J'ai eu la chance de visiter l'INP de renommée mondiale qui porte son nom. G.I. Budkera SB RAS. Ce que j'ai vu là-bas, je ne peux que le montrer : une histoire détaillée sur les installations et sur l'institut lui-même a été compilée par Elena Valerievna Starostina, chercheuse à l'institut.
(Total 68 photos)
Texte original repris d'ici .
Il est généralement difficile de parler d’INP en quelques mots pour de nombreuses raisons. D’abord parce que notre Institut ne rentre pas dans les standards habituels. Il ne s’agit pas exactement d’un institut académique travaillant sur la science fondamentale, car il a sa propre production, ce qui ressemble assez à une usine médiocre, mais à l’époque moderne, c’est une bonne usine. Et dans cette usine, ils ne fabriquent pas de clous avec des canettes, mais ils disposent de technologies qui n'existent tout simplement nulle part en Russie. Des technologies modernes au sens le plus précis du terme, et non dans le sens « moderne de l’Union soviétique des années 80 ». Et cette usine est la nôtre, et non une usine dont les propriétaires sont « quelque part là-bas » et où nous collectons simplement les produits en tas.
Il ne s’agit donc en aucun cas d’un institut universitaire.
Mais pas la production non plus. De quel type de production s'agit-il si l'Institut considère le produit principal comme le résultat le plus fondamental, et que tout ce merveilleux remplissage et production technologique n'est qu'un moyen d'obtenir ce résultat ?
C’est donc toujours un institut scientifique avec un profil fondamental ?
Mais qu'en est-il du fait que le BINP réalise la plus large gamme d'expériences liées au rayonnement synchrotron (ci-après SR) ou au laser à électrons libres (ci-après FEL), et qu'il s'agit d'expériences exclusivement appliquées à des dizaines de nos instituts ? Et d’ailleurs, ils n’ont pratiquement aucune autre possibilité de mener de telles expériences.
C'est donc un institut multidisciplinaire ?
Oui. Et bien plus encore...
Cette histoire pourrait commencer par l’histoire de l’institut. Ou à partir d'aujourd'hui. A partir de descriptions d'installations ou de personnes. D'une histoire sur l'état de la science russe ou les réalisations de la physique de ces derniers jours. Et j'ai hésité très longtemps avant de choisir une direction, jusqu'à ce que je décide de tout raconter un peu, en espérant sincèrement qu'un jour j'écrirai plus et publierai ce matériel quelque part.
Ainsi, INP SB RAS porte le nom. G.I.Budkera ou simplement l'Institut de Physique Nucléaire.
Il a été fondé en 1958 par Gersh Itskovich Budker, dont le nom à l'Institut était Andrei Mikhailovich, Dieu sait pourquoi. Non, bien sûr, il était juif, les noms juifs n'étaient pas les bienvenus en URSS - tout est clair. Mais je n'ai pas pu découvrir pourquoi Andrei Mikhailovich, et non Nikolai Semenovich, le disait.
À propos, si vous entendez quelque chose comme « Andreï Mikhaïlovitch a dit... » à l'INP, cela signifie que Budker a dit.
Il est le fondateur de l'Institut et probablement, sans lui et sans la Sibérie, nous n'aurions jamais eu une physique des accélérateurs aussi développée. Le fait est que Budker travaillait pour Kurchatov et, selon les rumeurs, il y était tout simplement à l'étroit. Et ils n’auraient jamais permis à la Russie de « basculer » comme elle l’a fait en Russie, où de nouvelles institutions venaient tout juste d’être créées et où de nouvelles directions s’ouvraient. Et à cet âge, on ne lui aurait pas donné immédiatement l’Institut à Moscou. D'abord, ils l'auraient mal vu au poste de chef du laboratoire, puis le directeur adjoint, en général, voyez-vous, il se serait mis en colère et serait parti.
Budker s'est rendu à Novossibirsk et à partir de là a commencé à inviter divers physiciens remarquables et moins éminents. Les physiciens exceptionnels hésitant à s'exiler, le pari fut donc mis sur la jeune école, qui fut immédiatement fondée. Les écoles étaient la NSU et l'école de physique et de musique de cette NSU. À propos, à l'Académie, les tablettes attribuent la paternité du FMS exclusivement à Lavrentiev, mais des témoins vivants de cette histoire, qui vivent maintenant en Amérique et publient leurs mémoires, affirment que l'auteur de l'école était Budker, qui a « vendu » l'idée à Lavrentiev d'une énième concession administrative.
