Ale ukázalo se, že sto kilometrů od Moskvy, nedaleko vědeckého města Protvino, v lesích v moskevském regionu byl pohřben poklad desítek miliard rublů. Nemůžete to vykopat a ukrást - navždy skryté v zemi, nese hodnotu pouze pro historii vědy. Mluvíme o akcelerátorově-skladovacím komplexu (UNK) Ústavu fyziky vysokých energií Protvino - podzemním objektu, který je téměř jako velký Hadron Collider.
Délka podzemního okruhu urychlovače je 21 km. Hlavní tunel o průměru 5 metrů je položen v hloubce 20 až 60 metrů (v závislosti na terénu). Kromě toho bylo postaveno mnoho pomocných místností, které byly k povrchu připojeny svislými šachtami. Kdyby byl Proton Collider v Protvinu doručen včas před LHC, objevil by se nový bod přitažlivosti ve světě základní fyziky.
Dále - o historii hlavního sovětského srážce, na kterém by mohla být utvářena fyzika budoucnosti.
Největší projekt
Abych parafrázoval vtip „A řekl jsem ti - místo je zatraceně!“můžeme říci, že srážky se neobjevují od nuly - musí existovat vhodné podmínky. Mnoho let před strategickým rozhodnutím o vybudování největšího vědeckého zařízení v SSSR byla v roce 1960 založena tajná vesnice Serpukhov-7 jako základna pro Ústav fyziky vysokých energií (IHEP). Místo bylo vybráno z geologických důvodů - v této části moskevského regionu umožňuje půda, která je dnem prastarého moře, umístění velkých podzemních objektů chráněných před seismickou aktivitou.
Protvino z výšky 325 metrů:
Propagační video:
V roce 1965 byl získán status sídliště městského typu a nový název - Protvino - odvozen od názvu místního potoka Protva. V roce 1967 byl v Protvinu spuštěn největší urychlovač své doby - protonový synchrotron U-70 70V (109 elektron-volt). Je stále v provozu a zůstává nejvíce energeticky akcelerátorem v Rusku.
Konstrukce U-70.
Brzy začali vyvíjet projekt nového urychlovače - proton-protonového srážce s energií 3 TeV (1012 eV), který by se stal nejmocnějším na světě. Práce na teoretickém zdůvodnění UNC vedl akademický vědec Anatoly Logunov, teoretický fyzik, vědecký ředitel Ústavu pro fyziku vysokých energií. Bylo plánováno použití synchrotronu U-70 jako prvního „posilovacího stupně“pro urychlovač UNK.
V projektu UNK se předpokládaly dvě fáze: jedna měla přijmout protonový paprsek s energií 70 GeV z U-70 a zvýšit jej na střední hodnotu 400–600 GeV. Ve druhém prstenci (ve druhé fázi) by energie protonu stoupla na maximální hodnotu. Oba kroky UNK měly být umístěny v jednom kruhovém tunelu o rozměrech větších než kruhová linie moskevského metra. Podobnosti s metrem jsou doplněny skutečností, že stavbu provedli stavitelé metra z Moskvy a Almaty.
Experimentální plán
1. Urychlovač U-70. 2. Vstřikovací kanál - vstřikování protonového paprsku do prstence urychlovače UNK. 3. Kanál antiprotonů. 4. Kryogenní tělo. 5. Tunely do hadronových a neutronových komplexů.
Na začátku osmdesátých let neexistovaly na světě žádné urychlovače srovnatelné velikosti a energie. Ani Tevatron ve Spojených státech (délka kruhu 6,4 km, energie na začátku 80. let - 500 GeV), ani Supercollider laboratoře CERN (délka kruhu 6,9 km, energie srážky 400 GeV) nemohly fyzice poskytnout potřebné nástroje pro provádění nových experimentů …
Naše země měla rozsáhlé zkušenosti s vývojem a konstrukcí urychlovačů. Synchrofasotron, postavený v Dubně v roce 1956, se stal v té době nejmocnějším na světě: energie 10 GeV, délka asi 200 metrů. Fyzici provedli několik objevů na synchrotronu U-70 postaveném v Protvinu: nejprve zaregistrovali jádra antihmoty, objevili tzv. „Serpukhovův efekt“- nárůst celkových průřezů hadronových interakcí (množství, které určují průběh reakce dvou srážejících se částic) a mnohem více.
Desetiletá práce
V roce 1983 byly na místě zahájeny stavební práce pomocí těžební metody využívající 26 svislých šachet.
Plnohodnotný model tunelu UNK.
Několik let byla stavba provedena v pomalém režimu - šli jsme jen jeden a půl kilometru. V roce 1987 bylo vydáno vládní nařízení o zintenzivnění práce a v roce 1988 poprvé od roku 1935 Sovětský svaz zakoupil dva moderní vrtné komplexy tunelu Lovat v zahraničí, s jejichž pomocí začal Protontonnelstroy stavět tunely.
Proč jste museli koupit tunelový štít, pokud před padesáti lety v zemi metro úspěšně postavilo? Faktem je, že 150tunové stroje Lovat nejen vrtaly s velmi vysokou přesností průniku až 2,5 centimetrů, ale také vyzdívaly střechu tunelu 30 centimetrovou vrstvou betonu s kovovou izolací (běžné betonové bloky, zevnitř svařované plechové izolace) … Mnohem později bude v moskevském metru malá část na úseku Trubnaya-Sretensky Boulevard vyrobena z bloků s kovovou izolací.
Vstřikovací kanál. Kolejnice pro elektrickou lokomotivu jsou zapuštěny do betonové podlahy.
Na konci roku 1989 prošlo asi 70% hlavního kruhového tunelu a 95% vstřikovacího kanálu, tunel o délce více než 2,5 km, určený k přenosu paprsku z U-70 do UNK. Postavili jsme tři budovy (z plánovaných 12) technické podpory, zahájili výstavbu pozemních zařízení po celém obvodu: více než 20 průmyslových areálů s vícepodlažními průmyslovými budovami, na které byly položeny dodávky vody, topení, trasy stlačeného vzduchu, vedení vysokého napětí.
Ve stejném období začal projekt mít problémy s financováním. V roce 1991, po zhroucení SSSR, mohla být UNK okamžitě opuštěna, ale náklady na zachování nedokončeného tunelu by byly příliš vysoké. Zničeno, zaplaveno podzemní vodou, mohlo by to představovat hrozbu pro ekologii celého regionu.
Trvalo další čtyři roky, než se uzavřel podzemní okruh tunelu, ale zrychlovací část byla beznadějně pozadu - vyrobeno bylo jen asi ¾ urychlovací struktury pro první fázi UNK a bylo potřeba jen několik desítek magnetů supravodivé struktury (a bylo potřeba 2500, z nichž každý vážil asi 10 tun). …
Stojan na testování magnetů.
Zde je procházka této nemovitosti s bloggerskými samnamy:
Vycházíme z místa, kde byl proveden tunel štítu v poslední zatáčce.
Je tu hodně bláta, na některých místech jsou docela zatopená místa.
Větve do kufru.
Důlní klec.
Na některých místech jsou přechody s uzavřenými nouzovými postupy.
Vybavení místnosti.
Stohovač trubek.
A pak jsou kolejnice zapuštěny do betonu.
Neptun - "největší hala se systémem."
Toto je jižní část velkého prstenu. Tunel je zde téměř zcela připraven - byly nainstalovány i vložené vložky pro energetické vstupy a stojany pro samotný urychlovač.
V procesu fotografování.
A tato hala vede k pracovnímu malému kroužku urychlovače, kde již probíhá výzkum, takže půjdeme dále podél velkého kruhu.
Brzy čistý tunel skončil a poslední část tunelu šla, kde se nachází důl, ze kterého jsme začali.
Hloubka je asi 60 metrů. Po strávení 19 hodin v podzemí opustíme podsvětí …
Magnetický systém je jedním z nejdůležitějších v akcelerátoru. Čím vyšší je energie částic, tím je obtížnější je poslat po kruhové dráze, a tím silnější by měla být magnetická pole. Kromě toho je třeba částice soustředit tak, aby se během letu navzájem neodpuzovaly. Proto jsou spolu s magnety, které rotují částice v kruhu, také zaostřovací magnety. Maximální energie urychlovačů je v zásadě omezena velikostí a cenou magnetického systému.
Vstřikovací tunel byl jedinou částí komplexu, která byla 100% kompletní. Protože rovina orbity UNK je o 6 m nižší než v U-70, byl kanál vybaven prodlouženou částí magnetů, která zajišťovala otočení paprsku o 64 °. Iontový optický systém odpovídal fázovému objemu paprsku extrahovaného z U-70 se strukturou zákrutů tunelu.
