki bir grup Sovyet fizikçisinin SSCB hükümetine bir mektup gönderdiği Büyük Vatanseverlik Savaşı'nın başlamasından önce bile tartışılmıştı. Atom çekirdeğinin yapısını incelemek için teknik bir temel oluşturmanın önemini vurguladı. Bu sorular daha o zamanlar doğa bilimlerinin merkezi sorunu haline geldi; bunların çözümü uygulamalı bilimi, askeri bilimi ve enerjiyi ilerletebilir.

1949'da ilk kurulum olan proton hızlandırıcının tasarımına başlandı. Bu bina 1957 yılında Dubna'da inşa edilmiştir. "Senkrofazotron" olarak adlandırılan proton hızlandırıcı, muazzam boyutlarda bir yapıdır. Araştırma enstitüsüne ait ayrı bir bina olarak tasarlanmıştır. İnşaat alanının ana kısmı yaklaşık 60 m çapında manyetik bir halka tarafından işgal edilmiş olup, gerekli özelliklerde bir elektromanyetik alan oluşturulması gerekmektedir. Bir mıknatısın uzayında parçacıklar hızlanır.

Senkrofazotronun çalışma prensibi

İlk güçlü hızlandırıcı-senkrofazotronun, daha önce fazotron ve senkrotronda ayrı ayrı kullanılan iki prensibin birleşimi temelinde tasarlanması gerekiyordu. Prensiplerden ilki elektromanyetik alanın frekansının değişmesi, ikincisi ise manyetik alanın seviyesinin değişmesidir.

Senkrofazotron döngüsel hızlandırıcı prensibiyle çalışır. Parçacığı aynı denge yörüngesinde tutmak için hızlanan alanın frekansı değişir. Parçacık ışını her zaman tesisin hızlanan kısmına yüksek frekanslı elektrik alanıyla aynı fazda ulaşır. Senkrofazotrona bazen zayıf odaklanmış proton senkrotronu da denir. Senkrofazotronun önemli bir parametresi, içerdiği parçacıkların sayısına göre belirlenen ışın yoğunluğudur.

Senkrofazotronda, selefi siklotronda bulunan hatalar ve eksiklikler neredeyse tamamen ortadan kaldırılmıştır. Proton hızlandırıcı, manyetik alanın indüksiyonunu ve parçacık şarj sıklığını değiştirerek parçacıkların enerjisini arttırır ve onları istenen yöne yönlendirir. Böyle bir cihazın yaratılması nükleerde devrim yarattı

+ faz + elektron), hızlanma sırasında denge yörüngesinin uzunluğunun değişmediği rezonans döngüsel bir hızlandırıcıdır. Hızlanma sırasında parçacıkların aynı yörüngede kalabilmesi için hem önde gelen manyetik alan hem de hızlanan elektrik alanın frekansı değişir. İkincisi, ışının hızlanan bölüme her zaman yüksek frekanslı elektrik alanıyla aynı fazda ulaşması için gereklidir. Parçacıkların ultrarelativistik olması durumunda, sabit bir yörünge uzunluğuna sahip dönme frekansı artan enerjiyle değişmez ve RF jeneratörünün frekansı da sabit kalmalıdır. Böyle bir hızlandırıcıya zaten sinkrotron adı veriliyor.

Kültürde

Alla Pugacheva'nın ünlü "Birinci sınıf öğrencisinin şarkısı" şarkısında birinci sınıf öğrencisinin "işte çalıştığı" bu cihazdı. Synchrophasotron'dan Gaidai'nin komedisi "Y Operasyonu ve Shurik'in Diğer Maceraları"nda da bahsediliyor. Bu cihaz aynı zamanda "Görelilik teorisi nedir?" adlı eğitici kısa filmde Einstein'ın Görelilik Teorisinin uygulanmasının bir örneği olarak gösterilmektedir. Düşük zekalı mizahi gösterilerde, genel halk için genellikle "anlaşılmaz" bir bilimsel cihaz veya yüksek teknolojinin bir örneği olarak hareket eder.

İşte çok tanıdık bir kelime olan "senkrofazotron"! Bana bunun Sovyetler Birliği'ndeki basit bir meslekten olmayan kişinin kulağına nasıl geldiğini hatırlatıyor musunuz? Bir tür film ya da popüler bir şarkı vardı, tam olarak hatırlıyorum! Yoksa telaffuz edilemeyen bir kelimenin sadece bir benzeri miydi?

Şimdi onun ne olduğunu ve nasıl yaratıldığını hatırlayalım ...

1957'de Sovyetler Birliği aynı anda iki yönde devrim niteliğinde bir bilimsel atılım gerçekleştirdi: Ekim ayında ilk yapay Dünya uydusu fırlatıldı ve birkaç ay önce, Mart ayında, mikro dünyayı incelemek için dev bir kurulum olan efsanevi senkrofazotron başladı. Dubna'da çalışıyor Bu iki olay tüm dünyayı sarstı ve "uydu" ve "senkrofazotron" kelimeleri hayatımıza iyice girdi.

Senkrofazotron, yüklü parçacık hızlandırıcı türlerinden biridir. İçlerindeki parçacıklar yüksek hızlara ve dolayısıyla yüksek enerjilere hızlandırılır. Diğer atomik parçacıklarla çarpışmaları sonucunda maddenin yapısı ve özellikleri hakkında hüküm verilir. Çarpışma olasılığı, hızlandırılmış parçacık ışınının yoğunluğuyla, yani içindeki parçacıkların sayısıyla belirlenir, dolayısıyla yoğunluk, enerjiyle birlikte hızlandırıcının önemli bir parametresidir.

