Hadron Collider di tahun 80an. Dibuat di Rusia

Semua orang telah mendengar tentang Large Hadron Collider di Eropa. Tetapi hanya sedikit orang yang tahu bahwa kami juga merencanakan hal seperti ini. Ilmuwan Soviet mulai membangun Collider 20 tahun sebelumnya di sebuah desa kecil dekat Moskow.

Pada awal tahun 80-an abad yang lalu, kita bahkan tidak mengenal kata “collider”, dan kota Protvino hanyalah sebuah desa di distrik Serpukhov, wilayah Moskow. Pada saat yang sama, di tingkat Komite Sentral CPSU, keputusan dibuat untuk membangun sinkrofasotron Serpukhov (kemudian Protvinsky), untuk memperluas basis ilmiah dan teknis dari Institut Fisika Energi Tinggi (IHEP) yang berlokasi di sana.

Pada tahun 1993, pekerjaan bawah tanah untuk tahap pertama peluncuran Acceleration Storage Complex (UNC) hampir selesai. Secara total, sekitar 50 kilometer pekerjaan tambang dengan berbagai diameter telah diselesaikan, sekitar 30 poros dibangun, dan pemasangan peralatan komunikasi dan UNK dimulai pada pekerjaan bawah tanah yang telah selesai. Pada saat yang sama, lebih dari 20 lokasi industri dengan bangunan produksi bertingkat dibangun di permukaan, di mana pasokan air, pemanas, saluran udara bertekanan, saluran listrik tegangan tinggi dipasang, dan peralatan unik yang dipesan sebelumnya mulai berdatangan. ..

Transformasi demokrasi yang terjadi di Uni Soviet saat itu tentunya berperan positif dalam pembangunan UNK. Penghancuran “Tirai Besi” memungkinkan pembelian peralatan pertambangan dan pembuatan terowongan modern di luar negeri, dan para spesialis kami dapat dilatih di sana untuk mengerjakannya. Selama pembangunan poros, teknologi yang digunakan dalam pembangunan poros rudal digunakan, yang sebelumnya sangat dirahasiakan. Namun keruntuhan Uni Soviet berikutnya dimulai, dan kemudian transisi Rusia ke ekonomi pasar “menyelesaikan” pembangunan UNK. Tidak ada orang yang membiayai pembangunannya. Pada masa perubahan global, tidak ada waktu untuk sains...

Saat ini, hampir semua struktur permukaan telah hancur; pendanaan hanya disediakan untuk pemeliharaan dan perlindungan tambang bawah tanah - kehancurannya dapat menyebabkan bencana lingkungan.

Jika Anda mengetikkan frasa “Tempat-tempat yang tidak biasa di wilayah Moskow” ke dalam mesin pencari, salah satu tautan akan membawa Anda ke halaman “Terowongan Fisikawan Rahasia yang Terbengkalai”. Deskripsi singkat: Jalan raya Simferopol, 97 km, Protvino. Akselerator partikel yang belum selesai - yang disebut hadron collider.

Pada tahun 1983, di perbatasan wilayah Moskow dan Kaluga di kota Protvino, pekerjaan pembuatan akselerator dimulai.
Panjang terowongan 21 km, diameter 5,5 meter, seperti di metro. Kedalamannya - dari 20 hingga 60 meter. Kesamaan dengan metro dilengkapi dengan fakta bahwa kira-kira setiap satu setengah kilometer terowongan cincin akselerator bersebelahan dengan ruang bawah tanah untuk menampung peralatan berukuran besar (“stasiun”). Aula-aula ini dihubungkan ke permukaan melalui poros vertikal untuk komunikasi kabel, peralatan transportasi, dll.
Pada tahun 1994, bagian pertama dioperasikan - saluran bawah tanah sepanjang 2,7 km, menghubungkan U-70 lama dan UNK baru (kompleks akselerasi dan penyimpanan). Akselerator lama berfungsi sebagai tahap akselerasi pertama untuk penumbuk super kuat. Sistem elektromagnetik dan vakum serta peralatan pemantauan sinar dipasang di saluran tersebut. Setelah semua elemen saluran diatur, proton dengan energi 70 GeV terbang sepanjang lintasan yang dirancang hingga titik masuk masa depan ke dalam cincin bawah tanah UNK. Setelah terowongan utama selesai, pengerjaan pembuatan kompleks akselerator dihentikan sepenuhnya karena kekurangan dana...

Jalan-jalannya meninggalkan banyak hal yang diinginkan - hampir semuanya terbuat dari pelat beton yang tidak rata dan terlihat seperti ini:

Yang disebut “situs UNK”, pintu masuk ke wilayahnya diblokir oleh penghalang berkarat:

Terowongan tersebut tidak terbengkalai. Di beberapa tempat terowongan tergenang air, namun ketinggian air tidak lebih dari 20-30cm. Air dipompa keluar sepanjang waktu. Pekerjaan konstruksi sedang berlangsung di dalam terowongan (penimbunan lantai dengan beton di bagian terowongan yang belum selesai), terdapat penerangan dan ventilasi. Ada rel kereta api sempit dan lokomotif listrik. Untuk menjaga keamanan terowongan, 20 juta rubel dialokasikan setiap tahun untuk pekerjaan perbaikan, karena kehancurannya dapat menyebabkan bencana lingkungan. Izin resmi untuk turun ke dalam “ring” dapat diperoleh dari manajemen (yang berlokasi di lokasi UNK yang dijelaskan di atas) pada hari kerja dan akan turun bersama dengan para pekerja di tambang tetangga.