On sait que deux grandes personnes - Budker et Lavrentyev ne s'entendaient pas très bien, c'est le moins qu'on puisse dire, et cela se reflète encore non seulement dans les relations entre les habitants d'Akademgorodok, mais aussi dans l'écriture de son histoire. Regardez n'importe quelle exposition académique organisée à la Maison des Scientifiques (DU), et vous verrez facilement qu'il n'y a presque pas, disons, de photographies des immenses archives de l'INP et qu'en général, on parle peu du plus grand institut de notre Académie des sciences ( environ 3 000 employés) , et le troisième contribuable de l'ONS. Ce n'est pas très juste, mais c'est comme ça.
En un mot, c'est à Budker que nous devons l'Institut, ses réalisations et son ambiance. D'ailleurs, et la production aussi. Autrefois, l'INP était considéré comme l'institut le plus capitaliste du pays : il pouvait fabriquer ses produits et les vendre. On l'appelle maintenant le plus socialiste - après tout, tout l'argent gagné va dans un pot commun et est distribué pour les salaires, les contrats et, surtout, pour mener des expériences scientifiques.
C'est une affaire très coûteuse. Un changement (12 heures) de fonctionnement d'un accélérateur avec un détecteur peut coûter des centaines de milliers de roubles, et la majeure partie de cet argent (de 92 à 75 %) est gagnée par les employés du BINP. Le BINP est le seul institut au monde qui gagne lui-même de l’argent pour la recherche physique fondamentale. Dans d'autres cas, ces institutions sont financées par l'État, mais dans notre pays - vous comprenez - si vous attendez l'aide de l'État, vous ne mourrez pas longtemps.
Comment INP gagne-t-il de l’argent ? Ventes de systèmes d'accélérateurs magnétiques à d'autres pays souhaitant construire leurs propres accélérateurs. Nous pouvons affirmer avec fierté que nous sommes certainement l'un des deux ou trois meilleurs fabricants d'anneaux d'accélérateur au monde. Nous produisons à la fois des systèmes à vide et des résonateurs. Nous produisons des unités d'accélérateurs industriels qui fonctionnent dans des dizaines de domaines en dehors de notre économie, contribuant à désinfecter les équipements médicaux, les céréales, les aliments, à purifier l'air et les eaux usées, enfin, en général, tout ce à quoi personne ne fait attention ici. BINP produit des accélérateurs médicaux et des appareils à rayons X pour radiographier les personnes, par exemple dans les aéroports ou les établissements médicaux. Si vous regardez attentivement les étiquettes de ces scanners, vous constaterez qu'ils se trouvent non seulement à l'aéroport Tolmachevo de Novossibirsk, mais aussi dans la capitale Domodedovo. BINP réalise des dizaines, voire des centaines de petites commandes pour la production de haute technologie ou la science partout dans le monde. Nous produisons des accélérateurs et des équipements similaires pour les États-Unis, le Japon, l'Europe, la Chine, l'Inde... Nous avons construit une partie de l'anneau du LHC et avons connu un grand succès. La part des commandes russes ici est traditionnellement faible, et nous ne pouvons rien y faire - le gouvernement ne donne pas d'argent, et les autorités locales ou les propriétaires d'entreprises n'en ont tout simplement pas assez - la facture s'élève généralement à des millions de dollars. Cependant, nous devons honnêtement admettre que nous bénéficions également de subventions et de contrats russes ordinaires, et nous en sommes également heureux, car l'Institut a toujours besoin d'argent.
3. Un fragment de l'accélérateur, actuellement produit par l'Institut de physique nucléaire pour le laboratoire de Brookhaven (USA)
Notre salaire moyen est inférieur à celui de nos voisins, et sa répartition ne semble pas toujours équitable, mais la majorité des Iafistes l'acceptent, car ils comprennent sur quoi ils travaillent et pourquoi ils refusent d'augmenter leurs salaires. Chaque pourcentage qui y est inscrit s'entend moins les jours de fonctionnement des installations. C'est simple.