Hızlandırıcılar muazzam boyutlara ulaşıyor ve yazar Vladimir Kartsev'in onlara, nesillerin teknolojimizin seviyesini yargılayacağı nükleer çağın piramitleri adını vermesi tesadüf değil.

Hızlandırıcıların yapımından önce kozmik ışınlar yüksek enerjili parçacıkların tek kaynağıydı. Temel olarak bunlar, uzaydan serbestçe gelen, birkaç GeV düzeyinde enerjiye sahip protonlar ve atmosferle etkileşime girdiklerinde ortaya çıkan ikincil parçacıklardır. Ancak kozmik ışınların akışı kaotiktir ve düşük yoğunluğa sahiptir, bu nedenle zamanla laboratuvar araştırmaları için özel tesisler oluşturulmaya başlandı - kontrollü yüksek enerjili ve daha yoğun parçacık ışınlarına sahip hızlandırıcılar.

Tüm hızlandırıcıların çalışması iyi bilinen bir gerçeğe dayanmaktadır: yüklü bir parçacık, bir elektrik alanı tarafından hızlandırılır. Bununla birlikte, iki elektrot arasında yalnızca bir kez hızlandırılarak çok yüksek enerjili parçacıklar elde etmek imkansızdır, çünkü bu, onlara çok büyük bir voltajın uygulanmasını gerektirir ki bu da teknik olarak imkansızdır. Bu nedenle elektrotların arasından tekrar tekrar geçirilerek yüksek enerjili parçacıklar elde edilir.

Bir parçacığın ardışık hızlanma boşluklarından geçtiği hızlandırıcılara doğrusal denir. Hızlandırıcıların gelişimi onlarla başladı, ancak parçacıkların enerjisini artırma gerekliliği neredeyse gerçekçi olmayan büyük kurulum uzunluklarına yol açtı.

1929'da Amerikalı bilim adamı E. Lawrence, parçacığın iki elektrot arasındaki aynı boşluktan tekrar tekrar geçerek spiral şeklinde hareket ettiği bir hızlandırıcının tasarımını önerdi. Parçacık yörüngesi, yörünge düzlemine dik olarak yönlendirilen düzgün bir manyetik alan tarafından bükülür ve bükülür. Hızlandırıcıya siklotron adı verildi. 1930-1931'de Lawrence ve işbirlikçileri ilk siklotronu Kaliforniya Üniversitesi'nde (ABD) inşa etti. Bu buluşu nedeniyle 1939'da Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Bir siklotronda, büyük bir elektromıknatıs, düzgün bir manyetik alan oluşturur ve iki içi boş D-şekilli elektrot (dolayısıyla adları - "dees") arasında bir elektrik alanı ortaya çıkar. Elektrotlara, parçacık her yarım dönüş yaptığında polariteyi tersine çeviren alternatif bir voltaj uygulanır. Bu nedenle elektrik alanı her zaman parçacıkları hızlandırır. Farklı enerjilere sahip parçacıkların farklı dönüş periyotları olsaydı bu fikir gerçekleşemezdi. Ancak, neyse ki, enerji arttıkça hız artmasına rağmen yörüngenin çapı aynı oranda arttığından dönme periyodu sabit kalır. Hızlanma için sabit bir elektrik alanı frekansının kullanılmasını mümkün kılan siklotronun bu özelliğidir.

Yakında diğer araştırma laboratuvarlarında siklotronlar oluşturulmaya başlandı.

1950'lerde senkrofazotron binası

Sovyetler Birliği'nde ciddi bir hızlandırıcı üssü oluşturma ihtiyacı Mart 1938'de hükümet düzeyinde duyuruldu. Akademisyen A.F. başkanlığındaki Leningrad Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nden (LFTI) bir grup araştırmacı. Ioffe, SSCB Halk Komiserleri Konseyi başkanı V.M.'ye döndü. Molotov, atom çekirdeğinin yapısı alanında araştırma için teknik bir temel oluşturulmasını öneren bir mektupla. Atom çekirdeğinin yapısına ilişkin sorular doğa bilimlerinin temel sorunlarından biri haline geldi ve Sovyetler Birliği bu sorunların çözümünde çok geride kaldı. Yani, Amerika'da en az beş siklotron varsa, o zaman Sovyetler Birliği'nde tek bir siklotron yoktu (1937'de başlatılan Bilimler Akademisi Radyum Enstitüsü'nün (RIAN) tek siklotronu pratikte çalışmadı. tasarım kusurları). Molotov'a yapılan itiraz, LFTI siklotron inşaatının 1 Ocak 1939'a kadar tamamlanması için koşullar yaratılması talebini içeriyordu. 1937'de başlayan yaratım çalışmaları, departman tutarsızlıkları ve finansmanın sona ermesi nedeniyle askıya alındı.

Aslında mektubun yazıldığı sırada ülkenin hükümet çevrelerinde atom fiziği alanındaki araştırmaların önemi konusunda açık bir yanlış anlaşılma vardı. M.G.'nin anılarına göre. Meshcheryakov'a göre, 1938'de ülke kömür madenciliğini ve çelik eritmeyi artırmaya çalışırken, bazılarına göre uranyum ve toryum üzerinde gereksiz araştırmalar yapan Radyum Enstitüsü'nün tasfiye edilmesi sorunu bile ortaya çıktı.

Molotov'a yazılan mektubun bir etkisi oldu ve Haziran 1938'de, SSCB Bilimler Akademisi'nden P.L. başkanlığındaki bir komisyon kuruldu. Kapitsa, hükümetin talebi üzerine, hızlandırılmış parçacıkların türüne bağlı olarak 10-20 MeV LPTI siklotron inşa edilmesi ve RIAN siklotronunun iyileştirilmesi gerektiği konusunda bir sonuca vardı.

