Физики из России создали "холодильник" для немецкого ускорителя антиматерии

Специалисты из Института ядерной физики СО РАН собрали прототип особой системы охлаждения для ускорителя антиматерии HESR, который будет построен в Дармштадте для изучения секретов экзотических ядер, сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу института.

НОВОСТИНаука и образование

Ученые назвали Туринскую плащаницу подделкой

"Если кулер для HESR будет построен - это будет абсолютный рекорд среди установок такого класса. Пока мы сделали только прототип, одну секцию на 600 киловольт. Для системы охлаждения на 10 МэВ потребуется 15 таких секций, которые будут установлены друг на друга. На старых принципах такую установку сделать невозможно", - рассказывает академик, ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН Василий Пархомчук.

Кольцо ускорителя HESR будет построено в ближайшие 10-15 лет на площадке Центра по изучению ионов и антипротонов (FAIR), сооружение которого началось в 2010 году на территории немецкого Дармштадта. На его создание будет потрачено свыше 1,6 миллиарда евро, а также усилия примерно трех тысяч ученых, в том числе и российских инженеров и физиков.

В этом ускорителе будут сталкиваться очень узкие, но при этом плотные пучки тяжелых ионов и антипротонов, чья взаимная аннигиляция поможет физикам заглянуть внутрь ядер сверхтяжелых атомов, изучить их структуру и понять, что удерживает их от распада.

Одной из самых важных частей этого ускорителя, как отмечает Пархомчук, станет так называемый "холодильник" - особая установка, которая будет "сжимать" пучки ионов, охлаждая их до более низких температур. Сжатие пучков ускорит накопление частиц в кольце HESR и позволит ученым получать более четкую картинку при изучении тайн микромира.

Подобное охлаждение осуществляется не путем снижения температуры в ускорителе, а при помощи специального устройства, вырабатывающего узкие пучки электронов, движущихся с той же скоростью, что и разгоняемая материя. Они "врезаются" в облако ионов и сталкиваются с ними, что приводит к тому, что электроны разгоняются еще сильнее, а самые быстрые ионы тормозятся.

В результате этого возникает очень однородный и узкий пучок частиц, с которым гораздо проще работать, чем с хаотичным "облаком" из ионов или частиц антиматерии, которое возникает при их разгоне в других частях ускорителя и расширяется на весь его "тоннель".

Для повышения качества работы подобного "холодильника" и понижения уровня помех российские физики построили его на базе полностью "беспроводных" компонентов. Электроэнергия, необходимая для работы его магнитов, вырабатывается при помощи особой газовой турбины, в которую непрерывно закачивается инертный газ, а его работой физики будут управлять при помощи радиосигналов.

Если все тесты прототипа в России завершатся удачно, то в Германии первую секцию "холодильника" установят в огромную бочку, наполненную специальным газом. Когда HESR построят, он будет содержать в себе 15 подобных модулей. Высота полной версии кулера будет составлять около 12 метров, а его диаметр - 4 метра.

Помимо системы охлаждения, ИЯФ СО РАН разрабатывает и изготавливает для FAIR специальные фокусирующие магниты и высокочастотные системы, а российские ученые будут участвовать в проведении экспериментов на этом коллайдере.