Ускорительно-накопительный комплекс в Протвино

Все слышали о Большом адронном коллайдере, построенном в середине 2000-х на границе Франции и Швейцарии - в то время об этом много говорили по телевизору и в прессе, так как в строительстве и дальнейших исследованиях участвовали ученые со всего мира, в том числе и из России. Этот коллайдер стал самым большим, имея протяженность подземного кольца порядка 26,5 километров. Однако не все знают, что в Подмосковье есть свой коллайдер, построенный еще раньше - в 90-х, но из-за распада СССР так и не начавший работу. Его протяженность составляет 21 километр, что на тот момент было мировым рекордом.

Мало кто из обычных людей, изучавших физику только в школе, имеют представление о том, что такое коллайдер. Само слово происходит от английского «collide» - «сталкиваться», и это вполне отражает суть данного метода исследований, зародившегося в 30-х годах прошлого века. Заряженные частицы элементов разгоняются навстречу друг другу под действием электрического поля, а затем сталкиваются с огромным выбросом энергии. Все это происходит внутри коллайдера, который представляет собой кольцевой тоннель, набитый сложным оборудованием и расположенный чаще всего под землей. Столкновения частиц происходят в зоне действия специальных детекторов, у каждого из которых своя задача - искать всевозможные отклонения от стандартной модели физики, темную материю, бозон Хиггса, изучать кварк-глюонную плазму и многое другое. С помощью коллайдеров ученые-физики существенно расширяют область человеческих знаний, совершают важные открытия, но есть и опасность, о чем уже не раз волновались сами ученые и общественность. В коллайдере можно получить черную дыру, способную притянуть даже свет, опасные страпельки, а кто-то даже уверен, что с помощью ускорителя люди научатся создавать «тоннели» во времени, почти как в фильме «Назад в будущее».

Сначала физики использовали более простые ускорители - циклотроны и синхрофазотроны, а строительство первых коллайдеров началось в 60-е годы прошлого столетия. Почти одновременно этим занялись три независимые группы ученых из Италии, СССР и США. Первой заработала итальянская система, а затем наша ВЭП-1, расположенная в Новосибирске. Первые в мире результаты исследований, проведенных с помощью коллайдера, были опубликованы новосибирскими учеными в 1966 году.

Метод себя оправдал и сулил много открытий, а поэтому коллайдеры продолжили строить. В СССР к этому вопросу подошли как всегда с размахом. Помимо Новосибирска, новый коллайдер решено было создать в подмосковном Протвино. Место было выбрано неслучайно. В 1960 году, в качестве базы для Института физики высоких энергий был основан секретный поселок Серпухов-7. В нем почти сразу приступили к строительству протонного синхротрона У-70, чему способствовали местные стабильные почвы, позволяющие размещать огромные подземные объекты. В 1965 году Серпухов-7 переименовывают в Протвино, но статус города поселок городского типа получит лишь в 1989 году. В 1967 году вводят в эксплуатацию синхротрон У-70, энергия которого была рекордной в мире на тот момент. Тут стоит сказать, что данный ускоритель функционирует до сих пор и является самым мощным в России. На нем были сделаны такие важные открытия, как впервые зарегистрированные ядра антивещества; так называемый «серпуховский эффект» — возрастание полных сечений адронных взаимодействий (величин, определяющих ход реакции двух сталкивающихся частиц) и многие другие.

^{Источник фото: habr.com}

Коллектив ученых, создавших У-70, был удостоен Ленинской премии, но не собирался останавливаться на достигнутом. К началу 80-х был готов проект нового очень большого и мощного коллайдера, строить который решили здесь же под Протвино, в стабильных и сухих почвах. Работы начались в 1983 году. Тоннель, протяженностью 21 километр (что больше длины кольцевой ветки московского метро) с внутренним диаметром 5 метров проходил на глубине от 20 до 60 метров под землей, а копали его более десяти лет. Также решено было соединить новый коллайдер с уже действующей системой У-70, чтобы использовать потенциал последней для предварительного разгона частицы.

Проходка тоннелей была торжественно завершена 9 декабря 1994 года. Почти сразу осуществили проверку первого участка коллайдера - того самого «соединителя» между У-70 и новой системой. Частица успешно прошла по заданной траектории вплоть до точки ввода в «большое кольцо». Здесь же был создан уникальный нейтронный комплекс, с помощью которого частицы, разогнанные в коллайдере, по специальному тоннелю уводились бы в землю, по направлению к Байкалу, где под водой на глубине 1 км до сих пор установлен специальный нейтринный телескоп, призванный уловить эту частицу.

Однако всем этим грандиозным планам не суждено было сбыться. Средств на полное оснащение системы уже не хватало, ведь по масштабам вложений это было сопоставимо со строительством АЭС. Усугубил ситуацию и кризис 1998 года. В итоге объект решено было законсервировать до лучших времен. Когда же было принято решение об участии российских ученых в создании большого адронного коллайдера, то от идеи достроить и запустить «большое кольцо» под Протвино вовсе отказались. Но просто забыть о столь масштабном объекте невозможно, а уничтожить его почти так же дорого, как и достроить.

Поэтому весь ускорительно-накопительный комплекс до сих пор поддерживают в законсервированном состоянии, охраняют и периодически откачивают подземные воды из тоннелей. За прошедшее десятилетие велись разговоры о переориентировании коллайдера, например, предлагали устроить в нем сверхпроводящий индукционный накопитель - своего рода «бесперебойник» для электросетей всей Московской области. Кто-то также предлагал выращивать в тоннелях грибы, но все эти разговоры так и не были претворены в жизнь. Сейчас коллайдер под Протвино является вожделенным объектом для сталкеров со всей России, но проникнуть в него не так-то просто, а главное - опасно. Как с точки зрения закона, так и чисто физически - лестницы в шахтах уже давно сгнили и могут рухнуть в любой момент.

Филипп Терец