Kasım 1938'de S.I. Vavilov, Bilimler Akademisi Başkanlığı'na yaptığı çağrıda, Moskova'da LFTI siklotronunun inşa edilmesini ve I.V. Yaratılışında yer alan Kurchatov. Sergei İvanoviç, atom çekirdeğinin incelenmesine yönelik merkezi laboratuvarın Bilimler Akademisi'nin bulunduğu yerde, yani Moskova'da bulunmasını istedi. Ancak LFTI tarafından desteklenmedi. Anlaşmazlıklar 1939'un sonunda A.F. Ioffe aynı anda üç siklotron yaratmayı önerdi. 30 Temmuz 1940'ta, SSCB Bilimler Akademisi Başkanlığı'nın bir toplantısında, bu yıl RIAN'a mevcut siklotronu donatması talimatını vermesi, FIAN'a 15 Ekim'e kadar yeni bir güçlü siklotron inşası için gerekli malzemeleri hazırlaması kararlaştırıldı. ve LFTI, siklotron inşaatını 1941'in ilk çeyreğinde tamamlayacak.

Bu kararla bağlantılı olarak, FIAN'da Vladimir Iosifovich Veksler, Sergei Nikolaevich Vernov, Pavel Alekseevich Cherenkov, Leonid Vasilyevich Groshev ve Evgeny Lvovich Feinberg'in de dahil olduğu sözde siklotron tugayı oluşturuldu. 26 Eylül 1940'ta Fiziksel ve Matematik Bilimleri Bölümü (OPMS) bürosu V.I.'den bilgi aldı. Veksler siklotron için tasarım görevi hakkında bilgi verdi, ana özelliklerini ve yapım tahminini onayladı. Siklotron, döteronları 50 MeV enerjiye kadar hızlandırmak için tasarlandı. FIAN, inşaatına 1941 yılında başlamayı ve 1943 yılında işletmeye almayı planladı. Planlanan planlar savaş nedeniyle bozuldu.

Acil bir atom bombası yaratma ihtiyacı, Sovyetler Birliği'ni mikro dünyanın incelenmesine yönelik çabaları harekete geçirmeye zorladı. Moskova'daki 2 No'lu Laboratuvarda birbiri ardına iki siklotron inşa edildi (1944, 1946); Leningrad'da ablukanın kaldırılmasının ardından RIAN ve LFTI'nin siklotronları restore edildi (1946).

Fianovsky siklotron projesi savaştan önce onaylanmış olsa da, hızlandırılmış protonların enerjisi 20 MeV'yi geçemediği için Lawrence'ın tasarımının kendi kendini tükettiği ortaya çıktı. Einstein'ın görelilik teorisinden çıkan, bir parçacığın kütlesindeki ışık hızıyla orantılı hızlardaki artışın etkisi bu enerjiden etkilenmeye başlar.

Kütlenin büyümesi nedeniyle, parçacığın hızlanan boşluktan geçişi ile elektrik alanının karşılık gelen fazı arasındaki rezonans bozulur ve bu da yavaşlamayı gerektirir.

Siklotronun yalnızca ağır parçacıkları (protonlar, iyonlar) hızlandırmak için tasarlandığına dikkat edilmelidir. Bunun nedeni, çok küçük dinlenme kütlesi nedeniyle, zaten 1-3 MeV enerjiye sahip olan elektronun ışık hızına yakın bir hıza ulaşması, bunun sonucunda kütlesinin gözle görülür şekilde artması ve parçacığın hızla gitmesidir. rezonansın dışında.

İlk döngüsel elektron hızlandırıcı, 1940 yılında Kerst tarafından Wideröe'nin fikrine dayanarak inşa edilen betatrondu. Betatron, Faraday yasasına dayanmaktadır; buna göre, kapalı bir devreye giren manyetik akı değiştiğinde, bu devrede bir elektromotor kuvvet ortaya çıkar. Bir betatronda, kapalı bir devre, giderek artan bir manyetik alanda, sabit yarıçaplı bir vakum odasında halka şeklinde bir yörünge boyunca hareket eden bir parçacık akışıdır. Yörünge içindeki manyetik akı arttığında, teğetsel bileşeni elektronları hızlandıran bir elektromotor kuvvet ortaya çıkar. Betatronda da siklotron gibi çok yüksek enerjili parçacıkların üretiminin bir sınırı vardır. Bunun nedeni, elektrodinamik yasalarına göre dairesel yörüngelerde hareket eden elektronların, göreceli hızlarda çok fazla enerji taşıyan elektromanyetik dalgalar yaymasıdır. Bu kayıpları telafi etmek için, pratik bir sınırı olan mıknatıs çekirdeğinin boyutunu önemli ölçüde artırmak gerekir.

Böylece 1940'ların başında hem protonların hem de elektronların daha yüksek enerjilerini elde etme olanakları tükendi. Mikrokozmosun daha ileri çalışmaları için hızlandırılmış parçacıkların enerjisini arttırmak gerekliydi, bu nedenle yeni hızlandırma yöntemleri bulma görevi acil hale geldi.

Şubat 1944'te V.I. Veksler, siklotron ve betatronun enerji bariyerinin nasıl aşılacağına dair devrim niteliğinde bir fikir ortaya attı. O kadar basitti ki daha önce yaklaşılmamış olması garip görünüyordu. Buradaki fikir, rezonans hızlanma sırasında parçacıkların dönme frekanslarının ve hızlanan alanın sürekli olarak çakışması, başka bir deyişle senkronize olması gerektiğiydi. Senkronizasyon için bir siklotrondaki ağır göreceli parçacıkları hızlandırırken, hızlanan elektrik alanının frekansının belirli bir yasaya göre değiştirilmesi önerildi (daha sonra böyle bir hızlandırıcıya senkrosiklotron adı verildi).