Sumber - Foto (c) svetulik2004

Namun ternyata seratus kilometer dari Moskow, dekat kota sains Protvino, di hutan wilayah Moskow, harta karun senilai puluhan miliar rubel terkubur. Ia tidak dapat digali dan dicuri—tersembunyi selamanya di dalam tanah, ia hanya bernilai bagi sejarah ilmu pengetahuan. Kita berbicara tentang kompleks penyimpanan akselerator (ASC) dari Institut Fisika Energi Tinggi Protvino - fasilitas bawah tanah yang hampir seukuran Large Hadron Collider.

Panjang cincin akselerator bawah tanah adalah 21 km. Terowongan utama dengan diameter 5 meter dibangun pada kedalaman 20 hingga 60 meter (tergantung medan). Selain itu, banyak ruang tambahan dibangun, dihubungkan ke permukaan dengan poros vertikal. Jika penumbuk proton di Protvino selesai tepat waktu sebelum LHC, daya tarik baru akan muncul dalam dunia fisika fundamental.

Proyek terbesar

Protvino dari ketinggian 325 meter

Mengutip lelucon “Sudah kubilang – tempat ini terkutuk!” kita dapat mengatakan bahwa collider tidak muncul begitu saja - harus ada kondisi yang sesuai. Bertahun-tahun sebelum keputusan strategis dibuat untuk membangun fasilitas ilmiah terbesar di Uni Soviet, pada tahun 1960, desa rahasia Serpukhov-7 didirikan sebagai basis Institut Fisika Energi Tinggi (IHEP). Lokasi tersebut dipilih karena alasan geologis - di bagian wilayah Moskow ini, tanah, yang merupakan dasar laut purba, memungkinkan penempatan benda-benda bawah tanah besar yang terlindung dari aktivitas seismik.

Pada tahun 1965, ia menerima status pemukiman tipe perkotaan dan nama baru - Protvino - diambil dari nama sungai setempat Protva. Pada tahun 1967, akselerator terbesar pada masanya diluncurkan di Protvino - sinkrotron proton U-70 dengan energi 70 GeV (10 9 elektron volt). Ia masih beroperasi dan tetap menjadi akselerator energi tertinggi di Rusia.

Pembangunan U-70

Segera mereka mulai mengembangkan proyek untuk akselerator baru - penumbuk proton-proton dengan energi 3 TeV (10 12 eV), yang akan menjadi yang paling kuat di dunia. Pengerjaan pembuktian teoritis UNK dipimpin oleh Akademisi Anatoly Logunov, fisikawan teoretis dan direktur ilmiah Institut Fisika Energi Tinggi. Sinkronisasi U-70 rencananya akan digunakan sebagai “tahap akselerasi” pertama akselerator UNK.

Proyek UNK membayangkan dua tahap: tahap pertama adalah menerima berkas proton dengan energi 70 GeV dari U-70 dan menaikkannya ke nilai antara 400-600 GeV. Pada cincin kedua (tahap kedua), energi proton akan naik ke nilai maksimumnya. Kedua tahapan UNK itu akan ditempatkan dalam satu terowongan melingkar yang ukurannya lebih besar dari jalur lingkar Metro Moskow. Kemiripan dengan metro ditambah dengan fakta bahwa pembangunannya dilakukan oleh pembangun metro dari Moskow dan Almaty.

Rencana eksperimental

1. Akselerator U-70. 2. Saluran injeksi—memasukkan berkas proton ke dalam cincin akselerator UNK. 3. Saluran antiproton. 4. Perumahan kriogenik. 5. Terowongan menuju kompleks hadron dan neutron

Pada awal tahun delapan puluhan, tidak ada akselerator yang sebanding dalam ukuran dan energi di dunia. Baik Tevatron di AS (panjang cincin 6,4 km, energi pada awal 1980-an - 500 GeV), maupun Supercollider dari laboratorium CERN (panjang cincin 6,9 km, energi tumbukan 400 GeV) tidak dapat memberikan alat yang diperlukan fisika untuk melakukan eksperimen baru. .

Negara kita memiliki pengalaman luas dalam pengembangan dan pembangunan akselerator. Dibangun di Dubna pada tahun 1956, synchrophasotron menjadi yang terkuat di dunia saat itu: energi 10 GeV, panjang sekitar 200 meter. Pada sinkrotron U-70 yang dibangun di Protvino, fisikawan membuat beberapa penemuan: mereka pertama kali mendeteksi inti antimateri, menemukan apa yang disebut "efek Serpukhov" - peningkatan total penampang interaksi hadronik (nilai yang menentukan jalannya reaksi dua partikel yang bertabrakan) dan banyak lagi.

Sepuluh tahun bekerja

Model terowongan UNK skala penuh

Pada tahun 1983, pekerjaan konstruksi di lokasi tersebut dimulai dengan metode penambangan, menggunakan 26 poros vertikal.

Selama beberapa tahun, konstruksi dilakukan dengan lambat - hanya satu setengah kilometer yang tercakup. Pada tahun 1987, sebuah keputusan pemerintah dikeluarkan untuk mengintensifkan pekerjaan, dan pada tahun 1988, untuk pertama kalinya sejak tahun 1935, Uni Soviet membeli dua kompleks pengeboran terowongan modern di luar negeri dari perusahaan Lovat, dengan bantuan Protontonnelstroy mulai memasang terowongan.

