หลักการทำงานของซินโครฟาโซตรอน ใครเป็นผู้คิดค้นซินโครฟาโซตรอนและอย่างไร

+ เฟส + อิเล็กตรอน) เป็นเครื่องเร่งความเร็วแบบเรโซแนนซ์ไซคลิกที่มีความยาวของวงโคจรสมดุลไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการเร่งความเร็ว เพื่อให้อนุภาคยังคงอยู่ในวงโคจรเดิมระหว่างการเร่งความเร็ว ทั้งสนามแม่เหล็กนำและความถี่ของสนามไฟฟ้าที่เร่งจะเปลี่ยนแปลง ส่วนหลังจำเป็นสำหรับลำแสงที่จะมาถึงส่วนเร่งเสมอในเฟสที่มีความถี่สูง สนามไฟฟ้า. ในกรณีที่อนุภาคเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพสูง ความถี่ของการปฏิวัติโดยมีความยาวคงที่ของวงโคจรจะไม่เปลี่ยนแปลงตามพลังงานที่เพิ่มขึ้น และความถี่ของเครื่องกำเนิด RF จะต้องคงที่ด้วย เครื่องเร่งความเร็วดังกล่าวเรียกว่าซินโครตรอนแล้ว

ในวัฒนธรรม

อุปกรณ์นี้เป็นอุปกรณ์ที่นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 "ทำงานในที่ทำงาน" ในเพลงที่มีชื่อเสียงของ Alla Pugacheva "เพลงของนักเรียนชั้นประถมปีที่ 1" ซินโครฟาโซตรอนยังถูกกล่าวถึงในภาพยนตร์ตลกของไกไดเรื่อง "Operation Y and Shurik's Other Adventures" อุปกรณ์นี้ยังแสดงเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ในภาพยนตร์สั้นเพื่อการศึกษาเรื่อง "ทฤษฎีสัมพัทธภาพคืออะไร" ในการแสดงตลกขบขันที่มีสติปัญญาต่ำ สำหรับประชาชนทั่วไป การแสดงตลกมักจะทำหน้าที่เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ "เข้าใจยาก" หรือเป็นตัวอย่างของเทคโนโลยีชั้นสูง

ที่แกนกลาง ซินโครฟาโซตรอนเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่สำหรับการเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ความเร็วขององค์ประกอบในอุปกรณ์นี้สูงมาก เช่นเดียวกับพลังงานที่ปล่อยออกมาในกรณีนี้ เมื่อได้ภาพของการชนกันของอนุภาค นักวิทยาศาสตร์สามารถตัดสินคุณสมบัติของโลกวัสดุและโครงสร้างของมันได้

ความจำเป็นในการสร้างตัวเร่งความเร็วถูกกล่าวถึงก่อนที่จะเริ่มมหาราช สงครามรักชาติเมื่อนักฟิสิกส์โซเวียตกลุ่มหนึ่งนำโดยนักวิชาการ A. Ioffe ส่งจดหมายถึงรัฐบาลสหภาพโซเวียต โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการสร้างฐานทางเทคนิคสำหรับการศึกษาโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอม คำถามเหล่านี้ได้กลายเป็นปัญหาหลักของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติไปแล้ว วิธีแก้ปัญหาของพวกเขาสามารถพัฒนาวิทยาศาสตร์ประยุกต์ วิทยาศาสตร์การทหาร และพลังงาน

ในปี พ.ศ. 2492 การออกแบบการติดตั้งเครื่องแรกซึ่งก็คือเครื่องเร่งโปรตอนได้เริ่มต้นขึ้น อาคารนี้สร้างขึ้นในปี 1957 ในเมือง Dubna เครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนที่เรียกว่า "ซินโครฟาโซตรอน" เป็นโครงสร้างที่มีขนาดมหึมา ออกแบบเป็นอาคารแยกของสถาบันวิจัย ส่วนหลักของพื้นที่ก่อสร้างถูกครอบครองโดยวงแหวนแม่เหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 60 ม. จำเป็นต้องสร้างไฟฟ้า สนามแม่เหล็กที่มีคุณสมบัติตามต้องการ ในช่องว่างของแม่เหล็ก อนุภาคจะถูกเร่ง

หลักการทำงานของซินโครฟาโซตรอน

เดิมทีเครื่องเร่งความเร็ว-ซินโครฟาโซตรอนอันทรงพลังตัวแรกควรได้รับการออกแบบบนพื้นฐานของหลักการสองประการที่รวมกัน ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้แยกกันในเฟสโซตรอนและซินโครตรอน หลักการแรกคือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการที่สองคือการเปลี่ยนแปลงในระดับของสนามแม่เหล็ก

ซินโครฟาโซตรอนทำงานบนหลักการของเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงรอบ เพื่อให้อนุภาคอยู่ในวงโคจรสมดุลเดียวกัน ความถี่ของสนามเร่งจะเปลี่ยนไป ลำอนุภาคจะมาถึงส่วนที่เร่งความเร็วของโรงงานเสมอในเฟสที่มีสนามไฟฟ้า ความถี่สูง. ซินโครฟาโซตรอนบางครั้งเรียกว่าซินโครตรอนที่เน้นโปรตอนอย่างอ่อน พารามิเตอร์ที่สำคัญของซิงโครฟาโซตรอนคือความเข้มของลำแสงซึ่งกำหนดโดยจำนวนของอนุภาคที่อยู่ในนั้น

ในซินโครฟาโซตรอน ข้อผิดพลาดและข้อบกพร่องที่มีอยู่ในตัวไซโคลตรอนรุ่นก่อนนั้นแทบจะถูกกำจัดไปโดยสิ้นเชิง ด้วยการเปลี่ยนการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กและความถี่ของการอัดประจุอนุภาคใหม่ เครื่องเร่งโปรตอนจะเพิ่มพลังงานของอนุภาค และนำพวกมันไปตามเส้นทางที่ต้องการ การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวได้ปฏิวัตินิวเคลียร์

เทคโนโลยีในสหภาพโซเวียตพัฒนาอย่างรวดเร็ว สิ่งที่คุ้มค่ากับการเปิดตัวดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของโลกซึ่งคนทั้งโลกเฝ้าดู มีคนไม่กี่คนที่รู้ว่าในปี 1957 เดียวกันนั้นซิงโครฟาโซตรอนเปิดตัวในสหภาพโซเวียต คำว่ามันหมายถึงการตั้งค่าสำหรับการโอเวอร์คล็อก อนุภาคมูลฐาน. วันนี้เกือบทุกคนได้ยินเกี่ยวกับ Large Hadron Collider ซึ่งเป็นอุปกรณ์เวอร์ชันใหม่และปรับปรุงที่อธิบายไว้ในบทความนี้

ซินโครฟาโซตรอนคืออะไร? มีไว้เพื่ออะไร?

การติดตั้งนี้เป็นตัวเร่งขนาดใหญ่ของอนุภาคมูลฐาน (โปรตอน) ซึ่งช่วยให้คุณศึกษาไมโครเวิร์ลได้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นรวมถึงปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านี้ซึ่งกันและกัน วิธีศึกษานั้นง่ายมาก: แบ่งโปรตอนออกเป็นชิ้นเล็กๆ แล้วดูว่ามีอะไรอยู่ข้างใน ฟังดูง่าย แต่การทำลายโปรตอนเป็นงานที่ยากอย่างยิ่ง ซึ่งจำเป็นต้องสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นนี้ ที่นี่ อนุภาคจะถูกเร่งให้มีความเร็วมหาศาลผ่านอุโมงค์พิเศษแล้วส่งไปยังเป้าหมาย เมื่อกระทบเข้าก็แตกเป็นเศษเล็กเศษน้อย "เพื่อนร่วมงาน" ที่ใกล้ที่สุดของซิงโครฟาโซตรอนคือ Large Hadron Collider ทำงานโดยประมาณตามหลักการเดียวกัน มีเพียงอนุภาคที่เร่งความเร็วในทิศทางตรงกันข้ามและไม่ชนเป้าหมายที่ยืนอยู่ แต่ชนกันเอง

ตอนนี้คุณเข้าใจแล้วเล็กน้อยว่านี่คือซินโครฟาโซตรอน เชื่อกันว่าการติดตั้งจะช่วยให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในด้านการวิจัย microworld ในทางกลับกัน สิ่งนี้จะช่วยให้ค้นพบองค์ประกอบใหม่ ๆ และวิธีการจัดหาแหล่งพลังงานราคาถูก ตามหลักการแล้ว พวกเขาต้องการค้นหาองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่า และในขณะเดียวกันก็มีอันตรายน้อยกว่าและกำจัดได้ง่ายกว่า

การสมัครทางทหาร

เป็นที่น่าสังเกตว่าสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งนี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แต่เป้าหมายของมันไม่ได้เป็นเพียงความสงบเท่านั้น ในหลาย ๆ ด้าน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเกิดจากการแข่งขันด้านอาวุธทางทหาร Synchrophasotron ถูกสร้างขึ้นภายใต้หัวข้อ "ความลับสุดยอด" และการพัฒนาและการก่อสร้างได้ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างระเบิดปรมาณู สันนิษฐานว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะช่วยให้สามารถสร้างทฤษฎีที่สมบูรณ์แบบของแรงนิวเคลียร์ได้ แต่ทุกอย่างกลับไม่ง่ายนัก แม้ในปัจจุบันจะไม่มีทฤษฎีนี้แล้ว แม้ว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจะก้าวล้ำหน้าไปมากแล้วก็ตาม

พูดง่ายๆ?