Göreli elektronları hızlandırmak için daha sonra sinkrotron olarak adlandırılan bir hızlandırıcı önerildi. İçinde hızlanma, sabit frekanslı alternatif bir elektrik alanı tarafından gerçekleştirilir ve senkronizasyon, parçacıkları sabit yarıçaplı bir yörüngede tutan, belirli bir yasaya göre değişen bir manyetik alan tarafından sağlanır.

Pratik amaçlar için, teorik olarak önerilen hızlanma işlemlerinin kararlı olduğundan emin olmak gerekiyordu, yani rezonanstan küçük sapmalarla parçacıkların aşamalanması otomatik olarak gerçekleştirilecektir. Siklotron ekibinin teorik fizikçisi E.L. Feinberg, Veksler'in dikkatini buna çekti ve kendisi de süreçlerin kararlılığını katı bir matematiksel yöntemle kanıtladı. Wexler'in fikrinin "otomatik fazlama ilkesi" olarak adlandırılmasının nedeni budur.

Elde edilen çözümü tartışmak için FIAN, Veksler'in bir giriş raporu, Feinberg'in ise istikrar üzerine bir rapor sunduğu bir seminer düzenledi. Çalışma onaylandı ve aynı 1944'te “SSCB Bilimler Akademisi Raporları” dergisi, yeni hızlanma yöntemlerinin dikkate alındığı iki makale yayınladı (ilk makale, birden fazla frekansa dayalı bir hızlandırıcıyla ilgiliydi, daha sonra adı verildi). bir mikrotron). Yazar olarak yalnızca Veksler listelenmişti ve Feinberg'in adı hiç geçmemişti. Çok geçmeden, Feinberg'in otomatik fazlama ilkesinin keşfindeki rolü, haksız yere tamamen unutulmaya mahkum edildi.

Bir yıl sonra, otomatik fazlama ilkesi Amerikalı fizikçi E. MacMillan tarafından bağımsız olarak keşfedildi, ancak Wexler önceliği korudu.

Yeni prensibe dayanan hızlandırıcılarda "kaldıraç kuralının" açık bir biçimde kendini gösterdiğine dikkat edilmelidir - enerjideki kazanç, döngüsellikle ilişkili olan hızlandırılmış parçacık ışınının yoğunluğunda bir kayba yol açtı. Siklotronlar ve betatronlardaki yumuşak ivmenin aksine, onların ivmelerinin doğası. Bu hoş olmayan an, Fizik ve Matematik Bilimleri Bölümü'nün 20 Şubat 1945'teki oturumunda hemen belirtildi, ancak daha sonra herkes oybirliğiyle bu durumun hiçbir durumda projenin uygulanmasına müdahale etmemesi gerektiği sonucuna vardı. Bu arada, yoğunluk mücadelesi daha sonra sürekli olarak "hızlandırıcıları" rahatsız etti.

Aynı oturumda SSCB Bilimler Akademisi Başkanı S.I. Vavilov'un katılımıyla, Veksler tarafından önerilen iki tip hızlandırıcının derhal inşa edilmesine karar verildi. 19 Şubat 1946'da SSCB Halk Komiserleri Konseyi'ne bağlı Özel Komite, ilgili komisyona kapasite, üretim süresi ve inşaat alanını belirterek projelerini geliştirme talimatı verdi. (FIAN bir siklotron yaratmayı reddetti.)

Sonuç olarak, 13 Ağustos 1946'da, SSCB Bakanlar Kurulu Başkanı I.V. tarafından imzalanan iki SSCB Bakanlar Kurulu kararnamesi aynı anda yayınlandı. Stalin ve SSCB Bakanlar Kurulu yöneticisi Ya.E. Chadaev, 250 MeV döteron enerjisi için bir senkrosiklotron ve 1 GeV enerjisi için bir senkrotronun yaratılması üzerine. Hızlandırıcıların enerjisi öncelikle ABD ile SSCB arasındaki siyasi çatışma tarafından belirleniyordu. Amerika Birleşik Devletleri halihazırda yaklaşık 190 MeV döteron enerjisine sahip bir senkrosiklotron inşa etti ve 250-300 MeV enerjiye sahip bir senkrotron inşa etmeye başladı. Yerli hızlandırıcıların enerji açısından Amerikan hızlandırıcılarını geçmesi gerekiyordu.

Uranyumdan daha ucuz kaynaklardan atom enerjisi elde etmek için yeni elementlerin ve yeni yöntemlerin keşfi için umutlar senkrosiklotron'a bağlandı. Senkrotronun yardımıyla, o zamanlar Sovyet fizikçilerinin varsaydığı gibi nükleer fisyona neden olabilecek mezonları yapay olarak elde etmeyi amaçladılar.

Hızlandırıcıların inşası atom bombası oluşturma projesinin bir parçası olduğundan, her iki kararname de "Çok Gizli (özel klasör)" damgasıyla çıktı. Onların yardımıyla, bomba hesaplamaları için gerekli olan ve o zamanlar yalnızca çok sayıda yaklaşık modelin yardımıyla yürütülen doğru bir nükleer kuvvet teorisinin elde edilmesi umuldu. Doğru, her şeyin ilk başta düşünüldüğü kadar basit olmadığı ortaya çıktı ve bugüne kadar böyle bir teorinin yaratılmadığını da belirtmek gerekir.

Kararlar, hızlandırıcıların inşası için yerleri belirledi: senkrotron - Moskova'da, Kaluga karayolu üzerinde (şimdi Leninsky Prospekt), FIAN topraklarında; sinkrosiklotron - Moskova'nın 125 kilometre kuzeyinde (o zamanlar Kalinin bölgesi) Ivankovskaya hidroelektrik santrali bölgesinde. Başlangıçta, her iki hızlandırıcının oluşturulması FIAN'a emanet edildi. V.I. Veksler ve senkrosiklotron için - D.V. Skobeltsyn.