Mengapa Anda perlu membeli pelindung terowongan jika negara tersebut telah berhasil membangun kereta bawah tanah selama lima puluh tahun sebelumnya? Faktanya, mesin Lovat seberat 150 ton tidak hanya mengebor dengan akurasi penetrasi yang sangat tinggi hingga 2,5 sentimeter, tetapi juga melapisi lengkungan terowongan dengan lapisan beton sepanjang 30 sentimeter dengan insulasi logam (balok beton biasa, dengan lembaran insulasi logam dilas pada bagian dalam) . Nantinya, di Metro Moskow, balok dengan insulasi logam akan digunakan untuk membuat bagian kecil di bagian Trubnaya - Sretensky Boulevard.

Saluran injeksi. Rel untuk lokomotif listrik ditenggelamkan di lantai beton

Pada akhir tahun 1989, sekitar 70% terowongan lingkar utama dan 95% saluran injeksi selesai dibangun - sebuah terowongan sepanjang lebih dari 2,5 km, dirancang untuk mentransfer sinar dari U-70 ke UNK. Kami membangun tiga bangunan (dari 12 bangunan yang direncanakan) untuk dukungan teknik, dan memulai pembangunan fasilitas berbasis darat di sepanjang perimeter: lebih dari 20 lokasi industri dengan bangunan produksi bertingkat, yang menyediakan pasokan air, pemanas, udara bertekanan , dan saluran listrik tegangan tinggi dipasang.

Pada periode yang sama, proyek tersebut mulai mengalami kendala pendanaan. Pada tahun 1991, dengan runtuhnya Uni Soviet, UNK bisa saja segera ditinggalkan, namun biaya pelestarian terowongan yang belum selesai akan terlalu tinggi. Hancur dan tergenang air tanah dapat menimbulkan bahaya bagi ekologi seluruh wilayah.

Butuh empat tahun lagi untuk menutup cincin bawah tanah terowongan, tetapi bagian akselerator tertinggal jauh - secara total, hanya sekitar ¾ dari struktur percepatan untuk tahap pertama UNK yang diproduksi, dan hanya beberapa lusin magnet dari terowongan tersebut. struktur superkonduktor (dan dibutuhkan 2.500, masing-masing berbobot sekitar 10 ton).

Bangku tes magnet

Berikut ini penjelasan tentang fasilitas ini dengan seorang blogger samnamo (tautan ke posting asli)

1. Kita akan memulai perjalanan kita dari area dimana penetrasi perisai dilakukan sebagai hal terakhir.

2. Disini banyak sekali tanahnya, dan di beberapa tempat terdapat tempat yang cukup tergenang air.

3. Cabang ke batang

6. Kandang tambang

7. Di beberapa tempat terjadi kerusakan pada pekerjaan darurat yang tertutup

9. Ruang peralatan

17. Neptunus - "Aula terbesar dalam sistem."

19. Ini adalah bagian selatan dari Cincin Besar. Terowongan di sini hampir sepenuhnya siap - bahkan dudukan untuk input daya telah dipasang, serta rak untuk akselerator itu sendiri.

20. Sedang dalam proses memotret.

22. Dan aula ini mengarah ke ring kecil akselerator yang berfungsi, tempat penelitian sedang berlangsung, jadi kita akan melangkah lebih jauh dalam lingkaran besar :)

22. Segera terowongan yang bersih berakhir dan bagian terakhir penggalian dimulai, di mana poros tempat kami memulai berada.

23. Kedalamannya kurang lebih 60 meter. Setelah menghabiskan 19 jam di bawah tanah, kami meninggalkan kerajaan bawah tanah...

Sistem magnet adalah salah satu yang terpenting dalam akselerator. Semakin tinggi energi partikel, semakin sulit untuk mengirimnya sepanjang jalur melingkar, dan karenanya, medan magnetnya harus semakin kuat. Selain itu, partikel-partikel tersebut perlu dipusatkan agar tidak saling tolak menolak saat terbang. Oleh karena itu, selain magnet yang memutar partikel membentuk lingkaran, diperlukan juga magnet pemfokusan. Energi maksimum akselerator pada prinsipnya dibatasi oleh ukuran dan biaya sistem magnetis.

Terowongan injeksi ternyata merupakan satu-satunya bagian kompleks yang 100% siap. Karena bidang orbit UNK lebih rendah 6 m dibandingkan U-70, saluran tersebut dilengkapi dengan magnet yang diperluas, sehingga menghasilkan rotasi sinar sebesar 64°. Sistem ion-optik memastikan koordinasi volume fase sinar yang diekstraksi dari U-70 dengan struktur belokan terowongan.

Pada saat menjadi jelas bahwa “tidak ada uang dan kita harus mempertahankannya”, semua peralatan vakum untuk saluran injeksi, sistem pemompaan, perangkat catu daya, sistem kontrol dan pemantauan dikembangkan dan diterima. Sebuah tabung vakum yang terbuat dari baja tahan karat, yang tekanannya kurang dari 10 -7 mm Hg, merupakan dasar dari akselerator yang bergerak sepanjang itu; Panjang total ruang vakum saluran injeksi dan dua tahap akselerator, saluran untuk mengekstraksi dan mengeluarkan berkas proton yang dipercepat seharusnya sekitar 70 km.

Pembangunan kompleks neutron unik dimulai - partikel yang tersebar di UNK akan diangkut melalui terowongan terpisah ke dalam tanah, menuju Danau Baikal, di bagian bawahnya dipasang detektor khusus. Teleskop neutrino di Danau Baikal masih ada dan terletak 3,5 km dari pantai, pada kedalaman satu kilometer.

