Юный техник 1961-01, страница 30
МЕТОД «ВСТРЕЧНЫХ ПУЧКОВ» Но ведь известны в природе частицы, энергия которых в тысячи и даже миллионы раз больше энергий, полученных в самых мощных ускорителях. Это космичесние частицы (космические лучи) — продукты еще не познанных процессов во вселенной. Их энергия достигает иногда 10'4—1С1" электроновольт. Сталкиваясь в стратосфере и тропосфере с ядрами атомов, ноо мические лучи расщепляют их. Так в природе идет естественный процесс того, чего мы добиваемся в лабораториях неимоверными усилиями научной глысли и мощнейшими техничесиими средст-ствамн. Поис и новых методов получения сверхвысокой энергии взаимодействия ядерных частиц привели к идее «встречных пучнов». Для физических экспериментов совсем небезразлично, «обстреливается» ли ускоренными частицами неподвижная мишеиь, или мишень с такой же скоростью движется навстречу летящим и ней маленьким снарядам. Очевидно, что роль мишени могут выполнять те же маленькие «снаряды» — ускоренные частицы, если заставить их лететь навстречу друг другу и сталкиваться. Эффект столкновения в этом случае значительно сильнее, и выгоды этого способа неоспоримы. В самом деле резуль-ат столкновения двух летяших навстречу ДРуг Другу электронов — каждого с энергией по 150 млн. электроновольт — эквивалентен удару в неподвижную мишень электрона. ускоренного до энергии 100 млрд. электроновольт. Но столкнуть бесконечно малые элементарные частицы ие так-то просто — куда легче промахнуться. Представьте себе такую странную дуэль: противники, став напротив друг друга, стреляя одновременно, стараются пулей поразить пулю противника. Едва ли этот опыт оказался бы удачным. Успех возможен лишь после очень большого иоличестеа выстрелов или в том случае, если противники будут иметь оружие, выпускающее сразу большой потон пуль, ногда вероятность столкновения пуль не будет очень малой. Точно так же обстоит дело и в случае «встречных пучков» — для их успешного столкновения необходимо иметь ускоренные пучки с очень большим количеством частиц. Как же получить такие пучки? Одним из возможных вариантов решения этой задачи является использование нового типа уснорителей, идея которого была высназана еще в 1953 году советсними физинами А. А. Коломенсним, В. А. петуховым и М. С. Рабиновичем. За решение интереснейшей задачи создания нового типа ускорителя— кольцевого фазотрона — взялась группа советских и чехословацких специалистоа, рабоающих в Объедннеиком институте ядерных исследований в городе Дубне. Руноводил работой один из авторов идеи кольцевого фазотрона, лауреат Ленинской премии профессор В. А. Петухов. В апреле того года был успешно завершен большой этап работы: на первом в Советском Союзе ускорителе подобного типа (см. фото) был получен ускоренный пучок электронов. Характерной особенностью кольцевого фазотрона является сильно фокусирующий магнит кольцевой формы с постоянным во времени магнитным полем. Сильная фокусировка достигается чередованием участнов с взаимно-противоположными направлениями магнитного поля. Катушки элентромагнита специальной формы, размещаемые на полосах, охватывающих вакуумную намеру, создают магнитное поле, резко увеличивающееся с увеличением зазора электромагнита. Такая форма магнитного поля позволяет проводить ускорение на достаточно узкой кольцевой «дорожке» электромагнита. Ускорение электронов осуществляется вих-евой электродвижущей силой (см. виладку II—III), аознинающей при нарастании магнитного потона в иидунционном сердечкине, охватывающем вакуумную иамеру. Чем чаще будет изменяться магнитный потон в индукционном сердечнике, тем чаще будут ускоряться все новые и ноте порции электронов, выстреливаемые элеитронной «пушкой». Важно лишь принять меры, чтобы электроны не тормозились (вспомните пример с лыжником) при уменьшении магнитного потоиа в индукционном сердечнике. Роль таного «антитормозаг- выполняют 28 |