Solda - Teknik Bilimler Doktoru Profesör L.P. Zinoviev (1912–1998), sağda - SSCB Bilimler Akademisi Akademisyeni V.I. Senkrofazotronun yaratılması sırasında Veksler (1907–1966)

Altı ay sonra atom projesinin başkanı I.V. Fianovo senkrosiklotron üzerindeki çalışmanın ilerlemesinden memnun olmayan Kurchatov, bu konuyu 2 Nolu Laboratuvarına aktardı. Meshcheryakov, onu Leningrad Radyum Enstitüsü'ndeki işten kurtardı. Meshcheryakov'un liderliğinde, 2 No'lu Laboratuvarda, otofaz ilkesinin doğruluğunu deneysel olarak doğrulayan bir senkrosiklotron modeli oluşturuldu. 1947'de Kalinin bölgesinde hızlandırıcının inşasına başlandı.

14 Aralık 1949, M.G. Meshcheryakov sinkrosiklotron, programa göre başarıyla başlatıldı ve Sovyetler Birliği'nde bu türden ilk hızlandırıcı oldu ve 1946'da Berkeley'de (ABD) oluşturulan benzer bir hızlandırıcının enerjisini bloke etti. 1953'e kadar rekor olarak kaldı.

Başlangıçta, senkrosiklotron bazlı laboratuvara gizlilik adına SSCB Bilimler Akademisi Hidroteknik Laboratuvarı (GTL) adı verildi ve 2 No'lu Laboratuvarın bir şubesiydi. 1953'te bağımsız bir Nükleer Sorunlar Enstitüsü'ne dönüştürüldü. M.G. başkanlığındaki SSCB Bilimler Akademisi (INP). Meshcheryakov.

Ukrayna Bilimler Akademisi Akademisyeni A.I. Leipunsky (1907–1972), otomatik fazlama ilkesine dayanarak, daha sonra senkrofazotron olarak adlandırılan bir hızlandırıcının tasarımını önerdi (fotoğraf: Bilim ve Yaşam)
Bir dizi nedenden dolayı senkrotronun yaratılması başarısız oldu. İlk olarak, öngörülemeyen zorluklar nedeniyle, daha düşük enerjiler için (30 ve 250 MeV) iki senkrotronun inşa edilmesi gerekti. FIAN topraklarında bulunuyorlardı ve 1 GeV sinkrotronun Moskova dışında inşa edilmesine karar verildi. Haziran 1948'de, kendisine Kalinin bölgesinde inşaatı devam eden senkrosiklotrondan birkaç kilometre uzakta bir yer tahsis edildi, ancak Ukrayna Bilimler Akademisi Akademisyeni Alexander Ilyich Leipunsky tarafından önerilen hızlandırıcı tercih edildiği için orada da hiçbir zaman inşa edilmedi. Bilimler. Bu şu şekilde oldu.

1946'da A.I. Otomatik fazlama ilkesine dayanan Leipunsky, senkrotron ve senkrosiklotronun özelliklerinin birleştirildiği bir hızlandırıcı yaratma olasılığı fikrini ortaya attı. Daha sonra Veksler bu tür hızlandırıcılara senkrofazotron adını verdi. Senkrosiklotron'un orijinal olarak fazotron olarak adlandırıldığını ve senkrotron ile birlikte bir senkrofazotron elde edildiğini dikkate alırsak isim netleşir. İçinde, kontrol manyetik alanındaki bir değişikliğin bir sonucu olarak, parçacıklar, bir sinkrotronda olduğu gibi halka boyunca hareket eder ve hızlanma, bir senkrosiklotronda olduğu gibi, frekansı zamanla değişen yüksek frekanslı bir elektrik alanı üretir. Bu, hızlandırılmış protonların enerjisinin senkrosiklotron ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde arttırılmasını mümkün kıldı. Senkrofazotronda, protonlar ilk olarak doğrusal bir hızlandırıcıda (bir enjektör) hızlandırılır. Manyetik alanın etkisi altında ana odaya verilen parçacıklar, içinde dolaşmaya başlar. Bu moda betatron modu denir. Daha sonra, birbirine taban tabana zıt iki doğrusal boşluğa yerleştirilen elektrotlarda yüksek frekanslı hızlandırıcı voltaj açılır.

Otomatik fazlama ilkesine dayanan her üç hızlandırıcı türü arasında senkrofazotron teknik olarak en karmaşık olanıdır ve çoğu kişi onun yaratılma olasılığından şüphe duymuştur. Ancak her şeyin yoluna gireceğinden emin olan Leipunsky, cesurca fikrini uygulamaya koyuldu.

1947'de Obninskoye istasyonunun (şimdiki Obninsk şehri) yakınındaki "B" Laboratuvarında, liderliğindeki özel bir hızlandırıcı grubu bir hızlandırıcı geliştirmeye başladı. Senkrofazotronun ilk teorisyenleri Yu.A. Krutkov, O.D. Kazachkovsky ve L.L. Sabsoviç. Şubat 1948'de, bakanların yanı sıra A.L.'nin de katıldığı hızlandırıcılar üzerine kapalı bir konferans düzenlendi. O zamanlar radyo mühendisliğinde tanınmış bir uzman olan Mints ve Leningrad Electrosila ve transformatör fabrikalarının baş mühendisleri. Hepsi Leipun'un önerdiği hızlandırıcının yapılabileceğini belirtti. İlk teorik sonuçların cesaretlendirilmesi ve önde gelen tesislerden mühendislerin desteği, 1,3-1,5 GeV proton enerjilerine yönelik büyük bir hızlandırıcı için özel bir teknik proje üzerinde çalışmaya başlamayı ve Leipunsky'nin fikrinin doğruluğunu doğrulayan deneysel çalışmalar geliştirmeyi mümkün kıldı. Aralık 1948'de hızlandırıcının teknik tasarımı hazırdı ve Mart 1949'da Leipunsky'nin 10 GeV senkrofazotronun taslak tasarımını sunması gerekiyordu.