Di seluruh terowongan, ruang bawah tanah dibangun setiap satu setengah kilometer untuk menampung peralatan besar.

Selain terowongan utama, terowongan teknis lainnya juga dibangun (gambar di atas), yang ditujukan untuk kabel dan pipa.

Terowongan ini memiliki bagian lurus untuk menempatkan sistem teknologi akselerator, yang ditunjukkan pada diagram sebagai "SPP-1" (seberkas partikel dari U-70 masuk ke sini) dan "SPP-4" (partikel dikeluarkan dari sini). Itu adalah aula yang diperluas dengan diameter hingga 9 meter dan panjang sekitar 800 meter.

Sebuah lubang ventilasi sedalam 60 m (juga di KDPV).

Kematian dan Prospek

Kondisi terowongan saat ini yang masih dipantau

Pada tahun 1994, pembangun menyelesaikan pembongkaran bagian terakhir dan tersulit dari terowongan sepanjang 21 kilometer dalam hal kondisi hidrogeologi (karena air tanah). Pada periode yang sama, uang praktis habis karena biaya proyek sebanding dengan pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir. Menjadi tidak mungkin untuk memesan peralatan atau membayar upah kepada pekerja. Situasi ini diperburuk oleh krisis tahun 1998. Setelah diambil keputusan untuk ikut serta dalam peluncuran Large Hadron Collider, penyelesaian UNC akhirnya ditinggalkan.

LHC, yang ditugaskan pada tahun 2008, ternyata lebih modern dan lebih kuat, akhirnya mematikan gagasan untuk menghidupkan kembali penumbuk Rusia. Namun, tidak mungkin untuk meninggalkan kompleks raksasa itu begitu saja, dan sekarang menjadi “koper tanpa pegangan”. Setiap tahun, uang dihabiskan dari anggaran federal untuk menjaga keamanan dan memompa air dari terowongan. Dana juga dihabiskan untuk pembangunan sejumlah aula yang menarik pecinta eksotisme industri dari seluruh Rusia.

Selama sepuluh tahun terakhir, berbagai ide untuk renovasi kompleks telah diajukan. Perangkat penyimpanan induksi superkonduktor dapat ditempatkan di terowongan, yang akan membantu menjaga stabilitas jaringan listrik di seluruh wilayah Moskow. Atau mereka bisa membuat peternakan jamur di sana. Ada banyak ide, tapi semuanya berujung pada kekurangan uang - bahkan mengubur kompleks dan mengisinya seluruhnya dengan beton pun terlalu mahal. Sementara itu, gua-gua ilmu pengetahuan yang belum diklaim tetap menjadi monumen impian para fisikawan Soviet yang belum terpenuhi.

Kehadiran LHC tidak berarti lenyapnya semua penumbuk lainnya. Akselerator U-70 dari Institut Fisika Energi Tinggi tetap menjadi yang terbesar yang beroperasi di Rusia. Akselerator ion berat NIKA sedang dibangun di Dubna, dekat Moskow. Panjangnya relatif kecil - NIKA akan mencakup empat cincin sepanjang 200 meter - tetapi area di mana penumbuk akan beroperasi harus memberikan pengamatan kepada para ilmuwan tentang keadaan "garis batas", ketika inti dan partikel yang dilepaskan dari inti atom ada secara bersamaan. Secara fisika, bidang ini dianggap salah satu yang paling menjanjikan.

Di antara penelitian mendasar yang akan dilakukan dengan menggunakan NIKA collider adalah pemodelan model mikroskopis alam semesta awal. Para ilmuwan bermaksud menggunakan collider untuk mencari metode baru dalam mengobati kanker (menyinari tumor dengan seberkas partikel). Selain itu, instalasi digunakan

Seratus kilometer dari Moskow, di dalam hutan, harta karun terkubur di bawah tanah. Kami tidak berbicara tentang peti emas dan batu berharga. Sebuah penumbuk hadron asli terletak di dekat Moskow pada kedalaman 60 meter.

Proyek ini seharusnya menjadi puncak revolusi ilmiah tahun 80an. Kota ilmiah kecil Protvino, yang terletak di sebelah tempat penumbuk, akan menjadi pusat gravitasi ilmu pengetahuan dunia. Namun, akselerator partikel tidak pernah diluncurkan.

Mengapa pembangunan penumbuk hadron terbesar di dunia dihentikan dan proyek dibekukan? Fakta mengumpulkan fakta paling menarik tentang akselerator partikel Soviet.

Collider terbesar di Rusia dan dunia

Nasib penumbuk Soviet rumit. Mereka mulai aktif membangunnya, atau hampir sepenuhnya meninggalkannya. Terowongan akselerator terdalam berjarak 60 meter dari permukaan. Dari segi panjang total, collider tidak kalah dengan jalur lingkar metro Moskow. Dan raksasa besar ini, yang tersembunyi di hutan wilayah Moskow, belum selesai.

Kota Protvino sendiri muncul pada tahun 1965. Sebelumnya, desa ilmiah tertutup Serpukhov-7 ada di tempatnya. Para ilmuwan yang tinggal di kota tertutup bekerja di sinkrotron proton yang saat itu beroperasi. Akselerator ini, seperti yang direncanakan oleh para ilmuwan, seharusnya menjadi bagian dari penumbuk besar Soviet. Lokasi pembangunan synchrotron dan collider tidak dipilih secara kebetulan. Bagian wilayah Moskow ini dulunya merupakan dasar laut, sehingga tanahnya tidak dapat diakses oleh guncangan seismik.