เพื่อสรุปและพูด ภาษาธรรมดา? ซินโครฟาโซตรอนเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่สามารถเร่งโปรตอนให้มีความเร็วสูงได้ ประกอบด้วยท่อวนที่มีสุญญากาศอยู่ภายในและแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังที่ป้องกันไม่ให้โปรตอนเคลื่อนที่แบบสุ่ม เมื่อโปรตอนไปถึง ความเร็วสูงสุดการเคลื่อนไหว การไหลของพวกมันจะถูกส่งตรงไปยังเป้าหมายพิเศษ เมื่อกระทบกับมัน โปรตอนจะแตกกระจายเป็นเศษเล็กเศษน้อย นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นร่องรอยของเศษชิ้นส่วนที่บินได้ในห้องฟองพิเศษ และจากร่องรอยเหล่านี้ พวกเขาวิเคราะห์ธรรมชาติของอนุภาคเอง

ห้องฟองเป็นอุปกรณ์ที่ล้าสมัยเล็กน้อยสำหรับจับร่องรอยของโปรตอน ปัจจุบัน การติดตั้งดังกล่าวใช้เรดาร์ที่แม่นยำกว่า ซึ่งให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนโปรตอน

แม้จะมีหลักการง่าย ๆ ของซิงโครฟาโซตรอน แต่การติดตั้งนี้ก็มีเทคโนโลยีสูงและการสร้างมันเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อมีการพัฒนาด้านเทคนิคและวิทยาศาสตร์ในระดับที่เพียงพอซึ่งแน่นอนว่าสหภาพโซเวียตครอบครอง ถ้าเราให้การเปรียบเทียบแล้วกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาคืออุปกรณ์ที่มีวัตถุประสงค์สอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของซินโครฟาโซตรอน อุปกรณ์ทั้งสองช่วยให้คุณสำรวจพิภพเล็ก ๆ ได้เฉพาะอุปกรณ์หลังเท่านั้นที่ให้คุณ "ขุดลึกลงไป" และมีวิธีการวิจัยที่ค่อนข้างแปลกประหลาด

ในรายละเอียด

การทำงานของอุปกรณ์ได้รับการอธิบายไว้ข้างต้น ในแง่ง่ายๆ. แน่นอนว่าหลักการทำงานของซินโครฟาโซตรอนนั้นซับซ้อนกว่า ความจริงก็คือในการเร่งอนุภาคให้มีความเร็วสูงนั้น จำเป็นต้องจัดเตรียมความต่างศักย์หลายแสนล้านโวลต์ สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้แม้ในขั้นตอนปัจจุบันของการพัฒนาเทคโนโลยี ไม่ต้องพูดถึงก่อนหน้านี้

ดังนั้นจึงตัดสินใจที่จะเร่งอนุภาคทีละน้อยและขับเคลื่อนเป็นวงกลมเป็นเวลานาน ในแต่ละวงกลม โปรตอนจะถูกป้อนด้วยพลังงาน อันเป็นผลมาจากการปฏิวัติหลายล้านครั้งทำให้สามารถรับความเร็วที่ต้องการได้หลังจากนั้นจึงส่งไปยังเป้าหมาย

มันเป็นหลักการที่ใช้ในซินโครฟาโซตรอน ในตอนแรกอนุภาคเคลื่อนที่ไปตามอุโมงค์ด้วยความเร็วต่ำ ในแต่ละรอบ พวกเขาตกอยู่ในช่วงเวลาที่เรียกว่าการเร่งความเร็ว ซึ่งพวกเขาได้รับพลังงานเพิ่มเติมและได้รับความเร็ว ส่วนของการเร่งความเร็วเหล่านี้คือตัวเก็บประจุความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งเท่ากับความถี่ของการผ่านของโปรตอนผ่านวงแหวน นั่นคืออนุภาคชนกับส่วนความเร่งด้วยประจุลบ ในขณะนี้ แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้พวกมันมีความเร็ว หากอนุภาคชนส่วนความเร่งด้วยประจุบวก การเคลื่อนที่ของอนุภาคก็จะช้าลง และนี่เป็นคุณสมบัติที่ดีเนื่องจากลำแสงโปรตอนทั้งหมดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน

ดังนั้นมันจึงเกิดซ้ำหลายล้านครั้ง และเมื่ออนุภาคได้รับความเร็วตามที่กำหนด พวกมันจะถูกส่งไปยังเป้าหมายพิเศษที่พวกมันพุ่งชน หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้ศึกษาผลการชนกันของอนุภาค นี่คือวิธีการทำงานของซินโครฟาโซตรอน

บทบาทของแม่เหล็ก

เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการใช้แม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังในเครื่องเร่งอนุภาคขนาดมหึมานี้ด้วย ผู้คนเข้าใจผิดว่าพวกมันถูกใช้เพื่อเร่งโปรตอน แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น อนุภาคถูกเร่งด้วยความช่วยเหลือของตัวเก็บประจุพิเศษ (ส่วนความเร่ง) และแม่เหล็กจะเก็บโปรตอนไว้ในวิถีการเคลื่อนที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น หากไม่มีพวกมัน การเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอของลำแสงของอนุภาคมูลฐานคงเป็นไปไม่ได้ และพลังงานสูงของแม่เหล็กไฟฟ้านั้นอธิบายได้ด้วยมวลโปรตอนจำนวนมากที่ ความเร็วสูงความเคลื่อนไหว.

นักวิทยาศาสตร์ประสบปัญหาอะไรบ้าง?

ปัญหาหลักประการหนึ่งในการสร้างการตั้งค่านี้คือการเร่งความเร็วของอนุภาคอย่างแม่นยำ แน่นอน พวกเขาจะได้รับอัตราเร่งในแต่ละรอบ แต่เมื่อพวกเขาเร่งความเร็ว มวลของพวกเขาก็จะสูงขึ้น ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง (เท่าที่ทราบ ไม่มีอะไรเคลื่อนที่ได้ ความเร็วที่เร็วขึ้นเบา) มวลของพวกมันก็ใหญ่โต ซึ่งทำให้ยากต่อการรักษาให้อยู่ในวงโคจรเป็นวงกลม จากหลักสูตรของโรงเรียนเรารู้ว่ารัศมีการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบในสนามแม่เหล็กนั้นแปรผกผันกับมวลของพวกมัน ดังนั้นเมื่อมวลของโปรตอนเพิ่มขึ้น จึงจำเป็นต้องเพิ่มรัศมีและใช้แม่เหล็กแรงสูงขนาดใหญ่ กฎฟิสิกส์ดังกล่าวจำกัดความเป็นไปได้ในการวิจัยอย่างมาก พวกเขายังสามารถอธิบายได้ว่าทำไมซินโครฟาโซตรอนถึงมีขนาดใหญ่มาก ยิ่งอุโมงค์มีขนาดใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งสามารถติดตั้งแม่เหล็กขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงเพื่อให้โปรตอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ถูกต้อง

ปัญหาที่สองคือการสูญเสียพลังงานระหว่างการเคลื่อนไหว อนุภาคแผ่พลังงาน (สูญเสีย) เมื่อผ่านวงกลม ดังนั้น เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว พลังงานส่วนหนึ่งจะหายไป และยิ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากเท่าใด การสูญเสียก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ไม่ช้าก็เร็ว ช่วงเวลาหนึ่งจะมาถึงเมื่อมีการเปรียบเทียบค่าของพลังงานที่ปล่อยออกมาและพลังงานที่ได้รับ ซึ่งทำให้ไม่สามารถเร่งอนุภาคต่อไปได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีพลังงานมากขึ้น

เราสามารถพูดได้ว่าตอนนี้เราเข้าใจอย่างแม่นยำมากขึ้นว่านี่คือซินโครฟาโซตรอน แต่นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จอะไรกันแน่ในระหว่างการทดสอบ?

มีงานวิจัยอะไรบ้าง?

โดยธรรมชาติแล้วงานของการติดตั้งนี้ไม่ได้ไม่มีใครสังเกตเห็น และแม้ว่าจะคาดว่าจะได้ผลลัพธ์ที่จริงจังกว่านี้ แต่การศึกษาบางชิ้นก็มีประโยชน์อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิทยาศาสตร์ศึกษาคุณสมบัติของดิวเทอรอนที่ถูกเร่งปฏิกิริยา ปฏิสัมพันธ์ของไอออนหนักกับเป้าหมาย และพัฒนาเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการกำจัดยูเรเนียม-238 ที่ใช้แล้ว และแม้ว่าสำหรับคนธรรมดา ผลลัพธ์ทั้งหมดเหล่านี้มีความหมายเพียงเล็กน้อย แต่ในสาขาวิทยาศาสตร์ ความสำคัญของมันก็ยากที่จะประเมินค่าสูงไป

การประยุกต์ใช้ผล

ผลการทดสอบที่ดำเนินการโดยซินโครฟาโซตรอนยังใช้มาจนถึงทุกวันนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันถูกใช้ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้า ใช้ในการสร้างจรวดอวกาศ หุ่นยนต์ และอุปกรณ์ที่ซับซ้อน แน่นอนว่าการสนับสนุนความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคของโครงการนี้ค่อนข้างมาก ผลลัพธ์บางส่วนยังนำไปใช้ในแวดวงการทหารด้วย และแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยังไม่สามารถค้นพบองค์ประกอบใหม่ๆ ที่สามารถนำมาใช้สร้างระเบิดปรมาณูได้ แต่ความจริงแล้ว ไม่มีใครรู้ว่าสิ่งนี้จริงหรือไม่ เป็นไปได้ว่าผลลัพธ์บางอย่างถูกซ่อนไว้จากประชากร เนื่องจากควรระลึกไว้เสมอว่าโครงการนี้ดำเนินการภายใต้หัวข้อ "ลับสุดยอด"

บทสรุป

ตอนนี้คุณเข้าใจแล้วว่านี่คือซินโครฟาโซตรอนและอะไรคือบทบาทในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของสหภาพโซเวียต แม้กระทั่งทุกวันนี้การติดตั้งดังกล่าวมีการใช้งานอย่างแข็งขันในหลายประเทศ แต่มีตัวเลือกขั้นสูงกว่านั้น - Nuclotrons เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่อาจเป็นการนำแนวคิดซินโครฟาโซตรอนไปใช้ได้ดีที่สุดจนถึงปัจจุบัน การใช้การติดตั้งนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์รู้จักไมโครเวิร์ลได้แม่นยำมากขึ้นเนื่องจากการชนกันของลำแสงโปรตอนสองลำที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

สำหรับสถานะปัจจุบันของซินโครฟาโซตรอนของโซเวียตนั้นได้ถูกดัดแปลงเป็นเครื่องเร่งอิเล็กตรอน ตอนนี้เขาทำงานที่ FIAN

นี่คือคำที่คุ้นเคยอย่างละเอียด "ซินโครฟาโซตรอน"! เตือนฉันว่ามันเข้าหูคนธรรมดาสามัญในสหภาพโซเวียตได้อย่างไร? มีหนังหรือเพลงฮิตอะไรสักอย่าง จำได้แม่น! หรือเป็นเพียงอะนาล็อกของคำที่ออกเสียงไม่ได้?