Ve aniden, 1949 yılında, işin en yoğun olduğu dönemde, hükümet senkrofazotron üzerinde başlamış olan çalışmayı FIAN'a devretmeye karar verdi. Ne için? Neden? Sonuçta FIAN halihazırda 1 GeV'lik bir sinkrotron inşa ediyor! Evet, gerçek şu ki, hem 1,5 GeV sinkrotron hem de 1 GeV sinkrotron olmak üzere her iki proje de çok pahalıydı ve bunların uygunluğu konusunda soru ortaya çıktı. Bu sorun nihayet ülkenin önde gelen fizikçilerinin bir araya geldiği FIAN'daki özel toplantılardan birinde çözüldü. Elektron ivmesine fazla ilgi olmaması nedeniyle 1 GeV'lik bir senkrotron inşa etmenin gereksiz olduğunu düşündüler. Bu pozisyonun ana rakibi M.A. Markov. Ana argümanı, halihazırda iyi çalışılmış olan elektromanyetik etkileşimin yardımıyla hem protonları hem de nükleer kuvvetleri incelemenin çok daha verimli olduğuydu. Ancak bakış açısını savunamadı ve olumlu kararın Leipunsky'nin projesi lehine olduğu ortaya çıktı.

Dubna'daki 10 GeV senkrofazotron böyle görünüyor

Veksler'in en büyük hızlandırıcıyı inşa etme hayali çöküyordu. Mevcut duruma katlanmak istemeyen S.I.'nin desteğiyle. Vavilov ve D.V. Skobeltsyna, 1.5 GeV senkrofazotronun yapımından vazgeçilmesini ve daha önce yapay zekaya emanet edilen 10 GeV'lik bir hızlandırıcının tasarımına hemen geçilmesini önerdi. Leipunsky. Hükümet bu teklifi kabul etti, çünkü Nisan 1948'de Kaliforniya Üniversitesi'ndeki 6-7 GeV senkrofazotron projesi öğrenildi ve en azından bir süreliğine Amerika Birleşik Devletleri'nin önünde olmak istediler.

2 Mayıs 1949'da SSCB Bakanlar Kurulu, daha önce senkrotron için tahsis edilen bölgede 7-10 GeV enerji için bir senkrofazotron oluşturulmasına ilişkin bir karar yayınladı. Tema FIAN'a devredildi ve V.I. Veksler, Leipunsky'nin işleri oldukça iyi gitmesine rağmen.

Bu, öncelikle Veksler'in otomatik fazlama ilkesinin yazarı olarak görülmesi ve çağdaşlarının anılarına göre L.P.'nin onu çok desteklemesiyle açıklanabilir. Beria. İkincisi, S. I. Vavilov o zamanlar sadece FIAN'ın yöneticisi değil, aynı zamanda SSCB Bilimler Akademisi'nin de başkanıydı. Leipunsky'ye Veksler'in yardımcısı olması teklif edildi, ancak o reddetti ve daha sonra senkrofazotronun yaratılmasına katılmadı. Milletvekili Leipunsky O.D.'ye göre. Kazachkovsky, "İki ayının bir inde geçinemeyeceği açıktı." Daha sonra A.I. Leipunsky ve O.D. Kazachkovsky reaktörlerde önde gelen uzmanlar haline geldi ve 1960 yılında Lenin Ödülü'ne layık görüldü.

Kararda, hızlandırıcının geliştirilmesinde görev alan "V" Laboratuvarı çalışanlarının ilgili ekipmanın devredilmesiyle FIAN'da çalışmaya devredilmesine ilişkin bir madde yer alıyordu. Ve iletilecek bir şey vardı: O zamana kadar "B" Laboratuvarı'ndaki hızlandırıcı üzerindeki çalışma, bir model aşamasına getirilmiş ve ana kararların doğrulanması aşamasına getirilmişti.

Leipunsky ile çalışmak kolay ve ilginç olduğu için herkes FIAN'a transfer konusunda hevesli değildi: o sadece mükemmel bir bilimsel danışman değil, aynı zamanda harika bir insandı. Ancak transferi reddetmek neredeyse imkansızdı: O zorlu dönemde, reddedilme, yargılama ve kamplarla tehdit ediliyordu.

"B" Laboratuvarından transfer edilen grupta mühendis Leonid Petrovich Zinoviev de vardı. O, hızlandırıcı grubunun diğer üyeleri gibi, Leipunsky'nin laboratuvarında ilk olarak gelecekteki hızlandırıcının modeli için gerekli olan bireysel birimlerin, özellikle de enjektöre güç sağlamak için iyon kaynağı ve yüksek voltajlı darbe devrelerinin geliştirilmesiyle uğraştı. Leipunsky hemen yetkin ve yaratıcı bir mühendise dikkat çekti. Talimatları üzerine Zinoviev, proton hızlanmasının tüm sürecini simüle etmenin mümkün olduğu bir pilot tesisin oluşturulmasına katılan ilk kişi oldu. O zaman hiç kimse, senkrofazotron fikrini hayata geçirme çalışmalarında öncülerden biri haline gelen Zinoviev'in, yaratılışının ve gelişiminin tüm aşamalarından geçecek tek kişi olacağını hayal edemezdi. Ve sadece geçmekle kalmayın, onlara liderlik edin.