Oui, il faut parfois les arrêter complètement, et il y a aussi eu de tels cas. Mais heureusement, elles n’ont duré que six mois.
INP peut se permettre de diriger la construction de maisons de luxe coûteuses, à condition qu'une partie des appartements soit réservée aux employés, d'envoyer ces employés faire de longs voyages d'affaires à l'étranger, d'entretenir l'une des meilleures bases de ski du pays, où se trouve la « piste de ski russe ». a lieu chaque année (d'ailleurs, la base est maintenant menacée de fermeture en raison d'un autre projet de construction ridicule), entretient son propre centre de loisirs à Burmistrovo (« Razliv »), en général, il peut se permettre beaucoup de choses. Et même si chaque année on dit que c'est trop de gaspillage, nous tenons toujours le coup.
Et la science à l’INP ?
La science est plus difficile. Il existe quatre grandes orientations scientifiques du BINP :
1. physique des particules élémentaires - FEP (c'est-à-dire en quoi consiste notre monde au niveau très, très micro)
2. la physique des accélérateurs (c'est-à-dire les dispositifs à l'aide desquels on peut atteindre ce microniveau (ou vaut-il mieux dire « nano », selon la mode moderne ? :))
3. physique des plasmas
4. physique liée au rayonnement synchrotron.
Il existe plusieurs autres domaines au BINP, notamment ceux liés à la physique nucléaire et photonucléaire, aux applications médicales, à la radiophysique et bien d'autres plus petits.
4. Installation Dayton VEPP-3. S’il vous semble qu’il s’agit d’un chaos complet de fils, alors en général c’est en vain. Premièrement, VEPP-3 est une installation où il n'y a tout simplement pas d'espace, et deuxièmement, le tournage s'effectue du côté du chemin de câble (il est posé sur le dessus). Enfin, troisièmement, Dayton fait partie de ces installations qui sont parfois intégrées à la structure du VEPP-3 puis supprimées, c'est-à-dire Ici, il ne sert tout simplement à rien de créer des systèmes mondiaux pour « rétablir l’ordre ».
Nous disposons de deux accélérateurs en fonctionnement permanent : VEPP-2000 (l'abréviation VEPP, que l'on rencontrera souvent, signifie « collision de faisceaux d'électrons-positons »), sur lesquels fonctionnent deux détecteurs - KMD et SND (détecteur magnétique cryogénique et détecteur neutre sphérique) et VEPP -4M avec détecteur KEDR. Le complexe VEPP-4M contient un autre accélérateur - VEPP-3, où sont menées des expériences liées au SR (VEPP-4 possède également du SR, mais ce sont de nouvelles stations, elles en sont encore à leurs balbutiements, bien qu'elles se soient activement développées récemment et l'une des dernières thèses des candidats de SIshniks a été soutenue précisément dans ce sens).
5. Bunker SI VEPP-3, station d'analyse élémentaire par fluorescence X.
6. Bunker SI VEPP-3, station d'analyse élémentaire par fluorescence X.
De plus, nous disposons d'un FEL, qui est directement conçu pour fonctionner avec un rayonnement térahertz pour toute personne extérieure, puisque le BINP n'a pas encore trouvé d'objectif « direct » pour cela. À propos, après cette excursion, on a appris que le chef du FEL, Nikolai Alexandrovich Vinokurov, avait été élu membre correspondant de l'RAS.
Nous faisons ici notre premier arrêt pour clarifier (sur la base des conseils des lecteurs). Qu'est-ce qu'un laser FEL ou à électrons libres ? Ce n'est pas très facile à expliquer, mais nous supposerons que vous savez que dans un laser conventionnel, le rayonnement se produit comme ceci : en utilisant une méthode, nous chauffons (excitons) les atomes d'une substance à un point tel qu'ils commencent à émettre. Et comme nous sélectionnons ce rayonnement d'une manière particulière, entrant en résonance avec l'énergie (et donc la fréquence) du rayonnement, nous obtenons un laser. Ainsi, dans un FEL, la source de rayonnement n’est pas un atome, mais le faisceau d’électrons lui-même. Il est forcé de passer par ce que l'on appelle le wiggler (onduleur), où de nombreux aimants forcent le faisceau à « se contracter » d'un côté à l'autre selon une sinusoïde. En même temps, il émet le même rayonnement synchrotron, qui peut être collecté sous forme de rayonnement laser. En modifiant l'intensité du courant dans les aimants oscillants ou l'énergie du faisceau, nous pouvons modifier la fréquence du laser sur une large plage, ce qui est actuellement inaccessible par d'autres moyens.