Hadron Collider di Uni Soviet: naik turun

Pada awal tahun delapan puluhan, ketika proyek ini disetujui, tidak ada analoginya di dunia. Kekuatan Tevatron Amerika dan supercollider Swiss jauh lebih rendah. Pada tahun 1983, poros vertikal pertama untuk pengeboran terowongan muncul. Namun, mengebor batuan keras adalah tugas tanpa pamrih. Pekerjaan berjalan lamban; selama beberapa tahun, mesin hanya “menggerogoti” batu sepanjang satu setengah kilometer. Pada tahun 1988, Uni Soviet mengalokasikan dana tambahan untuk pembelian rig pengeboran asing. Mesin-mesin tersebut tidak hanya membuat terowongan, tetapi juga melapisi bagian bawahnya dengan “bantal” beton dengan insulasi logam. Pekerjaan telah dipercepat.

Pembangunan salah satu terowongan penumbuk

Pada tahun 1988, terowongan cincin utama telah siap 70%, saluran injeksi (untuk mentransfer partikel yang dipercepat dari sinkrotron ke penumbuk) - 95%. Lebih dari 20 lokasi khusus untuk penempatan utilitas telah tumbuh di lapangan. Tampaknya hanya ada satu dorongan terakhir yang tersisa sebelum masa depan cerah. Namun pendanaan terhenti lagi. Pada tahun 1991, anggaran proyek dipotong, dan selama krisis tahun 1998, dana hampir habis. Mengabaikan fasilitas yang belum selesai saja berarti wilayah Moskow akan mengalami bencana lingkungan. Konservasi telah dimulai.

Sepertiga sisa terowongan membutuhkan waktu empat tahun untuk dibangun. Namun, tidak mungkin untuk memulai collider setelah ini. Terowongan tersebut tidak memiliki “lapisan” magnet yang cukup yang menciptakan medan dan mempercepat partikel. Dalam hal ini, saluran injeksi telah selesai seluruhnya. Selain itu, pembangunan ruang teknik dan pemasangan teleskop neutrino di Danau Baikal, yang seharusnya “menangkap” partikel, telah selesai.

Akhir yang memalukan dari akselerator partikel yang ditinggalkan

Saat ini, jutaan dolar dihabiskan untuk pemeliharaan pesawat penumbuk Soviet. Setiap tahun perlu untuk memompa air dari terowongan, memperkuat dinding dan membuat jalur penguntit menjadi beton. Large Hadron Collider, yang diluncurkan pada tahun 2008, mengakhiri gagasan untuk menghidupkan kembali akselerator Rusia. Selain itu, di Rusia, konstruksi penumbuk NIKA yang lebih modern (walaupun lebih kecil) sedang berlangsung di Dubna, Wilayah Moskow.

Terowongan dalam kondisi saat ini

Sangat mahal untuk mempertahankan Collider Soviet dalam keadaan diam. Oleh karena itu, ide untuk renovasi proyek sedang dipertimbangkan secara aktif. Arah yang paling menjanjikan adalah penciptaan baterai penyimpanan besar berbasis akselerator. “Baterai” semacam itu akan meringankan beban jaringan listrik Moskow. Namun semua ide memerlukan dana yang besar, dan hal ini merupakan batu sandungan. Bahkan hanya mengisi penumbuk Soviet dengan beton adalah sebuah tawaran yang mahal.

Di manakah harta karun termahal di Rusia, dan mungkin di seluruh planet? Setelah mengetahui jawabannya, semua pemburu harta karun sekaligus akan senang, namun di sisi lain akan kecewa, karena harta karun ini tidak dapat ditebus atau dicuri, karena letaknya di bawah tanah dan panjangnya beberapa kilometer. Nama benda misterius ini adalah hadron collider.

Tentu saja, ini adalah tempat yang berharga bagi para ilmuwan dan, mungkin, membangkitkan minat besar di kalangan penggali. Kompleks penyimpanan akselerator yang ditinggalkan milik Institut Fisika Energi Tinggi dan terletak di Protvino. Faktanya, Collider itu baru saja ditutup dan sekarang objek bawah tanah tersebut menarik banyak petualang dengan sejarahnya.

Proyek megah

Collider di Protvino memang memiliki dimensi yang mengesankan, karena panjang cincinnya adalah dua puluh satu kilometer. Terowongan utama membentang sejauh lima kilometer, dan kedalaman letaknya bervariasi dari dua puluh hingga enam puluh meter, semuanya tergantung topografi alam. Selama bertahun-tahun pembangunan penumbuk hadron di Protvino, area bawah tanah dipenuhi dengan berbagai ruangan yang dihubungkan ke permukaan bumi melalui poros yang dibuat tegak lurus dengan objek itu sendiri.

Siapa tahu, mungkin jika program Soviet selesai sebelum LHC, itu akan menjadi titik awal dari semua penemuan sensasional di bidang fisika masa depan.

Bertahun-tahun sebelum keputusan dibuat untuk membangun penumbuk terbesar di Uni Soviet, pemukiman tujuan khusus bernama Serpukhov-7 telah dibuat di wilayah Moskow. Itu adalah basis penelitian untuk Institut Fisika Energi Tinggi. Pada tahun 1960, para ilmuwan memilih area tersebut berdasarkan data geologi. Dan di bagian wilayah inilah tanah memiliki sifat positif untuk menampung benda-benda bawah tanah, karena pada zaman dahulu merupakan dasar laut. Ditambah lagi, zona ini terlindungi dari gempa bumi karena topografi alaminya.