"V" Laboratuvarında elde edilen teorik ve deneysel sonuçlar, Lebedev Fizik Enstitüsü'nde 10 GeV senkrofazotronun tasarımında kullanıldı. Ancak hızlandırıcı enerjisinin bu değere çıkarılması önemli iyileştirmeler gerektiriyordu. Yaratılışının zorlukları, o zamanlar tüm dünyada bu kadar büyük tesislerin inşası konusunda hiçbir deneyimin olmaması nedeniyle büyük ölçüde daha da kötüleşti.

Teorisyenlerin rehberliğinde M.S. Rabinovich ve A.A. FIAN'dan Kolomensky, teknik projenin fiziksel gerekçesini yaptı. Senkrofazotronun ana bileşenleri, Bilimler Akademisi Moskova Radyo Mühendisliği Enstitüsü ve Leningrad Araştırma Enstitüsü tarafından yöneticileri A.L.'nin rehberliğinde geliştirildi. Mints ve E.G. Sivrisinek.

Gerekli deneyimi elde etmek için 180 MeV enerjiye sahip bir senkrofazotron modeli oluşturmaya karar verdik. FIAN topraklarında, gizlilik nedeniyle 2 No'lu depo olarak adlandırılan özel bir binada bulunuyordu. 1951'in başında Veksler, ekipman kurulumu, ayarlanması ve kurulumu da dahil olmak üzere model üzerindeki tüm işleri Zinoviev'e emanet etti. entegre lansman.

Fianovsky modeli kesinlikle bir bebek değildi; 4 metre çapındaki mıknatısı 290 ton ağırlığındaydı. Daha sonra Zinoviev, modeli ilk hesaplamalara göre birleştirip çalıştırmaya çalıştıklarında ilk başta hiçbir şeyin işe yaramadığını hatırladı. Model piyasaya sürülmeden önce pek çok öngörülemeyen teknik zorluğun aşılması gerekiyordu. 1953'te bu gerçekleştiğinde Veksler şunları söyledi: “İşte bu kadar! Ivankovsky senkrofazotronu işe yarayacak!” Kalinin bölgesinde 1951 yılında inşa edilmeye başlanan büyük bir 10 GeV senkrofazotron hakkındaydı. İnşaat TDS-533 (İnşaat Teknik Müdürlüğü 533) kod adlı kuruluş tarafından gerçekleştirildi.

Modelin piyasaya sürülmesinden kısa bir süre önce, bir Amerikan dergisi beklenmedik bir şekilde, hızlandırıcının manyetik sisteminin sert odaklanma adı verilen yeni bir tasarımı hakkında bir rapor yayınladı. Zıt yönlü manyetik alan gradyanlarına sahip bir dizi alternatif bölüm olarak gerçekleştirilir. Bu, hızlandırılmış parçacıkların salınımlarının genliğini önemli ölçüde azaltır ve bu da vakum odasının kesitinin önemli ölçüde azaltılmasını mümkün kılar. Sonuç olarak, mıknatısın yapımına giden büyük miktarda demir tasarrufu sağlanır. Örneğin, Cenevre'deki sert odaklanmaya dayalı 30 GeV hızlandırıcı, Dubna senkrofazotronundan üç kat daha fazla enerjiye ve üç kat daha fazla çevreye sahiptir ve mıknatısı on kat daha hafiftir.

Sert odaklanan mıknatısların tasarımı, 1952'de Amerikalı bilim adamları Courant, Livingston ve Snyder tarafından önerildi ve geliştirildi. Onlardan birkaç yıl önce aynı şey icat edildi ancak Christophilos tarafından yayınlanmadı.

Zinovyev, Amerikalıların keşfini hemen takdir etti ve Dubna senkrofazotronunun yeniden tasarlanmasını önerdi. Ancak bunun için zamanın feda edilmesi gerekecekti. Veksler daha sonra şunları söyledi: "Hayır, bir günlüğüne bile olsa, ama Amerikalıların önünde olmalıyız." Muhtemelen, Soğuk Savaş koşullarında haklıydı - "atlar nehrin ortasında değiştirilmez." Ve büyük hızlandırıcı daha önce geliştirilen projeye göre inşa edilmeye devam edildi. 1953 yılında, yapım aşamasında olan senkrofazotron temelinde, SSCB Bilimler Akademisi Elektrofizik Laboratuvarı (EFLAN) oluşturuldu. V.I. direktör olarak atandı. Veksler.

1956 yılında INP ve EFLAN, kurulan Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nün (JINR) temelini oluşturdu. Konumu Dubna şehri olarak bilinmeye başlandı. O zamana kadar senkrosiklotrondaki proton enerjisi 680 MeV idi ve senkrofazotronun yapımı tamamlanıyordu. JINR'nin oluşumunun ilk günlerinden itibaren, senkrofazotron binasının stilize çizimi (yazar V.P. Bochkarev) resmi sembolü haline geldi.

Model, 10 GeV hızlandırıcıyla ilgili bir dizi sorunun çözülmesine yardımcı oldu, ancak birçok düğümün tasarımı, boyut farkı nedeniyle önemli değişikliklere uğradı. Senkrofazotron elektromıknatısın ortalama çapı 60 metre ve ağırlığı 36 bin tondu (parametrelerine göre hala Guinness Rekorlar Kitabı'nda kalıyor). Ekibin başarıyla çözdüğü bir dizi yeni karmaşık mühendislik problemi ortaya çıktı.