Il n'y a pas d'autres installations FEL en Russie. Mais ils existent aux USA, un tel laser est également en construction en Allemagne (un projet commun de la France, de l'Allemagne et de notre institut, le coût dépasse 1 milliard d'euros.) En anglais, un tel laser sonne comme FEL - laser à électrons libres.
8. Pistolet à électrons laser à électrons libres
9. Système de surveillance du niveau d'eau de refroidissement des résonateurs sur FEL
10. Résonateurs FEL
11. Cette image et les deux suivantes montrent le FEL, vu du dessous (il est suspendu « au plafond »).
14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko ferme la porte du hall LSE. Après le déclenchement du fin de course de la porte de protection radar impactée (bloc de béton à droite), le laser peut commencer à fonctionner.
15. Salle de contrôle FEL. Sur la table se trouvent des lunettes de protection contre le rayonnement laser.
16. Une des stations du FEL. Sur la droite, vous pouvez voir des supports optiques sur lesquels se trouvent des morceaux de papier avec du papier brûlé (taches sombres au centre). Ceci est une trace de rayonnement laser FEL
17. Coup rare. Un ancien oscilloscope à faisceau dans la salle de contrôle FEL. Il reste peu d'oscilloscopes de ce type au BINP, mais si vous regardez, vous pouvez les trouver. A proximité (à gauche) se trouve un Tektronix numérique complètement moderne, mais qu'est-ce qu'il a d'intéressant ?
Nous avons notre propre direction dans le domaine de la physique des plasmas, liée au confinement du plasma (là où devrait avoir lieu la réaction thermonucléaire) dans des pièges ouverts. De tels pièges ne sont disponibles qu'au BINP et, bien qu'ils ne permettent pas d'accomplir la tâche principale du « thermonucléaire » - la création d'une fusion thermonucléaire contrôlée, ils permettent des progrès significatifs dans le domaine de la recherche sur les paramètres de ce thermonucléaire contrôlé. la fusion.
18. L'installation AMBAL est un piège adiabatique ambipolaire, actuellement hors service.
Que fait-on dans toutes ces installations ?
Si nous parlons du FEC, alors la situation est compliquée. Toutes les réalisations du FCH ces dernières années sont associées aux accélérateurs-collisionneurs de type LHC (ELH-C, comme l'appelle le monde entier, et LHC - Large Hadron Collider, comme nous seuls l'appelons). Ce sont des accélérateurs dotés d’une énergie énorme – environ 200 GeV (gigaélectronvolt). Comparé à eux, le VEPP-4 à 4-5 GeV, qui fonctionne depuis près d'un demi-siècle, est un vieil homme où il est possible de mener des recherches dans une plage limitée. Et plus encore le VEPP-2000 avec une énergie d'environ 1 GeV seulement.
Je vais devoir m'attarder un peu ici et expliquer ce qu'est le GeV et pourquoi il y en a beaucoup. Si nous prenons deux électrodes et leur appliquons une différence de potentiel de 1 volt, puis faisons passer une particule chargée entre ces électrodes, elle acquerra une énergie de 1 électron-volt. Il est séparé du joule plus familier par jusqu'à 19 ordres de grandeur : 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Pour obtenir une énergie de 1 GeV, il faut créer une tension accélératrice de 1 gigavolt sur la trajectoire de vol de l'électron. Pour obtenir l'énergie du LHC, il faut créer une tension de 200 gigavolts (un giga équivaut à un milliard de volts, 10 9 ou 1 000 000 000 de volts). Eh bien, imaginez davantage ce qui est nécessaire pour cela. Qu'il suffise de dire que le LHC (LHC) est alimenté par l'une des centrales nucléaires françaises situées à proximité.