และตอนนี้เรามาจำกันว่ามันคืออะไรและมันถูกสร้างขึ้นอย่างไร ...

ในปี 1957 สหภาพโซเวียตทำให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในสองทิศทางพร้อมกัน: ในเดือนตุลาคมมีการเปิดตัวดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของโลกและไม่กี่เดือนก่อนหน้านั้นในเดือนมีนาคมซินโครฟาโซตรอนในตำนานซึ่งเป็นการติดตั้งขนาดยักษ์สำหรับการศึกษาพิภพเล็ก ๆ เริ่มดำเนินการใน Dubna . เหตุการณ์ทั้งสองนี้สร้างความตกตะลึงให้กับคนทั้งโลก และคำว่า "ดาวเทียม" และ "ซินโครฟาโซตรอน" ได้เข้ามาในชีวิตของเราอย่างแน่นหนา

ซินโครฟาโซตรอนเป็นหนึ่งในประเภทของเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า อนุภาคในพวกมันจะถูกเร่งให้ ความเร็วสูงและด้วยเหตุนี้จึงมีพลังงานสูง จากการชนกับอนุภาคอะตอมอื่น ๆ โครงสร้างและคุณสมบัติของสสารจะถูกตัดสิน ความน่าจะเป็นของการชนกันนั้นพิจารณาจากความเข้มของลำอนุภาคที่ถูกเร่ง ซึ่งก็คือจำนวนของอนุภาคในนั้น ดังนั้น ความเข้มพร้อมกับพลังงานจึงเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของเครื่องเร่งความเร็ว

ตัวเร่งความเร็วมีขนาดมหึมาและไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่นักเขียน Vladimir Kartsev เรียกพวกเขาว่าปิรามิดแห่งยุคนิวเคลียร์ซึ่งลูกหลานจะตัดสินระดับเทคโนโลยีของเรา

ก่อนการสร้างเครื่องเร่งอนุภาค รังสีคอสมิกเป็นแหล่งเดียวของอนุภาคพลังงานสูง โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งเหล่านี้คือโปรตอนที่มีพลังงานตามลำดับของ GeV หลายตัว ซึ่งมาจากอวกาศอย่างอิสระ และอนุภาคทุติยภูมิที่เกิดขึ้นเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศ แต่การไหลของรังสีคอสมิกนั้นไม่เป็นระเบียบและมีความเข้มต่ำ ดังนั้น เมื่อเวลาผ่านไปสำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ พวกเขาจึงเริ่มสร้าง การติดตั้งพิเศษ- เครื่องเร่งอนุภาคที่มีการควบคุมลำอนุภาคพลังงานสูงและความเข้มที่มากขึ้น

การทำงานของคันเร่งทั้งหมดขึ้นอยู่กับความดี ข้อเท็จจริงที่ทราบ: อนุภาคที่มีประจุถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะได้อนุภาคที่มีพลังงานสูงมากโดยการเร่งอนุภาคเพียงครั้งเดียวระหว่างสองขั้วไฟฟ้า เนื่องจากจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามหาศาลกับอนุภาคเหล่านี้ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิค ดังนั้น อนุภาคพลังงานสูงได้มาจากการส่งผ่านไปมาระหว่างอิเล็กโทรดซ้ำๆ

เครื่องเร่งความเร็วที่อนุภาคผ่านช่องว่างการเร่งความเร็วติดต่อกันเรียกว่าเชิงเส้น การพัฒนาตัวเร่งความเร็วเริ่มต้นด้วยพวกเขา แต่ความต้องการในการเพิ่มพลังงานของอนุภาคทำให้การติดตั้งมีความยาวมากเกินจริง

ในปี พ.ศ. 2472 อี. ลอว์เรนซ์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้เสนอการออกแบบเครื่องเร่งอนุภาคที่อนุภาคเคลื่อนที่เป็นเกลียวผ่านช่องว่างเดียวกันระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสอง วิถีโคจรของอนุภาคโค้งงอและบิดโดยสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอซึ่งตั้งฉากกับระนาบของวงโคจร เครื่องเร่งความเร็วเรียกว่าไซโคลตรอน ในปี พ.ศ. 2473-2474 ลอว์เรนซ์และผู้ร่วมงานของเขาได้สร้างไซโคลตรอนเครื่องแรกที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (สหรัฐอเมริกา) สำหรับสิ่งประดิษฐ์นี้ เขาได้รับรางวัลโนเบลในปี 1939

ในไซโคลตรอน แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่สร้างสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอ และสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้ารูปตัว D กลวงสองขั้ว (เพราะฉะนั้นชื่อของมัน - "ดี") ติดอยู่กับขั้วไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งจะกลับขั้วทุกครั้งที่อนุภาคหมุนไปครึ่งหนึ่ง ด้วยเหตุนี้ สนามไฟฟ้าจึงเร่งอนุภาคอยู่เสมอ ความคิดนี้ไม่สามารถเป็นจริงได้หากอนุภาคที่มี พลังงานที่แตกต่างกันมี ระยะเวลาที่แตกต่างกันอุทธรณ์ แต่โชคดีที่แม้ว่าความเร็วจะเพิ่มขึ้นตามพลังงานที่เพิ่มขึ้น แต่ระยะเวลาของการปฏิวัติยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของวิถีโคจรจะเพิ่มขึ้นในอัตราส่วนเดียวกัน คุณสมบัติของไซโคลตรอนนี้ทำให้สามารถใช้ความถี่คงที่ของสนามไฟฟ้าในการเร่งความเร็วได้

ในไม่ช้าก็เริ่มสร้างไซโคลตรอนในห้องปฏิบัติการวิจัยอื่นๆ

อาคารซินโครภาโสตรอน เมื่อ พ.ศ. 2493

ความจำเป็นในการสร้างฐานเร่งรัดอย่างจริงจังในสหภาพโซเวียตได้ประกาศในระดับรัฐบาลในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2481 กลุ่มนักวิจัยจาก Leningrad Institute of Physics and Technology (LFTI) นำโดยนักวิชาการ A.F. Ioffe หันไปหาประธานสภาผู้บังคับการตำรวจของสหภาพโซเวียต V.M. โมโลตอฟพร้อมจดหมายเสนอให้สร้างฐานทางเทคนิคสำหรับการวิจัยในสาขาโครงสร้าง นิวเคลียสของอะตอม. คำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมกลายเป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ และสหภาพโซเวียตล้าหลังอย่างมากในการแก้ปัญหา ดังนั้นหากในอเมริกามีไซโคลตรอนอย่างน้อยห้าตัว ดังนั้นในสหภาพโซเวียตจึงไม่มีไซโคลตรอนเพียงตัวเดียว (ไซโคลตรอนเพียงตัวเดียวของ Radium Institute of the Academy of Sciences (RIAN) ซึ่งเปิดตัวในปี 1937 ใช้งานได้จริงเนื่องจาก ข้อบกพร่องในการออกแบบ) การอุทธรณ์ต่อโมโลตอฟมีคำขอให้สร้างเงื่อนไขสำหรับการก่อสร้าง LPTI cyclotron ให้เสร็จภายในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2482 งานสร้างซึ่งเริ่มในปี 2480 ถูกระงับเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันของแผนกและการยุติการระดมทุน

อันที่จริงในขณะที่เขียนจดหมายมีความเข้าใจผิดอย่างชัดเจนในแวดวงราชการของประเทศเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องของการวิจัยในสาขาฟิสิกส์ปรมาณู ตามบันทึกของ M.G. Meshcheryakov ในปีพ. ศ. 2481 คำถามเกิดขึ้นจากการชำระบัญชีสถาบันเรเดียมซึ่งตามที่บางคนกล่าวว่ามีส่วนร่วมในการวิจัยยูเรเนียมและทอเรียมที่ไร้ประโยชน์ในขณะที่ประเทศกำลังพยายามเพิ่มการขุดถ่านหินและการถลุงเหล็ก

จดหมายถึงโมโลตอฟมีผลและในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2481 คณะกรรมาธิการจาก USSR Academy of Sciences นำโดย P.L. ตามคำร้องขอของรัฐบาล Kapitsa ได้ให้ข้อสรุปเกี่ยวกับความจำเป็นในการสร้างไซโคลตรอนขนาด 10–20 MeV LPTI ขึ้นอยู่กับประเภทของอนุภาคที่ถูกเร่ง และเพื่อปรับปรุงไซโคลตรอน RIAN

