Техника - молодёжи 1956-08, страница 27

боры и установки — люминесцентные счетчики, камеры Вильсона, диффузионные камеры, фотоэмульсионные камеры и другое оборудование, необходимое для измерений и наблюдений процессов, протекающих в веществе при столь высоких энергиях.

Но «умные» приборы и электронные устройства начали уже подготовку машины к следующему ускорительному циклу.

В отдельном здании расположены центральный пульт управления, большие электрические машины, мощные выпрямительные устройства с особыми ионными приборами — игнитронами, в которых протекают токи величиною в тысячи ампер. Мерно гудят генераторные лампы в радиоаппаратном зале, где на флуоресцирующих экранах электроннолучевых трубок пробегают трепетные линии, говорящие о жизни сложных электронных устройств, обслуживающих огромный ускоритель, — здесь идет эта подготовка.

Специальная система размагнитила кольцевой электромагнит, сработали тысячи контактов различных реле, — прошло около десяти секунд, и машина снова готова к работе.

Пять раз в минуту будет «стрелять» синхрофазотрон ускоренными протонами в непознанное, таинственное, загадочное будущее, где все четче и ярче мы увидим картину строения материи. Будем же ждать той замечательной минуты, когда эта машина, вокруг которой хлопочут сейчас сотни молодых энтузиастов, начнет жить и работать.

К НОВЫМ ВЕРШИНАМ

В мае 1956 года на Всесоюзной конференции по физике частиц высоких энергий было рассказано об интересных проектах новых ускорителей.

Проектируемый в СССР ускоритель протонов до энергии 50—60 млрд. электрон-вольт будет иметь так называемую жесткую фокусировку. В ускорителях с жесткой фокусировкой магнитная система устроена так, что в процессе ускорения магнитные поля сжимают пучок ускоряемых частиц либо по вертикали, либо по горизонтали. Оказывается, можно так сыграть на этом попеременном сжатии пучка в двух направлениях, что движение частиц будет устойчивым и что объем, в котором будут происходить эти колебания пучка, можно сделать очень маленьким. Это позволяет резко уменьшить размеры магнитной системы, так как зазор между ее полюсами теперь можно выбрать совсем малый. Если, например, в синхрофазотроне на 10 млрд. электрон-вольт внутреннее сечение камеры (равное зазору между полюсами) равно 40X200 см, то в проектируемом ускорителе на 50—60 млрд. электрон-вольт внутренние размеры камеры будут 12X20 см. Поэтому и вес магнитной системы в таком ускорителе будет относительно меньшим: всего 22 тыс. т, то-есть она будет легче электромагнита синхрофазотрона на 10 млрд. электрон-вольт, вес которого 36 тыс. т.

Конечно, такое резкое сокращение зазора не проходит даром. Интенсивность пучка ускоренных частиц в ускорителях с жесткой фокусировкой примерно в 100 раз меньше, чем в синхрофазотронах. Однако обычный синхрофазотрон на энергию 50 млрд. электрон-вольт был бы очень громоздким и тяжелым.

Трудности создания ускорителей с жесткой фокусировкой заключаются в особой точности изготовления и монтажа его магнита и повышенных требованиях к устойчивости работы высокочастотной системы питания.

Размеры такого ускорителя на 50—60 млрд. электрон-вольт будут, понятно, огромные. Средний диаметр магнита будет около 470 м. Здание придется строить в форме кольца, заглубленного в землю. Система электропитания будет такая же, как и в ускорителе на 10 млрд. электрон-вольт. Магнит будет состоять из 120 блоков (60 — фокусирующих по вертикали, 45 — фокусирующих по горизонтали и 15 — компенсирующих). Среднее расстояние между блоками (по дуге) составит 1,6 м. Ускоритель будет давать импульсы ускоренных частиц 6 раз в минуту.

На Всесоюзной конференции говорилось о новых идеях советских ученых -в области ускорительной техники.

Несомненно, большое будущее принадлежит идее релятивистского стабилизированного электронного пучка, высказанной советским физиком Г. И. Будкером.

Теоретические исследования и эксперименты показали, что при некоторых условиях может устойчиво существовать очень (плотный замкнутый жгут из быстрых электронов. Количество электронов в таком пучке соответствует токам в тысячи ампер. Внутри этого

сияющего электронного жгута возникнут огромнейшие электрические и магнитные поля. Их и можно будет использовать для ускорения заряженных частиц. Ускорители со стабилизированным пучком будут иметь небольшие размеры. Диаметры их будут измеряться не сотнями метров, а метрами, энергия же ускоренных частиц — миллиардами электрон-вольт. Но в этой области предстоит еще много потрудиться.

Пытливая мысль конструкторов и физиков ищет новых путей решения сложнейших задач. На конференции было сообщено о разработках безжелезных ускорителей, то-есть о таких машинах, в которых магнитное поле создается без применения ферромагнитных материалов.

В СССР разрабатывается миниатюрный ускоритель электронов. Авторы проекта — советские ученые Г. И. Будкер и А. А. Наумов. В этом ускорителе имеется только один виток, который - одновременно служит и вакуумной камерой. По этому витку будет пропускаться ток порядка миллиона ампер (конечно, за очень короткое время), получаемый от разряда большой конденсаторной батареи. Магнитные поля, которые возникнут при таком мощном разряде, будут равны 100 тыс. эрстед. Это даст возможность сильно сократить размеры установки. Синхротрон такого типа с диаметром орбиты пучка, равным 66 см, будет давать электроны с энергией в 1 млрд., а с диаметром орбиты порядка 2 м — 3 млрд. электрон-вольт. Эти ускорители будут сравнительно просты в изготовлении и дешевы.

Нет сомнения, что дальнейший прогресс в ускорительной технике даст физикам новые блестящие возможности для познания микромира.

23