21. Accélérateur VEPP-2000 – modernisation du précédent accélérateur VEPP-2M. La différence par rapport à la version précédente réside dans l'énergie plus élevée (jusqu'à 1 GeV) et l'idée mise en œuvre de faisceaux dits ronds (généralement, le faisceau ressemble plus à un ruban qu'à autre chose). L'année dernière, l'accélérateur a commencé à fonctionner après une longue période de reconstruction.
23. Salle de contrôle VEPP-2000.
24. Salle de contrôle VEPP-2000. Au-dessus du tableau se trouve un schéma du complexe d'accélérateurs.
25. Booster d'électrons et de positrons BEP pour VEPP-2000
Comment l’INP bénéficie-t-il de ce domaine ? La plus grande précision de leurs recherches. Le fait est que la vie est structurée de telle manière que des particules de plus en plus légères contribuent à la naissance de particules plus lourdes, et plus nous connaissons avec précision leur masse-énergie, mieux nous connaissons la contribution à la naissance même du boson de Higgs. C'est ce que fait le BINP : il obtient des résultats extrêmement précis et étudie divers processus rares, dont la « capture » nécessite non seulement un appareil, mais aussi beaucoup de ruse et de dextérité de la part des chercheurs. Bref, avec du cerveau, quoi d'autre ? Et en ce sens, les trois détecteurs BINP se démarquent bien - KMD, SND et KEDR (il n'a pas de décodage du nom)
26. SND est un détecteur neutre sphérique qui vous permet d'enregistrer des particules qui n'ont pas de charge. La photo le montre proche de l'assemblage final et du début des travaux.
Le plus grand de nos détecteurs est le KEDR. Récemment, une série d'expériences ont été réalisées sur lui, qui ont permis de mesurer la masse du lepton dit tau, qui est en tout point analogue à un électron, mais beaucoup plus lourd, et la particule J/Psi, la première des particules où « travaille » le quatrième plus grand quark. Et je vais vous expliquer à nouveau. Comme on le sait, il y a six quarks au total - ils portent des noms très beaux et même exotiques par lesquels les particules auxquelles ils appartiennent sont appelées (par exemple, les particules « charme » ou « étranges » signifient qu'elles contiennent respectivement des quarks charme et étranges) :
Les noms des quarks n'ont rien à voir avec les propriétés réelles de différentes choses - un fantasme arbitraire des théoriciens. Les noms donnés entre guillemets sont des traductions russes acceptées des termes. Ce que je veux dire, c’est qu’un « joli » quark ne peut pas être qualifié de beau ou de beau – une erreur terminologique. Telles sont les difficultés linguistiques, même si le quark t est souvent simplement appelé le quark top :)
Ainsi, toutes les particules du monde qui nous sont connues sont constituées des deux quarks les plus légers ; la preuve de l'existence des quatre autres est le travail des accélérateurs et des détecteurs de faisceaux en collision. Prouver l'existence du quark s n'était pas facile, cela signifiait l'exactitude de plusieurs hypothèses à la fois, et la découverte de J/psi était une réalisation exceptionnelle, qui montrait immédiatement l'énorme promesse de toute la méthode d'étude des particules élémentaires, et en même temps, nous avons ouvert la voie à l'étude des processus qui ont eu lieu dans le monde lors de la Grande Grande Explosion et de ce qui se passe actuellement. La masse du « gitan » après l'expérience KEDR a été mesurée avec une précision qui n'est dépassée que par la mesure des masses d'un électron et d'un proton avec un neutron, c'est-à-dire particules de base du micromonde. Il s’agit d’un résultat fantastique dont le détecteur et l’accélérateur pourront être fiers pendant longtemps.
28. Voici le détecteur KEDR. Comme vous pouvez le constater, il est désormais démonté, c'est une occasion rare de voir à quoi il ressemble de l'intérieur. Les systèmes sont réparés et modernisés après une longue période de travail, généralement appelée « entrée expérimentale » et qui dure généralement plusieurs années.
29. Voici le détecteur KEDR, vue de dessus.
31. Système cryogénique du détecteur KEDR, réservoirs d'azote liquide utilisés pour refroidir l'aimant supraconducteur du détecteur KEDR (il est refroidi à la température de l'hélium liquide, pré-refroidi à la température de l'azote liquide.)