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2481 S.I. Vavilov ในการอุทธรณ์ต่อรัฐสภาของ Academy of Sciences เสนอให้สร้าง LPTI cyclotron ในมอสโกวและโอนไปยัง สถาบันฟิสิกส์ Academy of Sciences (FIAN) จากห้องปฏิบัติการ LPTI I.V. Kurchatov ผู้มีส่วนร่วมในการสร้าง Sergei Ivanovich ต้องการให้ห้องปฏิบัติการกลางสำหรับการศึกษานิวเคลียสของอะตอมอยู่ในสถานที่เดียวกับที่ตั้งของ Academy of Sciences นั่นคือในมอสโกว อย่างไรก็ตาม เขาไม่ได้รับการสนับสนุนจาก LFTI ข้อพิพาทสิ้นสุดลงเมื่อปลายปี พ.ศ. 2482 เมื่อ A.F. Ioffe เสนอให้สร้างไซโคลตรอนสามตัวพร้อมกัน เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม พ.ศ. 2483 ที่ประชุมรัฐสภาของ USSR Academy of Sciences ได้มีการตัดสินใจสั่งให้ RIAN ในปีปัจจุบันติดตั้ง cyclotron ที่มีอยู่ FIAN เพื่อเตรียมการภายในวันที่ 15 ตุลาคม วัสดุที่จำเป็นสำหรับการสร้างไซโคลตรอนอันทรงพลังใหม่ และ LFTI - เพื่อสร้างไซโคลตรอนให้เสร็จสมบูรณ์ในไตรมาสแรกของปี 1941

ในการเชื่อมต่อกับการตัดสินใจนี้ กองพลที่เรียกว่า cyclotron ถูกสร้างขึ้นที่ FIAN ซึ่งรวมถึง Vladimir Iosifovich Veksler, Sergei Nikolaevich Vernov, Pavel Alekseevich Cherenkov, Leonid Vasilyevich Groshev และ Evgeny Lvovich Feinberg เมื่อวันที่ 26 กันยายน พ.ศ. 2483 สำนักภาควิชาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ (OPMS) ได้รับข้อมูลจาก V.I. Veksler เกี่ยวกับงานออกแบบสำหรับ cyclotron อนุมัติคุณสมบัติหลักและประมาณการการก่อสร้าง ไซโคลตรอนได้รับการออกแบบมาเพื่อเร่งดิวเทอรอนให้มีพลังงานสูงถึง 50 MeV FIAN วางแผนที่จะเริ่มก่อสร้างในปี 1941 และเปิดใช้งานในปี 1943 แผนการณ์ที่วางไว้หยุดชะงักจากสงคราม

ความจำเป็นเร่งด่วนในการสร้างระเบิดปรมาณูทำให้สหภาพโซเวียตต้องระดมความพยายามในการศึกษาไมโครเวิร์ล ไซโคลตรอนสองตัวถูกสร้างขึ้นทีละตัวที่ห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 ในมอสโกว (พ.ศ. 2487, 2489); ในเลนินกราด หลังจากการปิดล้อมถูกยกขึ้น ไซโคลตรอนของ RIAN และ LFTI ได้รับการบูรณะ (พ.ศ. 2489)

แม้ว่าโครงการ Fianovsky cyclotron จะได้รับการอนุมัติก่อนสงคราม แต่ก็เห็นได้ชัดว่าการออกแบบของ Lawrence หมดลง เนื่องจากพลังงานของโปรตอนที่ถูกเร่งจะต้องไม่เกิน 20 MeV มันมาจากพลังงานนี้ที่ผลของการเพิ่มมวลของอนุภาคด้วยความเร็วที่สอดคล้องกับความเร็วของแสงเริ่มส่งผลกระทบซึ่งตามมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์

เนื่องจากการเติบโตของมวล การสั่นพ้องระหว่างการผ่านของอนุภาคผ่านช่องว่างความเร่งและเฟสที่สอดคล้องกันของสนามไฟฟ้าจึงถูกละเมิด ซึ่งทำให้เกิดการชะลอตัว

ควรสังเกตว่าไซโคลตรอนได้รับการออกแบบมาเพื่อเร่งอนุภาคหนักเท่านั้น (โปรตอน ไอออน) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเนื่องจากมวลที่เหลือน้อยเกินไปอิเล็กตรอนที่มีพลังงาน 1–3 MeV จึงมีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงซึ่งเป็นผลมาจากการที่มวลของมันเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและอนุภาคไปอย่างรวดเร็ว ออกจากเสียงสะท้อน

เครื่องเร่งอิเล็กตรอนแบบวงรอบเครื่องแรกคือเบตาตรอนที่สร้างโดยเคิร์สต์ในปี 1940 ตามแนวคิดของไวเดอร์เอ betatron เป็นไปตามกฎของฟาราเดย์ ซึ่งเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กทะลุผ่านวงจรปิดจะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นในวงจรนี้ ใน betatron วงจรปิดคือกระแสของอนุภาคที่เคลื่อนที่ไปตามวงโคจรรูปวงแหวนในห้องสุญญากาศที่มีรัศมีคงที่ในสนามแม่เหล็กที่ค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กภายในวงโคจรเพิ่มขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นองค์ประกอบแทนเจนต์ที่เร่งอิเล็กตรอน ใน betatron เช่นเดียวกับ cyclotron มีข้อจำกัดในการผลิตอนุภาคพลังงานสูงมาก นี่เป็นเพราะตามกฎของอิเล็กโทรไดนามิกส์ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในวงโคจรเป็นวงกลมจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ซึ่งนำพาพลังงานจำนวนมากออกไปด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ เพื่อชดเชยการสูญเสียเหล่านี้ จำเป็นต้องเพิ่มขนาดของแกนแม่เหล็กอย่างมาก ซึ่งมีขีดจำกัดในทางปฏิบัติ

ดังนั้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 1940 ความเป็นไปได้ในการได้รับพลังงานที่สูงขึ้นสำหรับทั้งโปรตอนและอิเล็กตรอนจึงหมดลง สำหรับการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับพิภพเล็ก ๆ นั้นจำเป็นต้องเพิ่มพลังงานของอนุภาคเร่งความเร็ว ดังนั้นภารกิจในการหาวิธีใหม่ในการเร่งความเร็วจึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2487 V.I. Veksler เสนอแนวคิดปฏิวัติวิธีการเอาชนะกำแพงพลังงานของไซโคลตรอนและเบตาตรอน มันง่ายมากจนดูแปลกที่ไม่เคยมีใครเข้าใกล้มาก่อน แนวคิดคือระหว่างการเร่งด้วยจังหวะความถี่ ความถี่ของการปฏิวัติของอนุภาคและสนามเร่งจะต้องตรงกันตลอดเวลา หรืออีกนัยหนึ่งคือซิงโครนัส เมื่อเร่งอนุภาคสัมพัทธภาพหนักในไซโคลตรอนเพื่อการซิงโครไนซ์ มีการเสนอให้เปลี่ยนความถี่ของสนามไฟฟ้าที่เร่งขึ้นตามกฎข้อหนึ่ง (ภายหลังเรียกเครื่องเร่งดังกล่าวว่าซินโครไซโคลตรอน)

เพื่อเร่งอิเล็กตรอนสัมพัทธภาพ มีการเสนอเครื่องเร่งความเร็ว ซึ่งต่อมาเรียกว่าซินโครตรอน ในนั้นการเร่งความเร็วนั้นดำเนินการโดยสนามไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่คงที่และการซิงโครไนซ์นั้นมีให้โดยสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามกฎบางอย่างซึ่งทำให้อนุภาคอยู่ในวงโคจรที่มีรัศมีคงที่

สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ในทางทฤษฎีจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการเร่งความเร็วที่เสนอมีความเสถียร กล่าวคือ เฟสของอนุภาคจะดำเนินการโดยอัตโนมัติโดยมีการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากเสียงสะท้อน นักฟิสิกส์ทฤษฎีของทีมไซโคลตรอน E.L. Feinberg ดึงความสนใจของ Veksler มาที่สิ่งนี้ และตัวเขาเองก็ได้พิสูจน์ความเสถียรของกระบวนการด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวด นั่นคือเหตุผลที่แนวคิดของ Wexler ถูกเรียกว่า "หลักการของ autophasing"

เพื่อหารือเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหาที่ได้รับ FIAN ได้จัดสัมมนาที่ Veksler จัดทำรายงานเบื้องต้น และ Feinberg รายงานเกี่ยวกับความมั่นคง งานนี้ได้รับการอนุมัติและในปี พ.ศ. 2487 วารสาร "รายงานของ Academy of Sciences of the USSR" ได้ตีพิมพ์บทความสองบทความซึ่งมีการพิจารณาวิธีการเร่งความเร็วแบบใหม่ (บทความแรกเกี่ยวข้องกับเครื่องเร่งความเร็วตามความถี่หลายความถี่ซึ่งต่อมาเรียกว่า ไมโครตรอน) มีเพียง Veksler เท่านั้นที่ถูกระบุว่าเป็นผู้เขียน และชื่อของ Feinberg ไม่ได้ถูกกล่าวถึงเลย ในไม่ช้า บทบาทของ Feinberg ในการค้นพบหลักการของ autophasing ก็ถูกมอบให้แก่การลืมเลือนไปโดยเปล่าประโยชน์

อีกหนึ่งปีต่อมา E. MacMillan นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันได้ค้นพบหลักการ autophasing แต่ Wexler ยังคงให้ความสำคัญ