Penampilan Protvino

Lima tahun setelah kemunculan Serpukhov-7, diputuskan untuk mendefinisikannya sebagai pemukiman tipe perkotaan dan mengganti namanya untuk menghormati Sungai Protva yang mengalir di sini - Protvino. Selain ide untuk membuat penumbuk hadron, akselerator terbesar menurut standar saat itu dibangun di Protvino pada tahun 1967. Itu adalah sinkrotron proton, yang masih beroperasi sampai sekarang. Dengan keluaran energi 109 elektron volt, sinkrotron U-70 adalah sinkrotron energi tertinggi di seluruh Federasi Rusia.

Karena pada saat itu Persatuan mempunyai sarana untuk melakukan penelitian fisika mendasar, tahun delapan puluhan ditandai dengan terciptanya proyek besar, yang disajikan dalam bentuk kompleks penyimpanan akselerator atau, lebih sederhananya, semacam penumbuk hadron. Di Protvino, selama bertahun-tahun, basis IHEP terus berfungsi dengan stabilitas yang patut ditiru.

Jika kita mempertimbangkan proyek ini dari sudut pandang teknis, maka ini dapat dibandingkan dengan pembangunan metro Moskow dan lingkarnya, tetapi beberapa kali lebih mahal dan lebih kompleks. Mengapa collider di Protvino perlu ditempatkan di bawah tanah? Ada dua kriteria utama: menjaga suhu ideal yang konstan untuk penelitian ilmiah (minus dua ratus tujuh puluh satu derajat Celcius) dan akses minimal terhadap gangguan terestrial eksternal ke peralatan yang beroperasi pada frekuensi tinggi. Terlepas dari kenyataan bahwa prospek penumbuk Protvino pada awalnya tidak memiliki manfaat khusus bagi ilmu pengetahuan di masa depan, penelitian dapat memberikan banyak sekali informasi tentang struktur dunia kita dari sudut pandang fisika.

Akselerator baru

Perkembangan proyek terbaru penumbuk proton-proton berenergi seribu dua belas elektron volt dipicu oleh gagasan untuk menciptakan akselerator paling kuat di dunia. Semua pekerjaan pembangunan collider di Protvino dilakukan di bawah kepemimpinan Akademisi Anatoly Logunov. Dia adalah seorang fisikawan teoretis dan pegawai Institut Fisika Energi Tinggi. Apalagi, menurut rencananya, synchrotron-70 yang ada seharusnya menjadi penghubung awal percepatan akselerator baru tersebut.

Proyek penumbuk hadron yang sekarang ditinggalkan di Protvino mengasumsikan adanya dua tahap: yang pertama melibatkan penerimaan proton dengan energi tujuh puluh gigaelektronvolt dan dilepaskan oleh sinkrotron, yang kemudian menaikkannya ke nilai antara yang sama dengan enam ratus gigaelektronvolt; tahap kedua (cincin) akan menaikkan proton hingga maksimum.

Baik tahap pertama dan kedua dari collider di Protvino seharusnya ditempatkan dalam satu terowongan lingkar, yang dimensinya beberapa kali lebih besar dari jalur metro lingkar yang ada di Moskow. Terlebih lagi, pekerjaan itu dilakukan oleh orang yang sama yang memotong jalur kereta metro di ketebalan bumi.

Sebuah cincin besar sepanjang dua puluh satu kilometer berisi sebuah pipa dari tahap pertama yang diisi dengan magnet hangat, serta dua pipa dari cincin kedua yang diisi dengan magnet dingin yang memiliki sifat transmisi super. Mereka dilambangkan dengan singkatan "UNK" dan angka dari 1 hingga 3. Magnet ini justru merupakan akselerator, yang bekerja pada berkas partikel, mengarahkannya ke arah yang diinginkan. Terowongan penumbuk yang ditinggalkan di Protvino, wilayah Moskow, dirancang sedemikian rupa sehingga jika terjadi sesuatu, pekerja dapat mencapai tempat yang diperlukan dan melakukan pemeliharaan. Lebarnya jauh lebih besar dibandingkan fasilitas CERN serupa.

Jadi, mari kita lihat lebih dekat cara kerja raksasa tersebut? Setelah pembentukan seberkas partikel, kecepatannya dipercepat dalam akselerator kecil - sinkrotron. Setelah itu, dengan menggunakan saluran pertama yang menghubungkan cincin besar dan akselerator kecil, mereka berpindah ke tempat kerja utama menuju magnet hangat, bergerak berlawanan arah jarum jam. Kemudian, setelah dipercepat hingga kecepatan yang diperlukan, mereka jatuh pada magnet superkonduktor. Pada saat ini, bagian berkas partikel berikutnya sedang dipersiapkan di U-70 kecil, yang mengikuti saluran lain ke dalam cincin besar, dan, bergerak searah jarum jam, menggantikan saluran sebelumnya pada magnet hangat. Kelompok partikel kedua juga ditransfer ke magnet superkonduktor dan bertabrakan dengan yang pertama.

Karya unik para ilmuwan

Pada tahun 80-an abad terakhir, tidak ada satu negara pun yang mampu menciptakan mesin akselerator yang kompetitif dan efisien. Bahkan fasilitas Amerika dan Jenewa, meskipun memiliki kekuatan, tidak dapat menyediakan alat yang sangat diperlukan bagi ilmu pengetahuan untuk melakukan eksperimen terbaru di bidang fenomena fisik.

