Техника - молодёжи 1962-08, страница 43

новый

СОВЕТСКИЙ УСКОРИТЕЛЬ - ГУЛЛИВЕР

I ГУБАРЕВ

Цедавно на отчетном годовом собрании отделения физико-матема-меоких наук АН СССР академик-{екретарь Л. А. Арцимович оказал: - Области малых и частично здих энергий уже достаточно хорю изучены. Здесь трудно ждать йких-либо крупных открытий. Фишкам необходимо переходить к изу-" ию частиц высоких энергий, где ждет много неизведанного, где гагсриментаторам и теоретикам 1Ь широчайшее поле для поисков... Что это за частицы сверхвысоких и как их изучать? Между мерами объектов микромира и фгией процессов, протекающих \ ах недрах, существует определений взаимосвязь. Например, Ьазме-[и атома имеют порядок 10—«см.

характерная для его Электрой оболочки, измеряется немно-т электроновольтами. Энергия )цессов внутри атомного ядра, еющего размеры около 10—¹² см, уже миллионами злект->льт (Мэв). Наконец, энергия цессов, приводящих к рождению тарных частиц (10—¹⁴ см), фяется миллиардами электровольт (Бэв). Вот почему для изуче-№ атомных ядер и элементарных рпщ нужно бомбардировать их ча-цами достаточно высоких энергий, (й придания частицам высоких й и служат разнообразные ус-штели.

Чем мощнее ускоритель, тем ши-воэможности проникновения в тон-(да структуру нуклонов. Довольно недавно рассказывал об этом ^-корреспондент АН СССР ' И. Блохинцев в своем выступле-I» перед студентами Софийского [верситета.

элементарные частицы нель-счнтать похожими на мельчайшие ми-корпускулы — частицы име-еще и волновые свойства, — ска-|п Дмитрий Иванович. — Так, по-уокорешых частиц, например ютонов или электронов, можно ■Сматривать как лучи очень ко-^u длины волны. , Какой же гакна быть длина волны лучей, |0бы с их помощью можно было рать структуру элементарных ча-М

Вспомним, что для получения четкого оптического изображения самолета на экране радиолокатора используются лишь те волны, длина которых не больше размеров самолета. Такой же принцип справедлив и для физики микромира. Чтобы проникать в глубины элементарных частиц, необходимы лучи, у которых длина волны меньше размеров частиц.

Современные ускорители — это своего рода сверхкоротковолновые «радиолокаторы». Например, дубнен-ский синхрофазотрон служит источником быстрых протонов, нейтронов и мезонов, длина волны которых около 10—см. Это в несколько раз меньше размеров нуклонов. Понятно, что для изучения объектов все меньших и меньших размеров нужны лучи со все более короткой длиной волны.

Этой цели и будет служить новый ускоритель на 50—70 Бэв, проектируемый в Советском Союзе. Он будет слоясным техническим сооружением. Средний радиус его кольцевого магнита равен 236 м! Магнитная система ускорителя состоит из 120 блоков, каждый из которых длиной более 10 м. Просвет между ними около 1,5 м. Блоки магнитной системы образуют замкнутый круг. Можно только удивляться дерзости инженеров, которые должны с ювелирной точностью монтировать многотонные блоки. Ведь точность установки измеряется десятыми долями миллиметра, а точность обработки полюсов магнитов — сотыми долями!

За один круг протоны в ускори теле пройдут расстояние, примерно равное 1,5 км. Такова длина кольцевого магнита этого атомного гиганта, если его вытянуть в одну линию.

100 тыс. электроновольт будет набирать за один оборот протон в камере ускорителя! Почему было решено строить ускоритель именно такой мощности? Синхрофазотрон в Дубне разгоняет протоны до 10 Бэв. Однако этой энергии не хватает для получения и исследования интересных явлений, которые могут наблюдаться только при более высоких энергиях. Кроме того, чем больше энергия, тем более вероятно открытие новых элементарных частиц и процессов. Исследования на новом ускорителе позволят ученым проникнуть в мир поистине фантастических энергий. Особенно интересны опыты с античастицами. При взаимодействии с обычными частицами античастицы аннигилируют — полностью «сгорают», ос вобождая свою внутреннюю энергию, величина которой чрезвычайно велика. Но для того чтобы получить античастицы и наблюдать их взаимодействие с обычными части* цами, необходимо разогнать протоны до огромных скоростей и энергий.

Проектируемый ускоритель протонов на 50—70 миллиардов электроновольт позволит советским ученым еще глубже проникнуть в микромир, в то заветное Неведомое, которое нам надо познать и изучить.

ТИПЫ УСКОРИТЕЛЕЙ

О. СЕРГЕЕВ

В основу работы нового ускорителя протонов на 50—70 Бэв положен принцип жесткой фокусировки. В чем же заключается этот принцип?

Чтобы разогнать заряженную частицу, нужно воздействовать на нее электрическим полем. Для его получения в каждом ускорителе имеется генератор электрической энергии. Участки пространства, в которых создается это поле, — ускоряющие промежутки. Кроме того, в ускорителе есть вакуумная камера, внутри которой движутся частицы, а также ионный источник ускоряемых частиц. Но мало иметь только ускоренные частицы. Надо, чтобы их пучок был направленным и мощным. Подобно оптическим линзам, которыми мы собираем световые лучи, здесь нужны фокусирующие устройства, сводящие разнонаправленные в своем движении частицы в единый однородный пучок. Роль фокусирующей

системы здесь выполняют электрические и магнитные поля, создаваемые по пути движения частиц внутри ускорителей. При ускорении необходимо также управлять движением частиц, чтобы они двигались по определенной орбите. Таким «регулировщиком» обычно служит магнитное поле.

На цветной вкладке изображены некоторые типы ускорителей и приблизительные механические подобия процессов, происходящих в них.

Первыми были изобретены ускорители прямого действия: каскад* , н ы е, электростатические и импульсные. В их вакуумной трубке расположена система электродов. Они создают внутри трубки однородное электрическое поле, одновременно и ускоряющее и управляющее. В электростатическом ускорителе частица приобретает все большую кинетическую энергию, подобно камню, поднятому на определенную высоту и сброшенному вниз.

Второй тип —■ линейный у с-

37