ควรสังเกตว่าในเครื่องเร่งความเร็วตามหลักการใหม่ "กฎคันโยก" แสดงออกในรูปแบบที่ชัดเจน - การได้รับพลังงานนำไปสู่การสูญเสียความเข้มของลำแสงของอนุภาคเร่งซึ่งเกี่ยวข้องกับธรรมชาติของวัฏจักร ของการเร่งความเร็ว ตรงกันข้ามกับความเร่งที่ราบรื่นในไซโคลตรอนและเบตาตรอน ช่วงเวลาที่ไม่พึงประสงค์นี้ถูกชี้ให้เห็นทันทีในเซสชั่นของภาควิชาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2488 แต่จากนั้นทุกคนก็สรุปเป็นเอกฉันท์ว่าสถานการณ์นี้ไม่ควรรบกวนการดำเนินโครงการ แม้ว่าอย่างไรก็ตามการต่อสู้เพื่อความรุนแรงนั้นทำให้ "คันเร่ง" รำคาญอย่างต่อเนื่อง

ในช่วงเวลาเดียวกันตามคำแนะนำของประธาน USSR Academy of Sciences S.I. Vavilov ตัดสินใจสร้างเครื่องเร่งความเร็วสองประเภทที่เสนอโดย Veksler ทันที เมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2489 คณะกรรมการพิเศษภายใต้สภาผู้บังคับการตำรวจแห่งสหภาพโซเวียตได้สั่งให้คณะกรรมการที่เกี่ยวข้องพัฒนาโครงการโดยระบุกำลังการผลิต เวลาในการผลิต และสถานที่ก่อสร้าง (FIAN ปฏิเสธที่จะสร้างไซโคลตรอน)

เป็นผลให้เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม พ.ศ. 2489 มีการออกกฤษฎีกาสองฉบับของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตพร้อมกันซึ่งลงนามโดยประธานคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต I.V. สตาลินและผู้จัดการคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต Ya.E. Chadaev เกี่ยวกับการสร้างซินโครไซโคลตรอนสำหรับพลังงานดิวเทอรอน 250 MeV และซินโครตรอนสำหรับพลังงาน 1 GeV พลังงานของตัวเร่งถูกกำหนดโดยหลักจากการเผชิญหน้าทางการเมืองระหว่างสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต สหรัฐอเมริกาได้สร้างซินโครไซโคลตรอนที่มีพลังงานดิวเทอรอนประมาณ 190 MeV และได้เริ่มสร้างซินโครตรอนที่มีพลังงาน 250–300 MeV เครื่องเร่งความเร็วในประเทศควรจะเหนือกว่าของอเมริกาในแง่ของพลังงาน

ความหวังถูกตรึงไว้ที่ซินโครไซโคลตรอนสำหรับการค้นพบธาตุใหม่ วิธีการใหม่ในการรับพลังงานปรมาณูจากแหล่งที่ถูกกว่ายูเรเนียม ด้วยความช่วยเหลือของซินโครตรอน พวกเขาตั้งใจที่จะรับมีซอนเทียม ซึ่งตามที่นักฟิสิกส์โซเวียตสันนิษฐานในเวลานั้น สามารถก่อให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียร์ได้

พระราชกฤษฎีกาทั้งสองออกมาพร้อมกับตราประทับ "ความลับสุดยอด (โฟลเดอร์พิเศษ)" เนื่องจากการสร้างเครื่องเร่งความเร็วเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสร้างระเบิดปรมาณู ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา หวังว่าจะได้รับทฤษฎีที่ถูกต้องเกี่ยวกับแรงนิวเคลียร์ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณระเบิด ซึ่งในเวลานั้นได้ดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของแบบจำลองโดยประมาณชุดใหญ่เท่านั้น จริงอยู่ที่ทุกอย่างไม่ง่ายอย่างที่คิดในตอนแรกและควรสังเกตว่าทฤษฎีดังกล่าวยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจนถึงทุกวันนี้

ความละเอียดกำหนดสถานที่สำหรับการสร้างเครื่องเร่งความเร็ว: ซินโครตรอน - ในมอสโก, บนทางหลวง Kaluga (ปัจจุบันคือ Leninsky Prospekt) ในอาณาเขตของ FIAN; ซินโครไซโคลตรอน - ในพื้นที่ของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Ivankovskaya ซึ่งอยู่ห่างจากกรุงมอสโกไปทางเหนือ 125 กิโลเมตร (ในเวลานั้นคือภูมิภาค Kalinin) ในขั้นต้นการสร้างตัวเร่งความเร็วทั้งสองได้รับความไว้วางใจจาก FIAN V.I. Veksler และสำหรับซินโครไซโคลตรอน - D.V. สโกเบลซิน.

ทางซ้าย - ศาสตราจารย์ วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต Zinoviev (2455-2541) ทางด้านขวา - นักวิชาการของ USSR Academy of Sciences V.I. เวคสเลอร์ (พ.ศ. 2450–2509) ระหว่างการสร้างซินโครฟาโซตรอน

หกเดือนต่อมา หัวหน้าโครงการปรมาณู I.V. Kurchatov ไม่พอใจกับความคืบหน้าของงาน Fianovo synchrocyclotron ได้ย้ายหัวข้อนี้ไปยังห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 ของเขา เขาแต่งตั้ง M.G. เมชเชอร์ยาคอฟ ปลดเขาออกจากงานที่สถาบันเลนินกราดเรเดียม ภายใต้การนำของ Meshcheryakov แบบจำลองซินโครไซโคลตรอนถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 ซึ่งได้ยืนยันความถูกต้องของหลักการ autophasing จากการทดลองแล้ว ในปี 1947 การก่อสร้างเครื่องเร่งความเร็วเริ่มขึ้นในภูมิภาคคาลินิน

14 ธันวาคม 2492 ภายใต้การนำของ M.G. Meshcheryakov synchrocyclotron ประสบความสำเร็จตามกำหนดและกลายเป็นเครื่องเร่งความเร็วประเภทนี้เครื่องแรกในสหภาพโซเวียต โดยสกัดกั้นพลังงานของเครื่องเร่งความเร็วที่คล้ายกันซึ่งสร้างขึ้นในปี 2489 ในเบิร์กลีย์ (สหรัฐอเมริกา) มันยังคงเป็นบันทึกจนถึงปี 1953

ในขั้นต้นห้องปฏิบัติการที่ใช้ซิงโครไซโคลตรอนเรียกว่าห้องปฏิบัติการไฮโดรเทคนิคของ USSR Academy of Sciences (GTL) เพื่อความลับและเป็นสาขาของห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 ในปี 1953 ได้กลายเป็นสถาบันอิสระของปัญหานิวเคลียร์ USSR Academy of Sciences (INP) นำโดย M.G. เมชเชอร์ยาคอฟ.

นักวิชาการของยูเครน Academy of Sciences A.I. Leipunsky (1907–1972) ตามหลักการของ autophasing ได้เสนอการออกแบบเครื่องเร่งความเร็ว ซึ่งต่อมาเรียกว่าซิงโครฟาโซตรอน (ภาพ: วิทยาศาสตร์และชีวิต)
การสร้างซินโครตรอนล้มเหลวด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก เนื่องจากปัญหาที่คาดไม่ถึง จึงต้องสร้างซินโครตรอนสองตัวสำหรับพลังงานที่ต่ำกว่า - 30 และ 250 MeV พวกเขาตั้งอยู่ในอาณาเขตของ FIAN และตัดสินใจสร้างซินโครตรอน 1 GeV นอกกรุงมอสโก ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2491 เขาได้รับการจัดสรรสถานที่ไม่กี่กิโลเมตรจากซินโครไซโคลตรอนซึ่งอยู่ระหว่างการก่อสร้างในภูมิภาคคาลินิน แต่ก็ไม่เคยสร้างที่นั่นเช่นกัน เนื่องจากเครื่องเร่งความเร็วที่เสนอโดย Alexander Ilyich Leipunsky นักวิชาการของสถาบันยูเครนแห่งยูเครน วิทยาศาสตร์ มันเกิดขึ้นด้วยวิธีต่อไปนี้

ในปี 1946 A.I. Leipunsky ตามหลักการของ autophasing เสนอแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเครื่องเร่งความเร็วซึ่งรวมคุณสมบัติของซินโครตรอนและซินโครไซโคลตรอนเข้าด้วยกัน ต่อจากนั้น Veksler เรียกเครื่องเร่งความเร็วประเภทนี้ว่าซินโครฟาโซตรอน ชื่อจะชัดเจนขึ้นหากเราพิจารณาว่าเดิมทีซินโครไซโคลตรอนเรียกว่า ฟาโซตรอน และเมื่อใช้ร่วมกับซินโครตรอน จะได้ซินโครฟาโซตรอน ในนั้น อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กควบคุม อนุภาคเคลื่อนที่ไปตามวงแหวนเช่นเดียวกับซินโครตรอน และความเร่งทำให้เกิดสนามไฟฟ้าความถี่สูง ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงตามเวลา เช่นเดียวกับในซินโครไซโคลตรอน สิ่งนี้ทำให้สามารถเพิ่มพลังงานของโปรตอนที่ถูกเร่งได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับซินโครไซโคลตรอน ในซิงโครฟาโซตรอน โปรตอนจะถูกเร่งเบื้องต้นในเครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้น - หัวฉีด อนุภาคที่นำเข้าสู่ห้องหลักภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กเริ่มไหลเวียนอยู่ในนั้น โหมดนี้เรียกว่าโหมดเบตาตรอน จากนั้นแรงดันไฟฟ้าเร่งความถี่สูงจะเปิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าที่วางอยู่ในช่องว่างสี่เหลี่ยมมุมฉากสองช่องตรงข้ามกัน

ในบรรดาเครื่องเร่งอนุภาคทั้ง 3 ประเภทตามหลักการของเฟสซิ่งอัตโนมัตินั้น ซินโครฟาโซตรอนใน ในทางเทคนิคซับซ้อนที่สุดแล้วหลายคนก็สงสัยถึงความเป็นไปได้ของการสร้าง แต่ Leipunsky มั่นใจว่าทุกอย่างจะออกมาดี จึงตั้งเป้าหมายที่จะดำเนินการตามความคิดของเขาอย่างกล้าหาญ