Saat itu, Uni Soviet sudah memiliki akselerator yang berlokasi di Dubna dan dibuat pada tahun 1956. Pada tahun-tahun itu adalah yang paling kuat, energinya sama dengan sepuluh gigaelektronvolt, tetapi panjangnya hanya dua ratus meter, namun, di sanalah fisikawan membuat penemuan sensasional, misalnya, mereka mencatat keberadaan inti antimateri. . Desain collider baru mencakup kemungkinan mendeteksi fluks neutrino yang terletak pada jarak yang sangat jauh dari cincin itu sendiri.

Sederhananya, partikel dengan kecepatan tinggi harus diarahkan ke wilayah Irkutsk - menuju Danau Baikal. Tentu saja semua ini diasumsikan tanpa menggunakan terowongan. Artinya, partikel-partikel yang dikeluarkan dari cincin menembus lapisan batuan bumi, dan setelah menempuh perjalanan ribuan kilometer, harus jatuh ke dasar danau dan direkam oleh detektor khusus.

Detektor ini sebenarnya terletak di dekat Danau Baikal. Bagaimanapun, partikel, karena bentuk planet kita yang bulat, bergerak di ruang bawah tanah dengan sudut tertentu, sehingga perangkat itu diletakkan tiga setengah kilometer dari badan air tawar terbesar, pada kedalaman satu kilometer. Namanya Teleskop Neutrino. Penangkap partikel Baikal dioperasikan pada tahun 1998, dan berhasil selama satu dekade penuh.

Bagaimana Collider itu dibangun

Collider yang ditinggalkan di Protvino mulai dibangun pada tahun 1983. Untuk membuatnya, metode penambangan digunakan: dua puluh enam poros vertikal digali. Hingga tahun 1987, pembangunan berjalan lamban, hingga pemerintah mengeluarkan keputusan untuk melanjutkan kegiatan. Kemudian, setahun kemudian, Uni Soviet untuk pertama kalinya mengakuisisi kompleks pengeboran terowongan asing yang diproduksi oleh perusahaan Lovat. Dengan menggunakan mesin inilah para pekerja dapat mempercepat proses penggalian terowongan.

Trik dari unit pembuat terowongan adalah mereka tidak hanya menggali dengan presisi tinggi, tetapi pada saat yang sama memasang lapisan beton sepanjang tiga puluh sentimeter di sepanjang lengkungan terowongan. Dan insulasi logam dipasang pada beton itu sendiri.

Runtuhnya Uni Soviet dan kesulitan-kesulitan selanjutnya

Pada awal tahun 1990, sekitar tujuh puluh persen terowongan lingkar utama telah selesai dibangun, dan saluran injeksi sudah siap sembilan puluh lima persen (dimaksudkan untuk mengangkut balok). Dari dua belas bangunan yang direncanakan, hanya tiga yang dibangun yang bersifat pendukung teknik. Fasilitas berbasis darat dibangun lebih cepat. Dengan cara ini, lebih dari dua puluh lokasi dengan bangunan industri beberapa lantai dilengkapi, di mana pipa pasokan air, jalur pemanas, dan saluran listrik tegangan tinggi dipasang.

Namun justru periode inilah yang ditandai dengan bencana paling besar dalam pembiayaan. Setelah runtuhnya Uni Soviet, lokasi pembangunan segera ditinggalkan. Namun konservasi collider ternyata terlalu mahal, dan juga dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, karena membanjiri terowongan dengan air tanah merupakan bahaya langsung bagi keadaan ekologi seluruh wilayah Protvino. Dan bagaimana cara masuk ke dalam hadron collider di tahun-tahun berikutnya akan menjadi misteri dan masalah besar (jika proyek dilanjutkan).

Penciptaan sistem magnet

Terlepas dari semua kesulitan tersebut, lingkar bawah tanah terowongan masih ditutup, namun yang terpenting, zona akselerator dibuat hanya di tiga perempat dari keseluruhan fasilitas. Magnet superkonduktor memang tersedia, tetapi dalam jumlah yang sangat kecil, karena produksinya tidak mudah, karena setiap magnet harus memiliki berat hingga sepuluh ton, dan menurut persyaratan proyek harus ada dua ribu lima ratus magnet.

Secara umum, sistem magnetis inilah yang merupakan penghubung terpenting dalam keseluruhan akselerator. Faktanya, semakin tinggi kecepatan partikel, semakin sulit mengarahkannya membentuk lingkaran, sehingga medan magnetnya pasti sangat kuat. Selain itu, semua partikel harus dipusatkan agar tidak dapat saling tolak menolak saat terbang, sehingga diperlukan magnet pemfokusan ke dalam sistem magnet.

Terowongan injeksi

Tapi apakah semuanya sudah siap? Ya, ini terowongan injeksi yang sudah selesai seratus persen. Peralatan dengan sistem vakum telah siap, dan sistem pemompaan, kontrol dan pemantauan dikembangkan. Tekanan dalam tabung vakum baja tahan karat seharusnya tujuh milimeter air raksa, dan tekanan inilah yang menjadi dasar seluruh struktur. Panjang total semua tabung vakum di saluran injeksi, serta dua cincin akselerator yang ada, terowongan untuk ekstraksi dan pengeluaran berkas proton, direncanakan mencapai tujuh puluh kilometer.

Kesuksesan sudah dekat!

Karena sangat dekat dengan garis khatulistiwa lokasi pembangunan, sebuah aula monumental yang disebut "Neptunus" didirikan. Dimensinya sungguh menakjubkan - lima belas kali enam puluh meter persegi. Sebenarnya, itu dibuat khusus untuk pemasangan akselerator itu sendiri dan peralatan kontrol yang mengukur muatan partikel di tempatnya.