Sonunda hızlandırıcının entegre lansmanı için her şey hazırdı. Veksler'in emriyle L.P. Zinovyev. Aralık 1956'nın sonunda çalışmalar başladı, durum gergindi ve Vladimir Iosifovich ne kendisini ne de çalışanlarını bağışladı. Çoğu zaman geceyi tesisin devasa kontrol odasındaki karyolalarda geçirirdik. A.A.'nın anılarına göre. Kolomensky'ye göre Veksler o dönemde tükenmez enerjisinin çoğunu dış kuruluşlardan "zorla yardım almak" ve büyük ölçüde Zinoviev'den gelen pratik önerileri uygulamaya koymak için harcadı. Veksler, dev hızlandırıcının devreye alınmasında belirleyici rol oynayan deneysel sezgisine çok değer veriyordu.

Çok uzun bir süre, fırlatmanın imkansız olduğu betatron modunu alamadılar. Ve o kritik anda, senkrofazotrona hayat vermek için ne yapılması gerektiğini fark eden kişi de Zinoviev'di. İki hafta boyunca herkesin sevinciyle hazırlanan deney, sonunda başarı ile taçlandı. 15 Mart 1957'de, 11 Nisan 1957'de Pravda gazetesi tarafından tüm dünyaya bildirilen Dubna senkrofazotronu çalışmaya başladı (V.I. Veksler'in makalesi). İlginç bir şekilde, bu haber ancak hızlandırıcının enerjisi, fırlatma gününden itibaren kademeli olarak yükseltildiğinde, Berkeley'deki o zamanın önde gelen Amerikan senkrofazotronunun 6,3 GeV enerjisini aştığında ortaya çıktı. "8,3 milyar elektronvolt var!" - gazete, Sovyetler Birliği'nde bir rekor hızlandırıcının yaratıldığını duyurarak bildirdi. Veksler'in büyük hayali gerçek oldu!

16 Nisan'da proton enerjisi 10 GeV'lik tasarım değerine ulaştı, ancak hızlandırıcı yalnızca birkaç ay sonra devreye alındı, çünkü hala yeterince çözülmemiş teknik sorun vardı. Ve yine de asıl mesele geride kaldı; senkrofazotron çalışmaya başladı.

Veksler bunu Mayıs 1957'de Ortak Enstitü Akademik Konseyi'nin ikinci oturumunda bildirdi. Aynı zamanda enstitünün müdürü D.I. Blokhintsev, ilk olarak senkrofazotron modelinin bir buçuk yılda oluşturulduğunu, Amerika'da ise yaklaşık iki yıl sürdüğünü kaydetti. İkincisi, senkrofazotronun kendisi üç ay içinde fırlatıldı ve ilk başta gerçekçi görünmese de programa uydu. Dubna'ya dünya çapındaki ilk şöhretini getiren senkrofazotronun lansmanıydı.

Enstitü Akademik Konseyinin üçüncü oturumunda Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi V.P. Dzhelepov, "Zinoviev her açıdan lansmanın ruhuydu ve bu işe muazzam miktarda enerji ve çaba, yani makinenin kurulumu sırasında yaratıcı çabalar kattı." Bir D.I. Blokhintsev şunu ekledi: "Zinovyev aslında karmaşık ayarlamalardan oluşan muazzam bir çalışmaya katlandı."

Senkrofazotron'un yaratılmasına binlerce insan katıldı, ancak Leonid Petrovich Zinoviev bunda özel bir rol oynadı. Veksler şunları yazdı: “Senkrofazotronun fırlatılmasının başarısı ve bunun üzerinde geniş bir fiziksel çalışma cephesi başlatma olasılığı büyük ölçüde L.P. Zinovyev.

Zinoviev, hızlandırıcının lansmanından sonra FIAN'a dönmeyi planladı. Ancak Veksler, senkrofazotronun yönetimini başka kimseye emanet edemeyeceğine inandığı için ona kalması için yalvardı. Zinoviev otuz yılı aşkın bir süre hızlandırıcının çalışmasını kabul etti ve denetledi. Onun liderliğinde ve doğrudan katılımla hızlandırıcı sürekli olarak geliştirildi. Zinoviev senkrofazotronu sevdi ve bu demir devin nefesini çok ince bir şekilde hissetti. Ona göre gaz pedalının dokunmayacağı, amacını bilemeyeceği tek bir detayı bile yoktu.

Ekim 1957'de, bizzat Igor Vasilievich'in başkanlığını yaptığı Kurchatov Enstitüsü Akademik Konseyinin genişletilmiş toplantısında, senkrofazotronun yaratılmasına katılan farklı kuruluşlardan on yedi kişi, o zamanın Sovyet'teki en prestijli Lenin Ödülü'ne aday gösterildi. Birlik. Ancak şartlara göre ödül alanların sayısı on iki kişiyi geçemezdi. Nisan 1959'da JINR Yüksek Enerji Laboratuvarı'nın yöneticisi V.I. Veksler, aynı laboratuvarın bölüm başkanı L.P. Zinoviev, SSCB Bakanlar Kurulu Atom Enerjisi Kullanımı Ana Müdürlüğü Başkan Yardımcısı D.V. Efremov, Leningrad Araştırma Enstitüsü Müdürü E.G. Komar ve işbirlikçileri N.A. Monoszon, A.M. Stolov, SSCB Bilimler Akademisi Moskova Radyo Mühendisliği Enstitüsü müdürü A.L. Darphaneler, aynı enstitünün çalışanları F.A. Vodopyanov, S.M. Rubchinsky, FIAN personeli A.A. Kolomensky, V.A. Petukhov, M.S. Rabinoviç. Veksler ve Zinoviev, Dubna'nın fahri vatandaşları oldular.

Senkrofazotron kırk beş yıl boyunca hizmette kaldı. Bu süre zarfında üzerinde birçok keşif yapıldı. 1960 yılında senkrofazotron modeli, halen FIAN'da çalışan bir elektron hızlandırıcıya dönüştürüldü.