ในปีพ. ศ. 2490 ในห้องปฏิบัติการ "B" ใกล้สถานี Obninskoye (ปัจจุบันคือเมือง Obninsk) กลุ่มเครื่องเร่งความเร็วพิเศษภายใต้การนำของเขาได้เริ่มพัฒนาเครื่องเร่งความเร็ว นักทฤษฎีซินโครฟาโซตรอนคนแรกคือ Yu.A. Krutkov, O.D. Kazachkovsky และ L.L. ซาบโซวิช. ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2491 มีการประชุมแบบปิดเกี่ยวกับตัวเร่งความเร็วซึ่งนอกจากรัฐมนตรีแล้ว A.L. Mints ผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงด้านวิศวกรรมวิทยุในเวลานั้น และหัวหน้าวิศวกรของ Leningrad Electrosila และโรงงานหม้อแปลงไฟฟ้า พวกเขาทั้งหมดระบุว่าตัวเร่งความเร็วที่เสนอโดย Leipun สามารถทำได้ การสนับสนุนผลลัพธ์ทางทฤษฎีแรกและการสนับสนุนของวิศวกรจากโรงงานชั้นนำทำให้สามารถเริ่มงานในโครงการทางเทคนิคเฉพาะสำหรับเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่สำหรับพลังงานโปรตอนที่ 1.3–1.5 GeV และพัฒนางานทดลองที่ยืนยันความถูกต้องของแนวคิดของ Leipunsky ภายในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2491 การออกแบบทางเทคนิคของเครื่องเร่งความเร็วพร้อมแล้ว และภายในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2492 ไลปุนสกีต้องส่ง การออกแบบเบื้องต้นซินโครฟาโซตรอนที่ 10 GeV

และทันใดนั้นในปี 1949 ที่งานถึงจุดสูงสุด รัฐบาลก็ตัดสินใจโอนงานซินโครฟาโซตรอนที่เริ่มทำงานให้กับ FIAN เพื่ออะไร? ทำไม ท้ายที่สุด FIAN กำลังสร้างซินโครตรอน 1 GeV แล้ว! ใช่ ข้อเท็จจริงของเรื่องนี้ก็คือทั้งสองโครงการ ทั้งซินโครตรอน 1.5 GeV และซินโครตรอน 1 GeV มีราคาแพงเกินไป และคำถามก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับความเหมาะสม ในที่สุดก็ได้รับการแก้ไขในการประชุมพิเศษที่ FIAN ซึ่งนักฟิสิกส์ชั้นนำของประเทศมารวมตัวกัน พวกเขาคิดว่าไม่จำเป็นต้องสร้างซินโครตรอนขนาด 1 GeV เนื่องจากไม่สนใจการเร่งอิเล็กตรอนมากนัก คู่ต่อสู้หลักของตำแหน่งนี้คือ M.A. มาร์คอฟ ข้อโต้แย้งหลักของเขาคือการศึกษาทั้งโปรตอนและแรงนิวเคลียร์จะมีประสิทธิภาพมากกว่าด้วยความช่วยเหลือของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม เขาล้มเหลวในการปกป้องมุมมองของเขา และการตัดสินใจในเชิงบวกกลับกลายเป็นการสนับสนุนโครงการของ Leipunsky

นี่คือลักษณะของซินโครฟาโซตรอน 10 GeV ใน Dubna

ความฝันอันหวงแหนของ Veksler ในการสร้างเครื่องเร่งความเร็วที่ใหญ่ที่สุดก็พังทลาย ไม่ต้องการทนกับสถานการณ์ปัจจุบัน เขาได้รับการสนับสนุนจาก S.I. Vavilov และ D.V. Skobeltsyna แนะนำให้ละทิ้งการสร้างเครื่องซินโครฟาโซตรอนขนาด 1.5 GeV และดำเนินการออกแบบเครื่องเร่งความเร็วขนาด 10 GeV ทันที ซึ่งก่อนหน้านี้ A.I. ได้มอบหมายให้ ไลปุนสกี้. รัฐบาลยอมรับข้อเสนอนี้ เนื่องจากในเดือนเมษายน พ.ศ. 2491 เป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับโครงการซินโครฟาโซตรอน 6–7 GeV ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย และพวกเขาต้องการนำหน้าสหรัฐอเมริกาอย่างน้อยก็ระยะหนึ่ง

เมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม พ.ศ. 2492 คณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตได้ออกมติเกี่ยวกับการสร้างซินโครฟาโซตรอนสำหรับพลังงาน 7–10 GeV บนดินแดนที่จัดสรรไว้ก่อนหน้านี้สำหรับซินโครตรอน ธีมถูกโอนไปยัง FIAN และ V.I. Veksler แม้ว่าธุรกิจของ Leipunsky จะไปได้สวยก็ตาม

สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ประการแรกโดยข้อเท็จจริงที่ว่า Veksler ได้รับการพิจารณาว่าเป็นผู้เขียนหลักการ autophasing และตามบันทึกของผู้ร่วมสมัยของเขา L.P. ชื่นชอบเขามาก เบเรีย ประการที่สอง S. I. Vavilov ในเวลานั้นไม่เพียง แต่เป็นผู้อำนวยการของ FIAN เท่านั้น แต่ยังเป็นประธานของ USSR Academy of Sciences Leipunsky ได้รับการเสนอให้เป็นรอง Veksler แต่เขาปฏิเสธและไม่ได้มีส่วนร่วมในการสร้างซินโครฟาโซตรอนในภายหลัง ตามที่รอง Leipunsky O.D. Kazachkovsky "เป็นที่ชัดเจนว่าหมีสองตัวไม่สามารถอยู่ในรังเดียวได้" ต่อมา A.I. Leipunsky และ O.D. Kazachkovsky กลายเป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในเครื่องปฏิกรณ์ และในปี 1960 ได้รับรางวัล Lenin Prize

มติดังกล่าวมีข้อกำหนดเกี่ยวกับการโอนไปทำงานที่ FIAN ของพนักงานของห้องปฏิบัติการ "V" ซึ่งมีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่องเร่งความเร็วด้วยการโอนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง และมีบางอย่างที่จะสื่อ: การทำงานกับคันเร่งในห้องปฏิบัติการ "B" ในเวลานั้นได้ถูกนำไปสู่ขั้นตอนของแบบจำลองและการยืนยันการตัดสินใจหลัก

ไม่ใช่ทุกคนที่กระตือรือร้นที่จะย้ายไปที่ FIAN เนื่องจากการทำงานกับ Leipunsky นั้นง่ายและน่าสนใจ: เขาไม่เพียง แต่เป็นที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยัง คนที่ยอดเยี่ยม. อย่างไรก็ตาม แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะปฏิเสธการโอน: ในช่วงเวลาอันเลวร้ายนั้น การปฏิเสธถูกคุกคามด้วยการพิจารณาคดีและค่ายกักกัน

กลุ่มที่ย้ายจากห้องปฏิบัติการ "B" รวมถึงวิศวกร Leonid Petrovich Zinoviev เขาเช่นเดียวกับสมาชิกคนอื่น ๆ ของกลุ่มเครื่องเร่งความเร็วในห้องปฏิบัติการของ Leipunsky มีส่วนร่วมในการพัฒนาส่วนประกอบแต่ละส่วนที่จำเป็นสำหรับแบบจำลองของเครื่องเร่งความเร็วในอนาคตโดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งกำเนิดไอออนและไฟฟ้าแรงสูง วงจรพัลส์เพื่อจ่ายไฟให้กับหัวฉีด Leipunsky ดึงความสนใจไปที่วิศวกรที่มีความสามารถและสร้างสรรค์ทันที ตามคำแนะนำของเขา Zinoviev เป็นคนแรกที่มีส่วนร่วมในการสร้างโรงงานนำร่องซึ่งเป็นไปได้ที่จะจำลองกระบวนการทั้งหมดของการเร่งโปรตอน จากนั้นไม่มีใครสามารถจินตนาการได้ว่า Zinoviev กลายเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกงานเพื่อนำแนวคิดของซินโครฟาโซตรอนมาสู่ชีวิต Zinoviev จะเป็นคนเดียวที่ต้องผ่านทุกขั้นตอนของการสร้างและปรับปรุง และไม่ใช่แค่ผ่าน แต่เป็นผู้นำพวกเขา

ผลทางทฤษฎีและการทดลองที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการ "V" ถูกนำมาใช้ที่ Lebedev Physical Institute ในการออกแบบซิงโครฟาโซตรอน 10 GeV อย่างไรก็ตาม การเพิ่มพลังงานของตัวเร่งความเร็วเป็นค่านี้จำเป็นต้องมีการปรับปรุงที่สำคัญ ความยากลำบากในการสร้างนั้นรุนแรงขึ้นอย่างมากเนื่องจากในเวลานั้นไม่มีประสบการณ์ในการสร้างสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งขนาดใหญ่เช่นนี้ทั่วโลก

ภายใต้คำแนะนำของนักทฤษฎี มส. ราบิโนวิชและเอ.เอ. Kolomensky ที่ FIAN ให้เหตุผลทางกายภาพ โครงการทางเทคนิค. ส่วนประกอบหลักของซินโครฟาโซตรอนได้รับการพัฒนาโดยสถาบันวิศวกรรมวิทยุแห่งมอสโกของ Academy of Sciences และสถาบันวิจัยเลนินกราดภายใต้การแนะนำของผู้อำนวยการ A.L. มิ้นต์และ E.G. ยุง.

เพื่อให้ได้ประสบการณ์ที่จำเป็น เราตัดสินใจสร้างแบบจำลองของซินโครฟาโซตรอนที่มีพลังงาน 180 MeV ตั้งอยู่ในอาณาเขตของ FIAN ในอาคารพิเศษซึ่งด้วยเหตุผลด้านความลับจึงถูกเรียกว่าคลังสินค้าหมายเลข 2 เมื่อต้นปี พ.ศ. 2494 Veksler ได้มอบหมายให้ Zinoviev ทำงานเกี่ยวกับแบบจำลองทั้งหมดรวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์ การปรับแต่ง และ การเปิดตัวแบบบูรณาการ

แบบจำลอง Fianovsky ไม่เคยเป็นทารก - แม่เหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตรหนัก 290 ตัน ต่อจากนั้น Zinoviev จำได้ว่าเมื่อพวกเขาประกอบโมเดลตามการคำนวณครั้งแรกและพยายามเริ่มต้น ในตอนแรกไม่มีอะไรทำงาน ต้องเอาชนะปัญหาทางเทคนิคที่คาดไม่ถึงหลายอย่างก่อนที่โมเดลจะเปิดตัว เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นในปี 2496 Veksler กล่าวว่า: "นั่นแหละ! Ivankovsky synchrophasotron จะทำงาน!” มันเป็นซินโครฟาโซตรอนขนาดใหญ่ประมาณ 10 GeV ซึ่งเริ่มสร้างขึ้นในปี 2494 ในภูมิภาคคาลินิน การก่อสร้างดำเนินการโดยองค์กรที่มีชื่อรหัสว่า TDS-533 (Technical Directorate of Construction 533)

ไม่นานก่อนที่จะเปิดตัวนางแบบนิตยสารอเมริกันก็ตีพิมพ์ข้อความเกี่ยวกับ การออกแบบใหม่ระบบแม่เหล็กของคันเร่งที่เรียกว่าฮาร์ดโฟกัส มันดำเนินการเป็นชุดของส่วนสลับกับการไล่ระดับสนามแม่เหล็กตรงข้าม สิ่งนี้ช่วยลดแอมพลิจูดของการสั่นของอนุภาคที่ถูกเร่งได้อย่างมาก ซึ่งจะทำให้สามารถลดส่วนตัดขวางของห้องสุญญากาศได้อย่างมาก เป็นผลให้มีการบันทึกเหล็กจำนวนมากซึ่งไปที่การสร้างแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น เครื่องเร่งความเร็ว 30 GeV ในเจนีวาซึ่งอาศัยการโฟกัสอย่างหนัก มีพลังงานสามเท่าและเส้นรอบวงสามเท่าของ Dubna synchrophasotron และแม่เหล็กของมันก็เบากว่าสิบเท่า

การออกแบบแม่เหล็กที่โฟกัสยากได้รับการเสนอและพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Courant, Livingston และ Snyder ในปี 1952 ไม่กี่ปีก่อนหน้าพวกเขา สิ่งเดียวกันนี้ถูกประดิษฐ์ขึ้น แต่ไม่ได้เผยแพร่โดย Christophilos

Zinoviev ชื่นชมการค้นพบของชาวอเมริกันในทันทีและเสนอให้ออกแบบ Dubna synchrophasotron ใหม่ แต่สำหรับเรื่องนี้คงต้องเสียสละเวลา Veksler กล่าวว่า: "ไม่แม้แต่วันเดียว แต่เราต้องนำหน้าชาวอเมริกัน" อาจเป็นไปได้ว่าในเงื่อนไขของสงครามเย็นเขาพูดถูก - "ม้าจะไม่ถูกเปลี่ยนกลางคัน" และเครื่องเร่งขนาดใหญ่ยังคงสร้างตามโครงการที่พัฒนาไว้ก่อนหน้านี้ ในปีพ. ศ. 2496 บนพื้นฐานของซินโครฟาโซตรอนที่กำลังก่อสร้างห้องปฏิบัติการไฟฟ้าฟิสิกส์ของ USSR Academy of Sciences (EFLAN) ได้ถูกสร้างขึ้น V.I. ได้รับแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการ เวคสเลอร์.

ในปี พ.ศ. 2499 INP และ EFLAN ได้ร่วมกันก่อตั้งสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (JINR) ที่ตั้งของมันกลายเป็นที่รู้จักในฐานะเมือง Dubna เมื่อถึงเวลานั้น พลังงานโปรตอนที่ซินโครไซโคลตรอนอยู่ที่ 680 MeV และการสร้างซินโครฟาโซตรอนก็เสร็จสมบูรณ์ ตั้งแต่วันแรกของการก่อตั้ง JINR ภาพวาดที่มีสไตล์ของอาคารซินโครฟาโซตรอน (ผู้เขียน V.P. Bochkarev) ได้กลายเป็นสัญลักษณ์อย่างเป็นทางการ

แบบจำลองนี้ช่วยในการแก้ปัญหาหลายประการสำหรับเครื่องเร่งความเร็ว 10 GeV อย่างไรก็ตาม การออกแบบของโหนดจำนวนมากได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเนื่องจากขนาดที่แตกต่างกันมาก เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของแม่เหล็กไฟฟ้าซินโครฟาโซตรอนคือ 60 เมตรและน้ำหนัก 36,000 ตัน (ตามพารามิเตอร์ยังคงอยู่ใน Guinness Book of Records) ปัญหาใหม่ทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนเกิดขึ้นมากมาย ซึ่งทีมแก้ไขได้สำเร็จ

ในที่สุดทุกอย่างก็พร้อมสำหรับการเปิดตัวคันเร่งในตัว ตามคำสั่งของ Veksler นำโดย L.P. ซีโนเวียฟ. งานเริ่มขึ้นเมื่อปลายเดือนธันวาคม พ.ศ. 2499 สถานการณ์ตึงเครียดและ Vladimir Iosifovich ก็ไม่ไว้ชีวิตตัวเองและพนักงานของเขา เรามักจะพักค้างคืนบนเปลในห้องควบคุมขนาดใหญ่ของการติดตั้ง ตามบันทึกของอ. โคโลเมนสกี้ ที่สุดในเวลานั้น Veksler ใช้พลังงานที่ไม่สิ้นสุดของเขาในการ "ขู่กรรโชก" ความช่วยเหลือจากองค์กรภายนอกและนำข้อเสนอเชิงปฏิบัติไปปฏิบัติซึ่งส่วนใหญ่มาจาก Zinoviev Veksler ให้ความสำคัญกับสัญชาตญาณในการทดลองของเขาอย่างมาก ซึ่งมีบทบาทชี้ขาดในการสตาร์ทเครื่องเร่งความเร็วขนาดยักษ์

พวกเขาไม่สามารถรับโหมด betatron เป็นเวลานานมากโดยที่การเปิดตัวนั้นเป็นไปไม่ได้ และ Zinoviev เองที่ตระหนักว่าจำเป็นต้องทำสิ่งใดในช่วงเวลาสำคัญเพื่อเติมชีวิตชีวาให้กับซินโครฟาโซตรอน การทดลองซึ่งเตรียมไว้เป็นเวลาสองสัปดาห์เพื่อความสุขของทุกคนในที่สุดก็ประสบความสำเร็จ เมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2500 Dubna synchrophasotron เริ่มทำงานซึ่งหนังสือพิมพ์ Pravda รายงานไปทั่วโลกเมื่อวันที่ 11 เมษายน พ.ศ. 2500 (บทความโดย V.I. Veksler) ที่น่าสนใจ ข่าวนี้ปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อพลังงานของเครื่องเร่งความเร็วซึ่งค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากวันที่เปิดตัว เกินพลังงาน 6.3 GeV ของซินโครฟาโซตรอนชั้นนำของอเมริกาที่เบิร์กลีย์ "มี 8.3 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์!" - หนังสือพิมพ์รายงานโดยประกาศว่ามีการสร้างตัวเร่งบันทึกในสหภาพโซเวียต ความฝันอันหวงแหนของ Veksler เป็นจริงแล้ว!

ในวันที่ 16 เมษายน พลังงานของโปรตอนถึงค่าการออกแบบที่ 10 GeV แต่เครื่องเร่งความเร็วถูกเปิดใช้งานในอีกไม่กี่เดือนต่อมา เนื่องจากยังมีปัญหาทางเทคนิคที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขอยู่พอสมควร แต่สิ่งที่สำคัญอยู่เบื้องหลัง - ซินโครฟาโซตรอนเริ่มทำงาน

Veksler รายงานเรื่องนี้ในการประชุมสมัยที่สองของสภาวิชาการของสถาบันร่วมในเดือนพฤษภาคม 2500 ในเวลาเดียวกันผู้อำนวยการสถาบัน D.I. Blokhintsev ตั้งข้อสังเกตว่า ประการแรก แบบจำลองซิงโครฟาโซตรอนถูกสร้างขึ้นในหนึ่งปีครึ่ง ในขณะที่ในอเมริกาใช้เวลาประมาณสองปี ประการที่สอง ซินโครฟาโซตรอนเปิดตัวในสามเดือน ซึ่งเป็นไปตามกำหนดการ แม้ว่าในตอนแรกจะดูไม่สมจริงก็ตาม นับเป็นการเปิดตัวซินโครฟาโซตรอนที่ทำให้ Dubna มีชื่อเสียงไปทั่วโลกเป็นครั้งแรก

ในการประชุมสมัยที่สามของสภาวิชาการของสถาบัน สมาชิกที่สอดคล้องกันของ Academy of Sciences V.P. Dzhelepov ตั้งข้อสังเกตว่า "Zinoviev เป็นจิตวิญญาณของการเปิดตัวในทุก ๆ ด้านและนำพลังงานและความพยายามจำนวนมหาศาลมาสู่ธุรกิจนี้นั่นคือความพยายามที่สร้างสรรค์ในการติดตั้งเครื่องจักร" เอ ดี.ไอ. Blokhintsev เสริมว่า "จริง ๆ แล้ว Zinoviev อดทนต่อการปรับที่ซับซ้อนอย่างมาก"

ผู้คนหลายพันคนมีส่วนร่วมในการสร้างซินโครฟาโซตรอน แต่ Leonid Petrovich Zinoviev มีบทบาทพิเศษในเรื่องนี้ Veksler เขียนว่า: "ความสำเร็จของการเปิดตัวซินโครฟาโซตรอนและความเป็นไปได้ของการเปิดตัวในวงกว้าง การทำงานทางกายภาพส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมในงานเหล่านี้ของ L.P. ซีโนเวียฟ.

