Техника - молодёжи 1976-07, страница 15

тарных частиц ьысоких эчерп-й с прогонами) и созданную в дубнен-ском Объединенном институте ядерных исследо^-ний «Людмилу».

— Пучок, выхваченный < коль ца ускорителя, содержит 10¹² протон__1, — лаконично информирует

К. Мызнике 1. — На всем протяжении 170-метровой трассы диаметр его равен Д" ум миллиметрам с допуском плюс-минус одна десяти!.. Потери частиц на пути от кольца синхротрона до мишени не превышают нескольких десятитысячных долей от их начального числа.

Ускоренные протоны — это лишь «сырье» С их помощью получают частицы, потребные для экспериментов Внешняя мишень — медный стержень диаметром 15 см. Он установлен на границе, зи которой начинается хозайстьо отдела лучков. ^рукоьодит им доктор фи-зико-математических наук >В. Котов. Задача, решаемая здесь, — ргесор-тиропать частицы, полученные после удара протоне в о мишень, сфокусировать их и доставить однородные пучки «на стол» экспериментаторам.

Система приборов. обрабатыь. ю-щих этот !торичный лучок, недаром называется магнитооптической: заряженные частицы, проходя екгчзь магнитные поля, подчиняются тем же закон1 м, что и кванты свети, следующие ск, озь оптические линзы и призмы. Мигчитные линзы фокусируют пучок. Магниты иных конструкций выполняют роль призм, отклоняя различные частицы н< разные по отношению к оси пучка углы.

С нейтрино — в и: вестном смысле — проще: их не надо сортировать.

— Протоны ударяют _ мишень и при столкновении с ядрами вещества рождают ли- и К-мезоны, — рассказыь, 1вт продолжающий экскурсию г *оль пучка В. Коте в. — Вновь рожденные частицы ьажно не растерять, собрав <х в узконаг рав-пенный луч, еще бопее гонкий, чем протонный пучок Зи_Начу эту выполняет система параболических линз, созданная в нашем институте. Пройдя фокусирующее устройство, пучок попадает в распидной канал — трубу 140-метрс_ )й длины, в которой поддэржиьается глубокий вакуум (ведь частицы здесь не должны испытывать нов-ix соудаое-ний с ядрами гещества^. За время пообега по каналу короткоживу-щие пи- и К-мезоны распадаются на мю-мезоны и нейтрино. К экспеои-ментаторс-кому «столу» нужно подать только последние, отфильтровав первые. Роль фильтра играет слой листового железа толщиной 66 м Меньше нельзя: надо выловить все мю-мезоны...

— Техническое оснащение эксперимента таково, — подытоживает рассказ об устройст",ах руководитель лаборатории нейтринных исследований доктор физико-матем -тическнх наук А Мухин, — что из каждой сотни удар 1ЬШих в мишень протонов мы получаем для работы в шесть раз больше нейтрино, чем американские физики, работающие с этими частицами на ускорителе в Бгтавии

Пройдя железный фильтр, в котором «застряли» мю-мезоны, нейтрино снова натыкаются на препятствие. Это к'адратные стальные плиты со стороной 2,2 м и толщиной 12 см В промежутках между плитами (а всего их 24) распопо-жеьы искровые камеры — трехпла-стинча.ые конденсаторы, на которые подается напряжение 30 тыс В. Если в какой-либо из пластин нейтрино столкнется с ядерной частицей, то нпвые, рожденные при взаимодействии чс.тицы мгновенно ионизируют газ в искровой камере, и между пластинами проскочит тонкая искр*. След этой частицы — «возмутителя спокойствия» — Фотографируется: два «инолппграга, нацеленных широкоугольными объектив 1ми на детектор, всегда готовы зафиксирог"*ть искровой трек.

Интенсивность пучка нейтрино столь высока, ч о на к< ждые пять-семь циклов работы всей системы приходится одно зарегистрирочан-. ое нейтринное событие. За каждые две недели работы удае.ся сделать до 40 тыс. фотографий, Это очень много для столь неуловимых частиц.

Информация, получаемая физиками от искро! ого детектора, достаточно обширна, однако она не дает и/а д0ст010чн0 подробной клртины событий. О многом, что происходит в толще mac ины при столкновении нейтрино с ядрами железа, приходится лишь догады- аться но косвенным данным Бопее обстоятельны фотографии, полу 1аемые на пузырьковой камере, хотя он« ловит частицы существенно реже, в среднем лишь единожды за тридцать циклов нейтрино оставляет в ней свой след — тонкую цепочку газо-I ых пузырькоз.

По этим пузырькам камера и получила свое название. В ее риоочем объеме, где температура, жидкости несколько выше температуры кипения, образовению газт препятствует одно лишь высокое даьление. Одк~ -ко если сразу сбросить его, то какое-то время жидкость еще останется жидкостью: для вскипания необходим внешний импульс. Им и становчтся заряженная ччетица На ее пути образуются крохотные пу-зь.ркки гчза, чьему дальнейшему росту препятствует i ювь .повышающееся в тот же миг давление. Ка

меру помещают в магнитное поле. Оно в зависимости от заряда и скорости частицы в той или иной степени искривляет ее траекторию При изучении трека — пузырьковемго следа — появляется зозможность узнз.ь частицу, изучить ее ..аракте-ристики.

Выше уже iu-орилось, что в Прогвине ргбот. ют две пузырьковые камеры — «Мирабель» и «Людмила». Однако использовать их в нейтринном эксперименте нельзя. Водород, которым они заполнены, слишком прозрачен для нейтрино Чтобы ло 1ить эти частицы, потребо-. .„ось создать СКАТ — Серпухе i-скую камеру тяжелую, то есть заполненную тяжелой жидкостью — бромистым фреоком (трифторбоом-метаном). Здесь вероятность «поимки» нейтрино существенно выше.

Нгд проектом Камеры ученые и инженеры Института физики высоких энергий работали совместно с сотрудниками НИИэлектрофизиче-ской аппаратуры имени Д Ефремова Кс «етс*. парадоксальным, что это многотонное сооружение предназначено для охоты за неимоверно малыми частицами. Однако это ста-но1 ится оправданным, если вспомнить, что движутся нейтрино со световыми скоростями.

Размеры рабочего объема к< ле-ры 4,5 X 1,6Х 1,1 м были выбргны из тех сообргмений, чтобы нейтральная частица (но не нейтрино) успел*' з( кончить в ней свой i,робе! Да пение в 30 атм, удерживающее перегретую жидкость от закипания, определило толщину стальных стеиок 2UU мм Сложния задача встала перед лыткаринскими стекловар! ми: отлить однородное .по оптическим свойствам стекло размер >м 4 X X 0,014 м, обеспечив необычайно высокую точность обработки его повзрхности-

— Мировая практика ие знает случаеп отливки столь крупного однородного стеклянного блока, — с гордостью замечает автор оптической чс-сти проекта СКАТ О. Ми-/айлог

СКАТ — втора; в мире пузырьковая камера столь внушительных размеров, заполненная тяжелой жидкостью Первая — французская «Гар-,-омель» — с нед« ihhx пор работает в Швейцарии, , Европейском центре ядерных исследований. Чем отличается от нее СКАТ? Высокой точностью работы, что позволяет получать особо цекную информацию.

. .Фотографии нейтринных взаимодействий во фреоновом «чреве» СКАТа ложатся на столы исследо-чтелей. Ведется работа и с обильным метериплом, получаемым на искроьом детекторе. Нейтрино раздает СВОИ «--ТТОГОафЫ». НгЧс ПЛИ-вается ценнейшая информация для теоретике

13