32. Dans l'anneau VEPP-4M
Dans le domaine de la physique des accélérateurs, la situation est meilleure. BINP est l'un des créateurs de collisionneurs en général, c'est-à-dire Nous pouvons nous considérer en toute confiance comme l’un des deux instituts où cette méthode est née presque simultanément (avec quelques mois de différence). Pour la première fois, nous avons rencontré la matière et l'antimatière de telle manière qu'il était possible de mener des expériences avec elles, plutôt que d'observer cette même antimatière comme quelque chose d'étonnant avec lequel on ne peut pas travailler. Nous proposons et essayons toujours de mettre en œuvre des idées d'accélérateurs qui n'existent pas encore dans le monde, et nos spécialistes restent parfois dans des centres étrangers prêts à entreprendre leur mise en œuvre (dans notre pays, cela prend du temps et de l'argent). Nous proposons de nouvelles conceptions d'« usines » - de puissants accélérateurs capables de « donner naissance » à un grand nombre d'événements pour chaque tour de faisceau. En un mot, dans le domaine de la physique des accélérateurs, le BINP peut se targuer d'être un institut de classe mondiale qui n'a pas perdu de son importance au cours de toutes ces années.
Nous construisons très peu de nouvelles installations et leur réalisation prend beaucoup de temps. Par exemple, la construction de l'accélérateur VEPP-5, qui devait être le plus grand du BINP, a pris si longtemps qu'il est devenu moralement obsolète. De plus, l'injecteur créé est si bon (et même unique) que ce serait une erreur de ne pas l'utiliser. La partie de l'anneau que vous voyez aujourd'hui est prévue pour être utilisée non pas pour le VEPP-5, mais pour les canaux de transfert de particules du VEPP-5 pour l'injecteur vers le VEPP-2000 et le VEPP-4.
33. Le tunnel de l'anneau VEPP-5 est peut-être aujourd'hui la plus grande structure de ce type au BINP. Sa taille est telle qu'un bus pourrait s'y rendre. L'anneau n'a jamais été construit faute de fonds.
34. Fragment du canal Forinjector - VEPP-3 dans le tunnel VEPP-5.
35. Il s'agit de supports pour les éléments magnétiques du canal de dérivation Forinjecteur - VEPP2000 (les canaux sont encore en construction aujourd'hui.)
36. Salle du LINAC (accélérateur linéaire) du pré-injecteur VEPP-5
37. Cette image et la suivante montrent les éléments magnétiques du foreinjecteur
39. Accélérateur linéaire du Forinjector VEPP-5. La personne de service au complexe et la personne responsable des visiteurs attendent la fin de la photographie
40. Pour le stockage dans un refroidisseur d'injecteur, où les électrons et les positons du LINAC entrent pour une accélération supplémentaire et une modification de certains paramètres du faisceau.
41. Éléments du système magnétique de la glacière à accumulation. Objectif quadripolaire dans ce cas.
42. De nombreux invités de notre Institut croient à tort que le 13ème bâtiment, où se trouvent les accélérateurs VEPP3, 4, 5, est très petit. Seulement deux étages. Et ils ont tort. C'est la route qui mène aux étages situés sous terre (c'est plus facile de faire une protection contre les radiations de cette façon)
Aujourd'hui, l'INP envisage de créer une usine dite c-tau (tse-tau), qui pourrait devenir le plus grand projet de physique fondamentale en Russie au cours des dernières décennies (si le mégaprojet est soutenu par le gouvernement russe), le projet attendu les résultats seront sans aucun doute au niveau des meilleurs au monde. La question, comme toujours, concerne l’argent, que l’Institut ne sera probablement pas en mesure de gagner seul. C'est une chose de maintenir les installations actuelles et de faire très lentement de nouvelles choses, une autre chose est de rivaliser avec des laboratoires de recherche qui reçoivent le plein soutien de leur pays ou même d'associations comme l'UE.
Dans le domaine de la physique des plasmas, la situation est un peu plus difficile. Cette direction n'a pas été financée depuis des décennies, il y a eu un fort exode de spécialistes à l'étranger, et pourtant la physique des plasmas dans notre pays peut aussi trouver de quoi se vanter. En particulier, il s'est avéré que les turbulences (vortex) du plasma, qui doit détruire sa stabilité, parfois au contraire, contribuer à la maintenir dans des limites déterminées.
43. