Hadron Collider 80-luvulla. Valmistettu Venäjällä

Kaikki ovat kuulleet suuresta hadronitörmäyttimestä Euroopassa. Mutta harvat tietävät, että suunnittelimme myös jotain tällaista. Neuvostoliiton tutkijat aloittivat törmäyksen rakentamisen 20 vuotta aikaisemmin pienessä kylässä lähellä Moskovaa.

Viime vuosisadan 80-luvun alussa emme edes tunteneet sanaa "törmätäjä", ja Protvinon kaupunki oli vain kylä Serpuhovin alueella Moskovan alueella. Samaan aikaan TSKP:n keskuskomitean tasolla tehtiin päätös rakentaa Serpukhovin (myöhemmin Protvinsky) synkrofasotronin pohjalle laajentaakseen korkean energian fysiikan instituutin (IHEP) tieteellistä ja teknistä perustaa. siellä.

Vuoteen 1993 mennessä maanalaiset työt saatiin lähes päätökseen Acceleration Storage Complexin (UNC) käynnistämisen ensimmäistä vaihetta varten. Yhteensä läpimitaltaan erikokoisia kaivoksia ajettiin noin 50 kilometriä, rakennettiin noin 30 kuilua ja aloitettiin viestintä- ja UNK-laitteiden asennus valmiisiin maanalaisiin kaivostöihin. Samanaikaisesti pintaan varustettiin yli 20 teollisuusaluetta, joissa oli monikerroksisia tuotantorakennuksia, joille laskettiin vesihuolto, lämmitys, paineilmareitit, korkeajännitelinjat, aiemmin tilatut ainutlaatuiset laitteet alkoivat saapua. ..

Neuvostoliitossa tuolloin tapahtuneilla demokraattisilla muutoksilla oli varmasti myönteinen rooli UNK:n rakentamisessa. "Rautaesiripun" tuhoutuminen mahdollisti nykyaikaisten kaivos- ja tunnelointilaitteiden hankinnan ulkomailta ja asiantuntijamme kouluttautumaan siellä työskentelemään sen parissa. Kuilujen rakentamisen aikana käytettiin ohjusakselien rakentamisessa käytettyä tekniikkaa, joka oli aiemmin täysin salainen. Mutta myöhempi Neuvostoliiton romahdus alkoi, ja sitten Venäjän siirtyminen markkinatalouteen "saa päätökseen" UNK:n rakentamisen. Rakentamista ei yksinkertaisesti ollut ketään rahoittamassa. Noina globaalin muutoksen päivinä ei ollut aikaa tieteelle...

Tällä hetkellä lähes kaikki pintarakenteet on tuhottu vain maanalaisten kaivosten ylläpitoon ja suojeluun - niiden tuhoutuminen voi johtaa ympäristökatastrofiin.

Jos kirjoitat hakukoneeseen lauseen "Epätavalliset paikat Moskovan alueella", yksi linkeistä vie sinut sivulle "Salaisten fyysikkojen hylätty tunneli". Lyhyt kuvaus: Simferopolin moottoritie, 97 km, Protvino. Keskeneräinen hiukkaskiihdytin - niin kutsuttu hadronitörmäyskone.

Vuonna 1983 Moskovan ja Kalugan alueiden rajalla Protvinon kaupungissa aloitettiin työ kiihdyttimen luomiseksi.
Tunnelin pituus on 21 km, halkaisija 5,5 metriä, kuten metrossa. Syvyys - 20 - 60 metriä. Samankaltaisuutta metron kanssa täydentää se, että noin puolentoista kilometrin välein kiihdytysrengastunneli sijaitsee maanalaisten suurten laitteiden ("asemien") vieressä. Nämä hallit on liitetty pintaan pystyakseleilla viestintää, kuljetusvälineitä jne.
Vuonna 1994 ensimmäinen osa otettiin käyttöön - 2,7 km pitkä maanalainen kanava, joka yhdistää vanhan U-70:n ja uuden UNK:n (kiihdytys- ja varastointikompleksi). Vanha kiihdytin toimi ensimmäisenä kiihdytysvaiheena supervoimakkaalle törmäyskoneelle. Kanavaan asennettiin sähkömagneettiset ja tyhjiöjärjestelmät sekä säteenvalvontalaitteet. Kanavan kaikkien elementtien asettamisen jälkeen protonit, joiden energia oli 70 GeV, lensivät suunniteltua lentorataa pitkin tulevaan tulopisteeseen UNK:n maanalaiseen renkaaseen. Päätunnelin valmistumisen jälkeen kiihdytinkompleksin luominen keskeytettiin kokonaan varojen puutteen vuoksi...

Tiet jättävät paljon toivomisen varaa - melkein kaikki ne on valmistettu epätasaisesti liitetyistä betonilaatoista ja näyttävät tältä:

Niin kutsuttu "UNK-paikka", jonka sisäänkäynti alueelle on tukkiutunut ruosteisella esteellä:

Tunneli ei ole hylätty Paikoin tunneli on tulvinut, mutta vettä ei ole enempää kuin 20-30 cm. Vettä pumpataan ulos kellon ympäri. Tunnelissa on käynnissä rakennustyöt (tunnelin keskeneräisessä osassa lattian täyttö betonilla), valaistus ja ilmanvaihto. Siellä on kapearaiteinen rautatie ja sähköveturi. Tunnelin turvallisuuden ylläpitämiseksi korjaustöihin osoitetaan vuosittain 20 miljoonaa ruplaa, koska sen tuhoaminen voi johtaa ympäristökatastrofiin Virallisen luvan laskeutua "renkaisiin" saa johdolta (joka sijaitsee yllä kuvatulla UNK-alueella) arkisin ja se laskeutuu yhdessä naapurikaivoksen työntekijöiden kanssa.

Lähde - Kuva (c) svetulik2004

Mutta käy ilmi, että sadan kilometrin päässä Moskovasta, lähellä Protvinon tiedekaupunkia, Moskovan alueen metsiin, haudataan kymmenien miljardien ruplan arvoinen aarre. Sitä ei voi kaivaa esiin ja varastaa – piilottaa ikuisesti maahan, se on arvokas vain tieteen historian kannalta. Puhumme Protvinon korkean energian fysiikan instituutin kiihdytin-varastokompleksista (ASC) - koipesäkkeestä maanalaisesta laitoksesta, joka on melkein Suuren hadronitörmäyttimen kokoinen.

Maanalaisen kiihdytinrenkaan pituus on 21 km. Päätunneli, jonka halkaisija on 5 metriä, on laskettu 20–60 metrin syvyyteen (maastosta riippuen). Lisäksi rakennettiin monia apuhuoneita, jotka yhdistettiin pintaan pystysuorien kuilujen avulla. Jos Protvinon protonitörmäyskone olisi valmistunut ajoissa ennen LHC:tä, perusfysiikan maailmaan olisi ilmaantunut uusi vetopiste.

Suurin projekti

Protvino 325 metrin korkeudesta

Parafraasin vitsiä "Sanoin sinulle - tämä paikka on kirottu!" Voimme sanoa, että törmäyskoneet eivät ilmesty tyhjästä - siellä on oltava sopivat olosuhteet. Monta vuotta ennen kuin tehtiin strateginen päätös rakentaa Neuvostoliiton suurin tiedelaitos, vuonna 1960, Serpukhov-7:n salainen kylä perustettiin korkean energian fysiikan instituutin (IHEP) tukikohtaksi. Paikka valittiin geologisista syistä - tässä Moskovan alueen osassa maaperä, joka on muinaisen meren pohja, mahdollistaa suurten maanalaisten esineiden sijoittamisen, jotka on suojattu seismiseltä toiminnalta.

Vuonna 1965 se sai kaupunkityyppisen asutuksen aseman ja uuden nimen - Protvino - johdettu paikallisen Protva-joen nimestä. Vuonna 1967 Protvinossa laukaistiin aikansa suurin kiihdytin - protonisynkrotroni U-70, jonka energia oli 70 GeV (10 9 elektronivolttia). Se on edelleen toiminnassa ja on edelleen Venäjän suurin energiakiihdytin.

U-70:n rakentaminen

Pian he alkoivat kehittää projektia uudelle kiihdyttimelle - protoni-protonitörmäyttimelle, jonka energia on 3 TeV (10 12 eV), josta tulisi maailman tehokkain. Työtä UNK:n teoreettisen perustelun parissa johti akateemikko Anatoli Logunov, teoreettinen fyysikko ja korkean energian fysiikan instituutin tieteellinen johtaja. U-70-synkrotronia suunniteltiin käytettäväksi UNK-kiihdytin ensimmäisenä "kiihdytysasteena".

UNK-projektissa suunniteltiin kaksi vaihetta: toisen piti vastaanottaa 70 GeV:n energiainen protonesuihku U-70:stä ja nostaa se väliarvoon 400-600 GeV. Toisessa renkaassa (toisessa vaiheessa) protonienergia nousisi maksimiarvoonsa. UNK:n molemmat vaiheet oli määrä sijoittaa yhteen pyöreään tunneliin, joka oli kooltaan suurempi kuin Moskovan metron kehälinja. Samankaltaisuutta metron kanssa lisää se, että rakentamisen toteuttivat metron rakentajat Moskovasta ja Almatysta.

Kokeellinen suunnitelma

1. Kiihdytin U-70. 2. Injektiokanava – protonisäteen tuominen UNK-kiihdytinrenkaaseen. 3. Antiprotonikanava. 4. Kryogeeninen kotelo. 5. Tunnelit hadroni- ja neutronikomplekseille

1980-luvun alussa maailmassa ei ollut kooltaan ja energialtaan vertailukelpoisia kiihdyttimiä. USA:n Tevatron (renkaan pituus 6,4 km, energia 1980-luvun alussa - 500 GeV) eikä CERN-laboratorion Super Collider (renkaan pituus 6,9 km, törmäysenergia 400 GeV) eivät pystyneet tarjoamaan fysiikalle tarvittavia työkaluja johtamiseen. uusia kokeita.

Maallamme oli laaja kokemus kiihdyttimien kehittämisestä ja rakentamisesta. Dubnaan vuonna 1956 rakennetusta synkrofasotronista tuli tuolloin maailman tehokkain: energia 10 GeV, pituus noin 200 metriä. Protvinoon rakennetussa synkrotronissa U-70 fyysikot tekivät useita löytöjä: he havaitsivat ensimmäistä kertaa antimateriaytimiä, havaitsivat niin sanotun "Serpukhov-ilmiön" - hadronisten vuorovaikutusten kokonaispoikkileikkausten kasvun (arvot, jotka määräävät kahden törmäävän hiukkasen reaktion kulku) ja paljon muuta.

Kymmenen vuotta työtä

UNK-tunnelin täysimittainen malli

Vuonna 1983 työmaalla aloitettiin rakennustyöt kaivosmenetelmällä 26 pystykuilulla.

Useiden vuosien ajan rakentaminen tapahtui hitaaseen tahtiin - vain puolitoista kilometriä katettiin. Vuonna 1987 annettiin hallituksen asetus työn tehostamiseksi, ja vuonna 1988 Neuvostoliitto osti ensimmäistä kertaa vuoden 1935 jälkeen ulkomailta kaksi modernia tunneliporauskompleksia Lovat-yhtiöltä, joiden avulla Protontonnelstroy aloitti tunneleiden rakentamisen.

Miksi sinun piti ostaa tunnelisuoja, jos maa oli menestyksekkäästi rakentanut metroa viisikymmentä vuotta aiemmin? Tosiasia on, että 150 tonnin Lovat-koneet eivät vain poraaneet erittäin suurella, jopa 2,5 senttimetrin tunkeutumistarkkuudella, vaan myös vuorasivat tunnelin kaaren 30 senttimetrin betonikerroksella metallieristeellä (tavalliset betonilohkot, levyllä). sisäpuolelta hitsattu metallieristys). Paljon myöhemmin Moskovan metrossa metallieristettyjä lohkoja käytetään pienen osan tekemiseen Trubnaya - Sretensky Boulevard -osuudella.

Injektiokanava. Sähköveturin kiskot on upotettu betonilattiaan

Vuoden 1989 lopussa noin 70% päärengastunnelista ja 95% ruiskutuskanavasta valmistui - yli 2,5 km pitkä tunneli, joka oli suunniteltu siirtämään säde U-70:stä UNK:hen. Rakensimme kolme rakennusta (suunnitellun 12 rakennuksesta) insinööritukea varten ja aloitimme maanpäällisten tilojen rakentamisen koko kehälle: yli 20 teollisuusaluetta monikerroksisilla tuotantorakennuksilla, joihin vesihuolto, lämmitys, paineilma , ja suurjännitejohtoja laskettiin.

Samaan aikaan hankkeessa alkoi olla ongelmia rahoituksen kanssa. Vuonna 1991, kun Neuvostoliitto romahti, UNK olisi voitu hylätä välittömästi, mutta keskeneräisen tunnelin konservointikustannukset olisivat olleet liian korkeat. Tuhoutuneena ja pohjaveden tulvimisena se voi olla vaaraksi koko alueen ekologialle.

Tunnelin maanalaisen renkaan sulkemiseen kului vielä neljä vuotta, mutta kiihdytinosa oli toivottoman jäljessä - UNK:n ensimmäisen vaiheen kiihdytysrakenteesta valmistettiin yhteensä vain noin ¾ ja magneettia vain muutama kymmenkunta. suprajohtava rakenne (ja tarvittiin 2500, joista jokainen painaa noin 10 tonnia) .

Magneettitestipenkki

Tässä on kävelymatka tämän laitoksen läpi bloggaajan kanssa samnamos (linkki alkuperäiseen viestiin)

1. Aloitamme kävelymme alueelta, jossa suojan lävistys tehtiin viimeisenä.

2. Täällä on paljon likaa ja paikoin melko tulvivia paikkoja.

3. Haara runkoon

6. Minun häkki

7. Joissain paikoissa on häiriöitä suljettujen hätätoimien yhteydessä

9. Laitehuone

17. Neptune - "Järjestelmän suurin sali."

19. Tämä on suuren renkaan eteläosa. Tunneli täällä on melkein täysin valmis - jopa tehotulojen liitokset on asennettu, samoin kuin itse kiihdytintelineet.

20. Valokuvausprosessissa.

22. Ja tämä sali johtaa kiihdytin toimivaa pientä kehää kohti, jossa tutkimus on jo käynnissä, joten isolla ympyrällä mennään pidemmälle :)

22. Pian selkeä tunneli päättyi ja alkoi viimeinen kaivausosuus, jossa sijaitsee kuilu, josta aloitimme.

23. Syvyys noin 60 metriä. Vietettyämme 19 tuntia maan alla, jätämme maanalaisen valtakunnan...

Magneettijärjestelmä on yksi tärkeimmistä kiihdyttimessä. Mitä suurempi hiukkasten energia on, sitä vaikeampaa on lähettää ne ympyrämäistä reittiä pitkin, ja vastaavasti sitä voimakkaampia magneettikenttien tulee olla. Lisäksi hiukkaset on fokusoitava niin, etteivät ne hylkää toisiaan lentäessään. Siksi hiukkasia ympyrässä kääntävien magneettien ohella tarvitaan myös tarkennusmagneetteja. Kiihdyttimien maksimienergiaa rajoittavat periaatteessa magneettijärjestelmän koko ja hinta.

Injektiotunneli osoittautui ainoaksi osaksi kompleksia, joka oli 100 % valmis. Koska UNK:n kiertoratataso on 6 m matalampi kuin U-70:ssä, kanava varustettiin pidennetyllä magneeteilla, jolloin säteen kierto on 64°. Ionioptinen järjestelmä varmisti U-70:stä poistetun säteen vaihetilavuuden koordinoinnin tunnelin kierrosten rakenteen kanssa.

Sillä hetkellä, kun kävi selväksi, että "ei ole rahaa ja meidän on kestettävä", kaikki injektiokanavan tyhjiölaitteet, pumppujärjestelmät, tehonsyöttölaitteet, ohjaus- ja valvontajärjestelmät kehitettiin ja vastaanotettiin. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu tyhjiöputki, jonka paine on alle 10 -7 mm Hg, on hiukkasten liikkeen perusta. Injektiokanavan tyhjiökammioiden ja kiihdyttimen kahden vaiheen, kiihdytettyjen protonien säteen poisto- ja purkauskanavien kokonaispituus olisi pitänyt olla noin 70 km.

Ainutlaatuisen neutronikompleksin rakentaminen aloitettiin - UNK:ssa hajotetut hiukkaset kuljetettaisiin erillisen tunnelin kautta maahan, kohti Baikal-järveä, jonka pohjalle asennettiin erityinen ilmaisin. Baikal-järven neutriinoteleskooppi on edelleen olemassa ja sijaitsee 3,5 kilometrin päässä rannasta kilometrin syvyydessä.

Koko tunnelin läpi rakennettiin maanalaisia halleja puolentoista kilometrin välein suuria laitteita varten.

Päätunnelin lisäksi rakennettiin toinen tekninen (kuvassa yllä), joka on tarkoitettu kaapeleille ja putkille.

Tunnelissa oli suoria osia kiihdytinteknisten järjestelmien sijoittamista varten, jotka on merkitty kaaviossa nimellä "SPP-1" (hiukkassäde U-70:stä tulee tänne) ja "SPP-4" (hiukkaset poistetaan täältä). Ne olivat laajennettuja halleja, joiden halkaisija oli jopa 9 metriä ja pituus noin 800 metriä.

60 m syvä tuuletuskuilu (myös KDPV:ssä).

Kuolema ja tulevaisuudennäkymät

Tunnelien nykyinen tila, joita seurataan edelleen

Vuonna 1994 rakentajat saivat päätökseen 21 kilometrin tunnelin viimeisen ja hydrogeologisesti (pohjaveden vuoksi) vaikeimman osuuden. Samaan aikaan rahat käytännössä kuivuivat, koska projektin kustannukset olivat verrattavissa ydinvoimalan rakentamiseen. Työntekijöille oli mahdotonta tilata laitteita tai maksaa palkkoja. Tilannetta pahensi vuoden 1998 kriisi. Kun päätettiin osallistua Large Hadron Colliderin laukaisuun, UNC:n valmistumisesta luovuttiin lopulta.

Vuonna 2008 käyttöön otettu LHC osoittautui nykyaikaisemmaksi ja tehokkaammaksi tappaen lopulta ajatuksen venäläisen törmäyskoneen elvyttämisestä. On kuitenkin mahdotonta yksinkertaisesti luopua jättimäisestä kompleksista, ja nyt se on "matkalaukku ilman kahvaa". Joka vuosi liittovaltion budjetista käytetään rahaa turvallisuuden ylläpitämiseen ja veden pumppaamiseen tunneleista. Varoja käytetään myös lukuisten hallien betonointiin, jotka houkuttelevat teollisen eksotiikkaa kaikkialta Venäjältä.

Viimeisen kymmenen vuoden aikana on esitetty erilaisia ideoita kompleksin kunnostamiseksi. Tunneliin voitaisiin sijoittaa suprajohtava induktiomuistilaite, joka auttaisi ylläpitämään sähköverkon vakautta koko Moskovan alueella. Tai he voisivat tehdä sienitilan sinne. Ideoita on monia, mutta ne kaikki johtuvat rahan puutteesta - jopa kompleksin hautaaminen ja täyttäminen betonilla on liian kallista. Sillä välin lunastamattomat tieteen luolat ovat muistomerkki Neuvostoliiton fyysikkojen toteutumattomalle unelmalle.

LHC:n läsnäolo ei tarkoita kaikkien muiden törmäyslaitteiden poistamista. Korkean energian fysiikan instituutin U-70-kiihdytin on edelleen suurin Venäjällä toimiva. NIKA-raskasionikiihdytintä rakennetaan Dubnaan Moskovan lähellä. Sen pituus on suhteellisen pieni - NIKA sisältää neljä 200 metrin rengasta - mutta alueen, jolla törmäyskone toimii, pitäisi tarjota tutkijoille havainnointi "rajatilasta", kun ytimiä ja atomiytimistä vapautuvia hiukkasia esiintyy samanaikaisesti. Fysiikan kannalta tätä aluetta pidetään yhtenä lupaavimmista.

NIKA-törmäyttimellä tehtävän perustutkimuksen joukossa on varhaisen maailmankaikkeuden mikroskooppisen mallin mallintaminen. Tutkijat aikovat käyttää törmäyslaitetta etsiäkseen uusia menetelmiä syövän hoitoon (kasvaimen säteilyttäminen hiukkassäteellä). Lisäksi käytetään asennusta

Sadan kilometrin päässä Moskovasta, metsissä, aarre on kirjaimellisesti haudattu maan alle. Emme puhu kulta- ja jalokivilaatikoista. Todellinen hadronitörmätäjä lepää Moskovan lähellä 60 metrin syvyydessä.

Tämän projektin piti olla 80-luvun tieteellisen vallankumouksen huippu. Törmätimen vieressä sijaitsevasta pienestä Protvinon tiedekylästä tulisi maailmantieteen painopiste. Hiukkaskiihdytintä ei kuitenkaan koskaan käynnistetty.

Miksi maailman suurimman hadronitörmätäjän rakentaminen lopetettiin ja hanke jäädytettiin? Faktrum keräsi mielenkiintoisimmat tosiasiat Neuvostoliiton hiukkaskiihdyttimestä.

Suurin törmäyskone Venäjällä ja maailmassa

Neuvostoliiton törmäyskoneen kohtalo on monimutkainen. He joko alkoivat aktiivisesti rakentaa sitä tai hylkäsivät sen melkein kokonaan. Kiihdytin syvimmät tunnelit ovat 60 metrin päässä pinnasta. Kokonaispituudeltaan törmäyskone ei ole huonompi kuin Moskovan metron kehälinja. Ja koko tämä valtava kolossi, joka on piilotettu Moskovan alueen metsiin, ei ole valmis.

Itse Protvinon kaupunki ilmestyi vuonna 1965. Sitä ennen sen paikalla oli suljettu tiedekylä Serpukhov-7. Tiedemiehet, jotka asuivat suljetussa kaupungissa, työskentelivät tuolloin toimivassa protonisynkrotronissa. Tästä kiihdyttimestä, kuten tiedemiehet suunnittelivat, piti tulla osa valtavaa Neuvostoliiton törmäyskonetta. Synkrotronin ja törmäimen rakentamispaikkaa ei valittu sattumalta. Tämä Moskovan alueen osa oli ennen merenpohjaa, mikä teki maaperän seismisten iskujen ulottumattomissa.

Hadron Collider Neuvostoliitossa: ylä- ja alamäkiä

1980-luvun alussa, kun projektille annettiin lupa, maailmassa ei ollut analogeja. Amerikkalaisen Tevatronin ja sveitsiläisen supercolliderin tehot olivat huomattavasti pienemmät. Vuonna 1983 ilmestyivät ensimmäiset pystysuorat akselit tunnelien poraukseen. Kovaan kiveen poraaminen on kuitenkin kiittämätöntä. Työ eteni hitaasti useiden vuosien aikana, koneet "näkivät läpi" vain puolitoista kilometriä kiviä. Vuonna 1988 Neuvostoliitto myönsi lisävaroja ulkomaisten porauslaitteiden hankintaan. Koneet eivät vain luoneet tunneleita, vaan myös vuorasivat pohjan betonisilla metallieristeillä varustetuilla "tyynyillä". Työ on kiihtynyt.

Yhden törmäystunnelin rakentaminen

Vuonna 1988 päärengastunneli oli 70 % valmis, injektiokanava (kiihdytettyjen hiukkasten siirtämiseen synkrotronista törmätimeen) oli 95 %. Maahan on kasvanut yli 20 erikoiskohdetta laitosten sijoittamiseen. Näyttäisi siltä, että ennen valoisaa tulevaisuutta oli jäljellä vain yksi viimeinen työntö. Mutta rahoitus pysähtyi taas. Vuonna 1991 projektin budjettia leikattiin, ja vuoden 1998 kriisin aikana rahat melkein kuivuivat. Pelkästään keskeneräisen laitoksen hylkääminen merkitsisi Moskovan alueen tuomitsemista ympäristökatastrofiin. Konservointi on alkanut.

Lopun kolmanneksen tunnelista rakentaminen kesti neljä vuotta. Törmäyskonetta ei kuitenkaan voitu käynnistää tämän jälkeen. Tunneleissa ei ollut tarpeeksi magneettista "vuorausta", joka luo kentän ja kiihdyttää hiukkasia. Tässä tapauksessa injektiokanava oli täysin valmis. Lisäksi saatiin päätökseen insinöörihallien rakentaminen ja neutriinoteleskoopin asennus Baikal-järvelle, jonka piti "saapua" hiukkasia.

Hylätyn hiukkaskiihdyttimen kunniaton loppu

Nykyään miljoonia käytetään Neuvostoliiton törmäyskoneen ylläpitoon. Joka vuosi on tarpeen pumpata vettä tunneleista, vahvistaa seinät ja betonoida stalker-käytävät. Vuonna 2008 lanseerattu Large Hadron Collider lopetti ajatuksen venäläisen kiihdytin elvyttämisestä. Lisäksi Venäjällä on jo käynnissä nykyaikaisemman (tosin pienemmän) NIKA-törmäimen rakentaminen Moskovan alueen Dubnaan.

Tunnelit nykyisessä kunnossaan

Neuvostoliiton törmäyskoneen käyttäminen on erittäin kallista. Tästä syystä hankkeen peruskorjausideoita pohditaan aktiivisesti. Lupaavin suunta on valtavan kiihdytinpohjaisen akun luominen. Tällainen "akku" keventää Moskovan sähköverkkojen kuormitusta. Mutta kaikki ideat vaativat huomattavaa rahoitusta, mikä on kompastuskivi. Jo pelkkä Neuvostoliiton törmäyskoneen täyttäminen betonilla on kallis ehdotus.

Missä on kallein aarre Venäjällä ja ehkä koko planeetalla? Saatuaan vastauksen kaikki aarteenmetsästäjät iloitsevat samaan aikaan, mutta toisaalta he ovat pettyneitä, koska tätä aarretta ei voi lunastaa tai varastaa, koska se sijaitsee maan alla ja on useita kilometrejä pitkä. Tämän salaperäisen esineen nimi on hadronin törmäyskone.

Tietenkin se on arvokas paikka tutkijoille ja ehkä herättää suurta kiinnostusta niin sanottujen kaivajien keskuudessa. Hylätty kiihdytin-varastokompleksi kuuluu Institute of High Energy Physicsille ja sijaitsee Protvinossa. Itse asiassa törmäyskone oli yksinkertaisesti koipallo, ja nyt maanalainen kohde houkuttelee monia seikkailijoita historiallaan.

Grandioosinen projekti

Protvinon törmätäjällä on todella vaikuttavat mitat, sillä renkaan pituus on kaksikymmentäyksi kilometriä. Päätunneli ulottuu viisi kilometriä, ja sen syvyys vaihtelee kahdestakymmenestä kuuteenkymmeneen metriin, kaikki riippuu luonnollisesta topografiasta. Kaikkien Protvinon hadronitörmätäjän rakennusvuosien aikana maanalainen alue oli täynnä erilaisia tiloja, jotka yhdistettiin maan pintaan itse esineeseen nähden kohtisuoraan luoduilla kuiluilla.

Kuka tietää, ehkä jos Neuvostoliiton ohjelma olisi saatu päätökseen ennen LHC:tä, siitä olisi tullut kaikkien tulevaisuuden fysiikan sensaatiomaisten löytöjen lähtökohta.

Monta vuotta ennen kuin päätettiin rakentaa Neuvostoliiton suurin törmäyskone, Moskovan alueelle perustettiin Serpukhov-7-niminen erikoissiirtokunta. Se oli korkean energian fysiikan instituutin tutkimustukikohta. Jo vuonna 1960 tutkijat valitsivat alueen geologisten tietojen perusteella. Ja juuri tässä alueen osassa maaperällä oli positiivisia ominaisuuksia maanalaisten esineiden sijoittamiseen, koska se oli muinaisina aikoina meren pohja. Lisäksi tämä vyöhyke on suojattu maanjäristyksiltä luonnollisella topografialla.

Protvinon ulkonäkö

Viisi vuotta Serpukhov-7:n ilmestymisen jälkeen se päätettiin määritellä kaupunkityyppiseksi asutukseksi ja nimetä se uudelleen täällä virtaavan Protva-joen kunniaksi - Protvino. Ajatuksen lisäksi hadronitörmätäjän luomisesta Protvinoon rakennettiin vuonna 1967 siihen mennessä suurin kiihdytin. Se oli protonisynkrotroni, joka on edelleen toiminnassa. U-70-synkrotroni on 109 elektronivoltin energiatehollaan koko Venäjän federaation korkein energiasynkrotroni.

Koska unionilla oli tuolloin keinot suorittaa fyysistä perustutkimusta, 1980-lukua leimasi suurenmoisen hankkeen luominen, joka esiteltiin kiihdytin-varastokompleksin tai yksinkertaisemmin sanottuna jonkinlaisen hadronitörmäimen muodossa. Protvinossa kaikki nämä vuodet IHEP-tukikohta jatkoi toimintaansa kadehdittavan vakaasti.

Jos tarkastelemme hanketta teknisestä näkökulmasta, sitä voidaan verrata Moskovan metron ja sen renkaan rakentamiseen, mutta useita kertoja kalliimpi ja monimutkaisempi. Miksi Protvinon törmäyskone piti sijoittaa maan alle? On olemassa kaksi pääkriteeriä: tasaisen ihanteellisen lämpötilan ylläpitäminen tieteellistä tutkimusta varten (miinus kaksisataa seitsemänkymmentäyksi celsiusastetta) ja ulkoisten maanpäällisten häiriöiden minimaalinen pääsy korkeilla taajuuksilla toimiviin laitteisiin. Huolimatta siitä, että Protvinon törmäyskoneen näkymistä ei alun perin ollut mitään erityistä hyötyä tulevaisuuden tieteelle, tutkimus voisi tarjota valtavan kerroksen tietoa maailmamme rakenteesta fysiikan näkökulmasta.

Uusi kiihdytin

Uusimman tuhannen kahdentoista elektronivoltin energian protoni-protoni-törmäyttimen projektia vauhditti ajatus luoda maailman tehokkain kiihdytin. Kaikki Protvinon törmäimen rakentamiseen liittyvät työt suoritettiin akateemikko Anatoli Logunovin johdolla. Hän oli teoreettinen fyysikko ja korkean energian fysiikan instituutin työntekijä. Lisäksi hänen suunnitelmiensa mukaan olemassa olevasta synkrotroni-70:stä tulisi ensimmäinen linkki uuden kiihdytin kiihdytyksessä.

Nyt hylätyn Protvinon hadronitörmätäjän projekti olettaa kahden vaiheen läsnäoloa: ensimmäisessä otettiin vastaan protonit, joiden energia oli seitsemänkymmentä gigaelektronivolttia ja jotka synkrotroni vapautti, mikä myöhemmin nosti ne kuudensadan gigaelektronivoltin väliarvoon; toinen vaihe (rengas) nostaisi protonit maksimissaan.

Protvinon törmäyksen ensimmäinen ja toinen vaihe oli tarkoitus sijoittaa yhteen rengastunneliin, jonka mitat ovat useita kertoja suuremmat kuin Moskovan olemassa oleva kehämetrolinja. Lisäksi töitä tekivät samat ihmiset, jotka leikkasivat metrojunien käytäviä maan paksuudessa.

Suuri 21 kilometrin rengas sisältää putken ensimmäisestä vaiheesta, joka on täytetty lämpimillä magneeteilla, sekä kaksi putkea toisesta renkaasta, jotka on täytetty kylmämagneeteilla, joilla on superläpäiseviä ominaisuuksia. Ne on merkitty lyhenteellä "UNK" ja numeroilla 1-3. Nämä magneetit ovat täsmälleen kiihdyttimiä, jotka vaikuttavat hiukkassäteeseen, ohjaavat sen haluttuun suuntaan. Moskovan alueen Protvinossa sijaitsevan hylätyn törmäyslaitteen tunneli on suunniteltu niin, että jos jotain tapahtuu, työntekijät pääsevät tarvittavaan paikkaan ja suorittavat huoltotöitä. Sen leveys on paljon suurempi kuin vastaavan CERN-laitoksen.

Joten katsotaanpa tarkemmin, kuinka tällainen jättiläinen toimii? Hiukkassäteen muodostumisen jälkeen niiden nopeutta kiihdytetään pienessä kiihdyttimessä - synkrotronissa. Myöhemmin he siirtyvät ensimmäisen suuren renkaan ja pienen kiihdytin yhdistävän kanavan avulla lämpimien magneettien pääpaikalle vastapäivään. Sitten kiihdytettyään vaadittuun nopeuteen ne putoavat suprajohtavien magneettien päälle. Tähän mennessä pienessä U-70:ssä valmistellaan seuraavaa hiukkassäteen osaa, joka seuraa suureen renkaaseen toista kanavaa pitkin ja myötäpäivään liikkuen ottaa aikaisempien paikan lämpimillä magneeteilla. Myös toinen ryhmä hiukkasia siirtyy suprajohtaviin magneetteihin ja törmää ensimmäiseen.

Ainutlaatuinen tutkijoiden työ

Viime vuosisadan 80-luvulla yksikään maa ei kyennyt luomaan kilpailukykyistä ja tehokasta kiihdytinkonetta. Jopa Amerikan ja Geneven laitokset eivät voimistaan huolimatta pystyneet tarjoamaan tieteelle erittäin tarpeellista työkalua uusimpien kokeiden suorittamiseen fyysisten ilmiöiden alalla.

Tuolloin Neuvostoliitolla oli jo Dubnassa sijaitseva kiihdytin, joka luotiin vuonna 1956. Noina vuosina se oli tehokkain, sen energia oli kymmenen gigaelektronivolttia, mutta sen pituus oli vain kaksisataa metriä, mutta juuri siitä fyysikot tekivät sensaatiomaisia löytöjä, esimerkiksi rekisteröivät antimateriaaliytimen olemassaolon. . Uuteen törmäyslaitteen suunnitteluun sisältyi mahdollisuus havaita neutriinovuo, joka sijaitsee erittäin pitkän matkan päässä itse renkaasta.

Yksinkertaisesti sanottuna suurella nopeudella hiukkaset oli ohjattava Irkutskin alueelle - kohti Baikal-järveä. Kaikki tämä oletettiin ilman tunnelia, tietysti. Toisin sanoen renkaasta poistetut hiukkaset tunkeutuivat maan kallion kerrosten läpi, ja matkattuaan tuhansia kilometrejä piti pudota järven pohjalle ja tallentaa erityisellä ilmaisimella.

Tämä ilmaisin sijaitsee todella lähellä Baikal-järveä. Loppujen lopuksi hiukkaset liikkuvat planeettamme pyöreän muodon vuoksi maanalaisessa avaruudessa tietyssä kulmassa, joten laite asetettiin kolmen ja puolen kilometrin päähän suurimmasta makeasta vesistöstä, yhden kilometrin syvyyteen. Sitä kutsutaan neutriinoteleskoopiksi. Baikal-hiukkassieppari otettiin käyttöön vuonna 1998, ja se toimi koko vuosikymmenen.

Kuinka törmäyskone rakennettiin

Protvinon hylätyn törmäyskoneen rakentaminen aloitettiin vuonna 1983. Sen luomiseen käytettiin kaivosmenetelmää: kaivettiin kaksikymmentäkuusi pystysuoraa akselia. Vuoteen 1987 asti rakentaminen eteni hitaasti, kunnes hallitus antoi asetuksen toiminnan jatkamisesta. Sitten, vuotta myöhemmin, Neuvostoliitto osti ensimmäistä kertaa ulkomaisia Lovat-yhtiön valmistamia tunneliporauskomplekseja. Näitä koneita käyttämällä työntekijät pystyivät nopeuttamaan tunnelin kaivuprosessia.

Tunnelinasennusyksiköiden temppu oli se, että ne eivät vain kaivanneet suurella tarkkuudella, vaan samalla laskeneet tunnelin kaaria pitkin kolmenkymmenen senttimetrin betonikerroksen. Ja metallieriste asennettiin itse betoniin.

Neuvostoliiton hajoaminen ja sitä seuraavat vaikeudet

Vuoden 1990 alkuun mennessä noin 70 prosenttia päärengastunnelista oli valmis, ja ruiskutuskanava oli jo 95 prosenttia valmis (se oli tarkoitettu palkkien kuljettamiseen). Kahdestatoista suunnitellusta rakennuksesta vain kolme rakennettiin teknisiä tukia. Maanpäälliset tilat rakennettiin paljon nopeammin. Tällä tavalla varustettiin yli kaksikymmentä tointa, joissa oli useita kerroksisia teollisuusrakennuksia, joihin vedettiin vesijohtoja, lämpöreittejä ja suurjännitelinjoja.

Mutta juuri tämä ajanjakso oli rahoituksen tuhoisinta. Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen rakennustyömaa hylättiin lähes välittömästi. Törmäyksen säilyttäminen osoittautui kuitenkin liian kalliiksi ja saattaa myös aiheuttaa vahinkoa ympäristölle, koska tunneleiden tulviminen pohjavedellä on suora vaara koko Protvinon alueen ekologiselle tilanteelle. Ja kuinka päästä hadronin törmätäjään seuraavina vuosina olisi suuri mysteeri ja ongelma (jos projektia jatkettaisiin).

Magneettisen järjestelmän luominen

Kaikista vaikeuksista huolimatta tunnelin maanalainen kehä oli edelleen kiinni, mutta mikä tärkeintä, kiihdytinvyöhyke luotiin vain kolmeen neljäsosaan koko laitoksesta. Suprajohtavia magneetteja oli saatavilla, mutta hyvin pieniä määriä, koska niiden valmistus ei ollut helppoa, koska jokaisen magneetin piti painaa jopa kymmenen tonnia ja projektin vaatimusten mukaan niitä piti olla kaksituhatta viisisataa.

Yleensä tämä magneettinen järjestelmä on tärkein lenkki koko kiihdytin. Itse asiassa, mitä suurempi hiukkasten nopeus on, sitä vaikeampaa on ohjata niitä ympyrään, joten magneettikenttien on oltava erittäin voimakkaita. Lisäksi kaikki hiukkaset tulee fokusoida niin, etteivät ne voi hylätä toisiaan lennon aikana, joten magneettijärjestelmään tarvittiin myös tarkennusmagneetteja.

Ruiskutustunneli

Mutta oliko mikään täysin valmis? Kyllä, tämä on ruiskutustunneli, joka valmistui sataprosenttisesti. Sitä varten oli valmiina tyhjiöjärjestelmällä varustettu laitteisto ja kehitettiin pumppaus-, ohjaus- ja valvontajärjestelmä. Ruostumattomasta teräksestä valmistetun tyhjiöputken paineen piti olla seitsemän elohopeamillimetriä, ja se oli koko rakenteen perusta. Kaikkien tällaisten injektiokanavassa olevien tyhjiöputkien sekä olemassa olevien kahden kiihdytinrenkaan, tunneleiden protonisäteen poistoa ja ulostyöntämistä varten suunniteltiin olevan seitsemänkymmentä kilometriä.

Menestys on lähellä!

Saavuttuaan niin lähelle rakennustyömaan päiväntasaajaa pystytettiin monumentaalinen halli nimeltä "Neptunus". Sen mitat ovat todella hämmästyttäviä - viisitoista kertaa kuusikymmentä neliömetriä. Itse asiassa se luotiin nimenomaan itse kiihdytin ja hiukkasvarausta mittaavan ohjauslaitteiston asentamista varten sen tiloihin.

Päätunnelin sisälle luotiin jokaiselle puolentoista kilometrin kohdalla muita huoneita suurille laitteille. Lisäksi siellä oli myös erityinen huone, joka oli tarkoitettu erilaisille kaapeleille ja putkille.

Säiliön käyttöönotto

Vuoteen 1994 mennessä he pystyivät yhteisillä ponnisteluilla suorittamaan 21 kilometriä pitkän osuuden, joka on vaikein kaikista käytettävissä olevista pohjaveden läsnäolon vuoksi. Samana vuonna kaikki kaukaisesta neuvostoajasta jäljellä olevat varat loppuivat lopulta. Koko törmäimen kustannukset vastasivat likimääräisiä ydinvoimalan rakentamiskustannuksia. Vuoteen 1995 mennessä ei ollut puhettakaan palkkojen maksamisesta työntekijöille, tarvittavien laitteiden hankintaan ei ollut rahoitusta.

Vuonna 1998 syntyi vakava kriisi, ja törmäimen tilanne paheni LHC:n (Large Hadron Collider) laukaisun vuoksi. Lopulta LHC, joka osoittautui paljon tehokkaammaksi kuin Protvinsky-törmäyskone, esti täysin sen työskentelypolun. Venäjän laitoksen elvytys lykättiin määräämättömäksi ajaksi.

Tietenkin sellaisen rakenteen ottaminen ja luopuminen oli ehdottomasti sääntöjen vastaista. Virkamiehet myöntävät joka vuosi valtavia summia tähän "matkalaukkuun ilman kahvaa". Palkkaa maksetaan vartijoille ja työntekijöille, jotka pumppaavat vettä maanalaisista rakenteista. Budjettia käytetään myös erilaisten kaivojen betonointiin Protvinon törmäyskoneeseen. Kuinka päästä hylättyyn rakennukseen? Se on yksinkertaista - sinun tarvitsee vain tehdä kulku.

Herätysideoita

Viimeisen vuosikymmenen aikana on jatkuvasti keksitty uusia ideoita törmäyskonekompleksin entisöintiin ja kunnostukseen. Esimerkiksi tunnelin sisälle voitaisiin sijoittaa superläpäisevällä teholla varustettu induktiomuistilaite, joka voisi ohjata sähköverkkojen vakautta koko Moskovan alueella.

Myös sienitilan perustamista törmäimen sisään on ehdotettu, mutta rahan puute on suurin este kaikille ehdotetuille hankkeille. Ja sen hautaaminen betonikerroksen alle on kallein vaihtoehto. Nykyään kaikki olemassa olevat keinotekoiset ja valtavat luolat ovat edelleen monumentaalisia monumentteja, mikä tarkoittaa Neuvostoliiton fyysikkojen piippuunelmia.

Korkean teknologian laitteet, jotka oli valmistettu mutta joita ei ole asennettu, myytiin Kiinaan, kun valtio loi tokamakin. Luonnollisesti fysiikan parhaat mielet jättivät rahapulan Amerikkaan ja Euroopan maihin. Ja yksinäisen jättiläisen kohtalo on epäillyt monta vuotta.

Konservointi tapahtui vuonna 2014. Kohde luovutettiin tutkimuslaitoksen alaiselle rakennusryhmälle. Samana vuonna paloturvaportit poistettiin, tunneli jaettiin sektoreihin, peitettiin kaikki reiät, joista vesi virtasi, sekä purettiin kaivospihat, joiden avulla törmäyskone rakennettiin. Tietenkin hylättyjen paikkojen ystäville he asensivat turvajärjestelmän koko kaasupolkimen kehälle.

Törmäyksen tila tänään

Ja silti, kuinka päästä hylättyyn hadronitörmätäjään? Protvino on pieni kylä, jossa on nykyään enimmäkseen moskovilaisten kesämökkejä. Lähes talojen läheisyydessä on betonirauniot, joiden lähellä on sekä talvella että kesällä turvakoppi, jossa lukee: "Esi on vartioituna." Tietenkin siellä oleva ovi on aina lukossa, mutta kun kaivaa hyvin rakennuksen lähellä olevaan saveen, pääsee sisälle ja laskeutua alas viidestätoista lentosta koostuvaa kaivoskuilua.

Varaudu sisälle tippuvan kondenssiveden ääneen. Huolimatta siitä, että laitos ei ole käytössä, on sisällä paikoin sähköä. Metallilevyt, joilla ne päällystettiin aivan rakentamisen alussa, ovat edelleen nähtävissä seinillä. Laskeuduttuaan aivan pohjaan, samat edellä kuvatut tunnelit ilmestyvät käytävän päähän. Niissä ei ole valaistusjärjestelmää, joten pimeyden vuoksi ne näyttävät loputtomalta. Koska vesieristystä ei myöskään tehty kaikkialla, pohjavettä pumppaavan viemärin äänet kuuluvat kaukaa. No, sisällä seisova ilma upottaa kenet tahansa välittömästi metron tunnelmaan.

Päärenkaan koko on paljon suurempi kuin Moskovan metrotunneli. Se kulkee maan alla useita kymmeniä kilometrejä. Yleensä tehdyn työn laajuus hämmästyttää kaikkia, jotka uskaltavat tutkia hylättyä törmäyskonetta.

Kaikkialla on tuhoa ja tuhoa. Portit ovat rikki ja kuorma-autojen teloista päätellen kaikki on poistettu, viety ulos ja varastettu...