V okamžiku, kdy vyšlo najevo, že „neexistují peníze a musíme se držet“, byla vyvinuta a přijata všechna vakuová zařízení vstřikovacího kanálu, čerpací systémy, napájecí zařízení, řídicí a monitorovací systémy. Základem urychlovače je vakuová trubice vyrobená z nerezové oceli, jejíž tlak je menší než 10 (do síly -7) mm Hg, částice se pohybují podél ní. Celková délka vakuových komor vstřikovacího kanálu a dvou stupňů urychlovače, kanálů pro extrakci a vypuzování paprsku urychlených protonů by měla být asi 70 km.
Byla postavena „Neptun“hala o rozměrech 15 x 60 m2, na které měly být umístěny cíle akcelerátoru a kontrolní zařízení.
Drobné technologické tunely.
Začala se výstavba jedinečného neutronového komplexu - částice rozptýlené v UNK by byly vypouštěny do země přes samostatný tunel směrem k Bajkalu, na jehož spodní části je instalován speciální detektor. Neutrinový dalekohled na jezeře Bajkal stále existuje a nachází se 3,5 km od pobřeží v hloubce kilometrů.
V celém tunelu byly každý jeden a půl kilometru vybudovány podzemní haly, které pojaly velké vybavení.
Kromě hlavního tunelu byl postaven další, technický (na obrázku výše), určený pro kabely a potrubí.
Tunel měl přímočaré úseky pro umístění technologických systémů urychlovače, které jsou na diagramu označeny jako „SPP-1“(zde vstupuje paprsek částic z U-70) a „SPP-4“(částice jsou odtud odstraňovány). Byly to rozšířené haly až do průměru 9 metrů a délky asi 800 metrů.
Větrací šachta s hloubkou 60 m (je také na KDPV).
Smrt a vyhlídky
V roce 1994 stavitelé sestavili poslední a nejobtížnější hydrogeologické podmínky (kvůli podzemní vodě) úseku 21 kilometrového tunelu. Ve stejném období peníze prakticky vyschly, protože náklady na projekt odpovídaly výstavbě jaderné elektrárny. Bylo nemožné objednat vybavení nebo platit mzdy pracovníkům. Situace byla zhoršena krizí v roce 1998. Poté, co bylo rozhodnuto o účasti na vypuštění Velkého Hadrona Collidera, byla UNK definitivně opuštěna.
Současný stav tunelů, které jsou stále monitorovány.
LHC, která byla uvedena do provozu v roce 2008, se ukázala být modernější a silnější a nakonec zabila myšlenku oživení ruského srážce. Je však nemožné opustit obří komplex a nyní je to „kufr bez rukojeti“. Každý rok se vynakládají peníze z federálního rozpočtu na údržbu stráží a čerpání vody z tunelů. Prostředky se také vynakládají na zabetonování mnoha hal, které přitahují milovníky průmyslového exotismu z celého Ruska.
Během posledních deseti let byly navrženy různé nápady pro renovaci komplexu. Tunel by mohl obsahovat supravodivý indukční zásobník, který by pomohl udržet stabilitu elektrické sítě v celém moskevském regionu. Nebo by tam mohla být houbová farma. Existuje mnoho nápadů, ale všichni se opírají o nedostatek peněz - dokonce i pohřbení komplexu a jeho naplnění betonem je příliš drahé. Mezitím nevyžádané jeskyně vědy zůstávají památkou nenaplněného snu sovětských fyziků.
Přítomnost LHC neznamená vyloučení všech ostatních kolizorů. Urychlovač U-70 z Ústavu fyziky vysokých energií je stále největší v Rusku. V Dubně u Moskvy se staví těžký iontový urychlovač NIKA. Jeho délka je relativně krátká - NIKA bude zahrnovat čtyři 200metrové kruhy - nicméně oblast, ve které bude kolider fungovat, by měla vědcům poskytnout pozorování „hraničního“stavu, když jádra a částice uvolněné z atomových jader existují současně. Pro fyziku je tato oblast považována za jednu z nejslibnějších.
Mezi základní výzkumy, které budou prováděny pomocí kolizoru NIKA, je modelování mikroskopického modelu raného vesmíru. Vědci mají v úmyslu použít kolider k hledání nových metod léčby rakoviny (ozáření nádoru paprskem částic). Kromě toho se zařízení používá ke studiu vlivu záření na provoz elektroniky. Dokončení výstavby nového urychlovače je plánováno na rok 2023.
Čtenáři si však okamžitě všimli, že se tímto směrem rozrostla Větší Moskva:
Přestože stále existuje informace, že někde existuje ISF (skladování vyhořelého jaderného paliva).