Di dalam terowongan utama, pada setiap setengah kilometer, ruangan lain dibuat untuk peralatan besar. Ditambah lagi, terdapat juga ruangan khusus yang diperuntukkan untuk menampung berbagai kabel dan pipa.

Komisioning tangki

Pada tahun 1994, melalui upaya bersama, mereka mampu menyelesaikan bagian sepanjang 21 kilometer, yang merupakan bagian tersulit yang ada karena adanya air tanah. Pada tahun yang sama, semua dana yang tersisa dari masa Soviet akhirnya habis. Biaya untuk keseluruhan collider sama dengan perkiraan biaya pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir. Pada tahun 1995, tidak ada pembicaraan tentang pembayaran upah kepada pekerja; oleh karena itu, tidak ada dana untuk membeli peralatan yang diperlukan.

Pada tahun 1998, terjadi krisis yang parah, dan situasi dengan collider memburuk karena peluncuran LHC (Large Hadron Collider). Pada akhirnya, karena ternyata jauh lebih kuat daripada penumbuk Protvinsky, LHC sepenuhnya menghalangi jalurnya untuk bekerja. Resusitasi fasilitas Rusia ditunda tanpa batas waktu.

Tentu saja, mengambil dan meninggalkan struktur seperti itu sudah melanggar aturan. Setiap tahun, para pejabat mengalokasikan sejumlah besar uang untuk “koper tanpa pegangan” ini. Gaji dibayarkan kepada penjaga keamanan dan pekerja yang memompa air dari bangunan bawah tanah. Selain itu, anggaran tersebut juga digunakan untuk betonisasi berbagai lubang got pada penumbuk di Protvino. Bagaimana cara masuk ke gedung yang ditinggalkan? Sederhana saja - Anda hanya perlu membuat bagian.

Ide kebangkitan

Selama dekade terakhir, ide-ide baru untuk restorasi dan renovasi kompleks penumbuk terus ditemukan. Misalnya, perangkat penyimpanan induksi dengan daya yang sangat besar dapat ditempatkan di dalam terowongan, yang dapat mengontrol stabilitas jaringan listrik di seluruh wilayah Moskow.

Ada juga usulan untuk membentuk peternakan jamur di dalam collider, namun kekurangan dana menjadi kendala utama untuk semua proyek yang diusulkan. Dan menguburnya di bawah lapisan beton adalah pilihan yang paling mahal. Saat ini, semua gua buatan dan besar yang ada tetap menjadi monumen monumental, yang berarti impian para fisikawan Uni Soviet.

Peralatan berteknologi tinggi, diproduksi tetapi tidak dipasang, dijual ke Tiongkok ketika negara menciptakan tokamak. Tentu saja, para pemikir terbaik di bidang fisika meninggalkan prospek kekurangan uang di Amerika dan negara-negara Eropa. Dan nasib raksasa yang kesepian ini telah diragukan selama bertahun-tahun.

Konservasi dilakukan pada tahun 2014. Benda tersebut diserahkan kepada tim konstruksi yang berada di bawah lembaga penelitian. Pada tahun yang sama, gerbang keselamatan kebakaran dilepas, terowongan dibagi menjadi beberapa sektor, semua lubang tempat air mengalir ditutup, dan halaman tambang juga dibongkar, dengan bantuan yang digunakan untuk membangun collider. Tentunya bagi pecinta tempat terlantar, mereka memasang sistem keamanan di sekeliling seluruh pedal gas.

Keadaan collider hari ini

Namun, bagaimana cara masuk ke dalam hadron collider yang ditinggalkan? Protvino adalah sebuah desa kecil di mana sebagian besar pondok musim panas warga Moskow sekarang berada. Hampir di dekat rumah-rumah terdapat reruntuhan beton, di dekatnya, baik di musim dingin maupun di musim panas, terdapat pos keamanan dengan tulisan: "Benda itu dijaga." Tentu saja, pintu di sana selalu terkunci, tetapi jika Anda menggali tanah liat di dekat gedung dengan baik, Anda bisa masuk ke dalam dan menuruni lubang tambang, yang terdiri dari lima belas tingkat.

Di dalam, bersiaplah untuk suara tetesan kondensasi. Meskipun fasilitas tersebut tidak digunakan, namun terdapat aliran listrik di beberapa tempat. Lembaran logam yang dilapisi pada awal konstruksi masih dapat dilihat di dinding. Setelah turun ke bagian paling bawah, terowongan yang sama seperti yang dijelaskan di atas muncul di ujung koridor. Mereka tidak memiliki sistem penerangan, sehingga karena kegelapan mereka tampak tak ada habisnya. Karena kedap air juga tidak dilakukan di mana-mana, suara drainase yang berfungsi memompa air tanah akan terdengar di kejauhan. Nah, udara yang berdiri di dalamnya akan langsung membuat siapa pun tenggelam dalam suasana metro.

Ukuran lingkar utama jauh lebih besar dibandingkan terowongan metro Moskow. Ia berada di bawah tanah sejauh puluhan kilometer. Secara umum, skala pekerjaan yang dilakukan akan memukau setiap orang yang berani menjelajahi Collider yang ditinggalkan tersebut.

Ada kehancuran dan kehancuran di mana-mana. Gerbangnya rusak dan, dilihat dari jejak truk, semuanya telah disingkirkan, dibawa keluar, dan dicuri...