Zinoviev วางแผนที่จะกลับไปที่ FIAN หลังจากเปิดตัวคันเร่ง อย่างไรก็ตาม Veksler ขอร้องให้เขาอยู่ต่อ โดยเชื่อว่าเขาไม่สามารถมอบความไว้วางใจให้ผู้อื่นจัดการซินโครฟาโซตรอนได้ Zinoviev ตกลงและดูแลการทำงานของคันเร่งมากว่าสามสิบปี ภายใต้การนำของเขาและด้วยการมีส่วนร่วมโดยตรง คันเร่งได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง Zinoviev ชอบซินโครฟาโซตรอนและรู้สึกถึงลมหายใจของยักษ์เหล็กตัวนี้อย่างละเอียด ตามที่เขาพูดไม่มีแม้แต่รายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ของคันเร่งซึ่งเขาจะไม่แตะต้องและเขาไม่รู้จุดประสงค์ของใคร

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2500 ในการประชุมขยายของสภาวิชาการของสถาบัน Kurchatov ซึ่งมี Igor Vasilievich เป็นประธาน สิบเจ็ดคนจากองค์กรต่าง ๆ ที่เข้าร่วมในการสร้างซินโครฟาโซตรอนได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลเลนินอันทรงเกียรติที่สุดในเวลานั้นในสหภาพโซเวียต ยูเนี่ยน. แต่ตามเงื่อนไข จำนวนผู้ได้รับรางวัลต้องไม่เกินสิบสองคน ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2502 ผู้อำนวยการของ JINR High Energy Laboratory V.I. Veksler หัวหน้าแผนกของห้องปฏิบัติการเดียวกัน L.P. Zinoviev รองหัวหน้าคณะกรรมการหลักด้านการใช้พลังงานปรมาณูภายใต้คณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต D.V. Efremov ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยเลนินกราด E.G. Komar และผู้ร่วมงานของเขา N.A. Monoszon, A.M. Stolov ผู้อำนวยการสถาบันวิศวกรรมวิทยุแห่งมอสโกของ USSR Academy of Sciences A.L. Mints พนักงานของสถาบันเดียวกัน F.A. Vodopyanov, S.M. Rubchinsky เจ้าหน้าที่ FIAN A.A. Kolomensky, V.A. Petukhov, M.S. ราบิโนวิช. Veksler และ Zinoviev กลายเป็นพลเมืองกิตติมศักดิ์ของ Dubna

ซินโครฟาโซตรอนยังคงใช้งานอยู่เป็นเวลาสี่สิบห้าปี ในช่วงเวลานี้มีการค้นพบจำนวนมาก ในปี พ.ศ. 2503 แบบจำลองซินโครฟาโซตรอนได้ถูกแปลงเป็นเครื่องเร่งอิเล็กตรอน ซึ่งยังคงทำงานอยู่ที่ FIAN

แหล่งที่มา

วรรณกรรม:
Kolomensky A. A. , Lebedev A. N. ทฤษฎีตัวเร่งแบบวงกลม - ม., 2505.
Komar EG เครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า - ม., 2507.
Livinggood J. หลักการทำงานของตัวเร่งความเร็วแบบวงกลม - M. , 1963
Oganesyan Yu วิธีสร้าง cyclotron / Science and Life, 1980 No. 4, p. 73.
Hill R. จากอนุภาค - M. , 1963

http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larissa-zinovyeva.com

และฉันจะเตือนคุณเกี่ยวกับการตั้งค่าอื่นๆ ตัวอย่างเช่น และลักษณะที่ปรากฏ จำไว้ว่ามันคืออะไร หรือบางทีคุณอาจไม่รู้? หรือคืออะไร บทความต้นฉบับอยู่ในเว็บไซต์ อินโฟกลาซ.rfลิงก์ไปยังบทความที่ทำสำเนานี้ -

คุณไม่ใช่ทาส!
หลักสูตรการศึกษาแบบปิดสำหรับเด็กหัวกะทิ: "การจัดการที่แท้จริงของโลก"
http://noslave.org

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ซินโครฟาโซตรอน (จาก การซิงโครไนซ์ + เฟส + อิเล็กตรอน) เป็นเครื่องเร่งความเร็วแบบเรโซแนนซ์ไซคลิกที่มีความยาวของวงโคจรสมดุลไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการเร่งความเร็ว เพื่อให้อนุภาคยังคงอยู่ในวงโคจรเดิมระหว่างการเร่งความเร็ว ทั้งสนามแม่เหล็กนำและความถี่ของสนามไฟฟ้าที่เร่งจะเปลี่ยนแปลง ส่วนหลังจำเป็นสำหรับลำแสงที่จะมาถึงส่วนเร่งเสมอในเฟสกับสนามไฟฟ้าความถี่สูง ในกรณีที่อนุภาคเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพสูง ความถี่ของการปฏิวัติโดยมีความยาวคงที่ของวงโคจรจะไม่เปลี่ยนแปลงตามพลังงานที่เพิ่มขึ้น และความถี่ของเครื่องกำเนิด RF จะต้องคงที่ด้วย เครื่องเร่งความเร็วดังกล่าวเรียกว่าซินโครตรอนแล้ว

แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับบทความ "ซินโครฟาโซตรอน"

หมายเหตุ

ดูสิ่งนี้ด้วย

ดูเทมเพลตนี้ โดยการออกแบบ โดยได้รับการแต่งตั้ง

ข้อความที่ตัดตอนมาแสดงลักษณะของซินโครฟาโซตรอน

เราออกจากบ้านด้วยกันราวกับว่าฉันจะไปตลาดกับเธอด้วยและในเทิร์นแรกเราแยกทางกันเองและแต่ละคนก็ไปตามทางของเธอเองและทำธุรกิจของเธอเอง ...
บ้านที่พ่อของเวสต้าตัวน้อยยังคงอาศัยอยู่นั้นอยู่ใน "เขตใหม่" แห่งแรกของเราที่กำลังก่อสร้าง (ตามที่เรียกว่าอาคารสูงแห่งแรก) และอยู่ห่างจากเราประมาณสี่สิบนาที ฉันชอบเดินเสมอ และมันไม่ได้ทำให้ฉันลำบากใจเลย มีเพียงฉันเท่านั้นที่ไม่ชอบพื้นที่ใหม่นี้จริงๆ เพราะบ้านในนั้นสร้างเหมือนกล่องไม้ขีด - เหมือนกันทั้งหมดและไม่มีหน้าตา และเนื่องจากสถานที่นี้เพิ่งเริ่มสร้างขึ้น จึงไม่มีต้นไม้สักต้นหรือ "ต้นไม้เขียวขจี" ใดๆ อยู่ในนั้นเลย และดูเหมือนเมืองปลอมที่น่าเกลียดบางแห่ง ทุกอย่างเย็นชาและไร้วิญญาณ และฉันมักจะรู้สึกแย่มากๆ ที่นั่น - ดูเหมือนว่าจะไม่มีอะไรให้ฉันหายใจ...
และถึงกระนั้นก็แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะหาจำนวนบ้านแม้ว่าจะมีความปรารถนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็ตาม ตัวอย่างเช่น ในขณะนั้นฉันยืนอยู่ระหว่างบ้านหลังที่ 2 และหลังที่ 26 และไม่เข้าใจว่ามันจะเป็นไปได้อย่างไร! และฉันสงสัยว่าบ้านเลขที่ 12 ที่ "หายไป" ของฉันอยู่ที่ไหน.. ไม่มีเหตุผลในเรื่องนี้และฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าผู้คนจะอยู่ในความสับสนวุ่นวายได้อย่างไร
ในที่สุดด้วยความช่วยเหลือจากคนอื่น ฉันก็สามารถหาบ้านที่เหมาะสมได้ และฉันก็ยืนอยู่ที่ประตูที่ปิดอยู่ แล้วสงสัยว่าคนที่ไม่คุ้นเคยคนนี้จะมาพบฉันได้อย่างไร ..
ฉันได้พบกับคนแปลกหน้ามากมายที่ไม่รู้จักฉันในลักษณะเดียวกัน และสิ่งนี้มักจะทำให้เกิดความตึงเครียดอย่างมากในตอนเริ่มต้น ฉันไม่เคยรู้สึกสบายใจที่จะเข้าไปยุ่งในชีวิตส่วนตัวของใคร ดังนั้น "การปีนเขา" ทุกครั้งจึงดูเหมือนบ้าไปหน่อยสำหรับฉัน และฉันก็เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามันฟังดูดุร้ายแค่ไหนสำหรับคนที่เพิ่งสูญเสียคนที่รักไป และจู่ๆ เด็กหญิงตัวเล็ก ๆ ก็เข้ามาในชีวิตของพวกเขา และประกาศว่าเธอสามารถช่วยพวกเขาคุยกับภรรยา พี่สาว ลูกชาย แม่ที่ตายไปแล้วได้ พ่อ... เห็นด้วย - มันฟังดูผิดปกติอย่างแน่นอนสำหรับพวกเขา! และพูดตามตรง ฉันก็ยังไม่เข้าใจว่าทำไมคนเหล่านี้ถึงฟังฉันเลย?!.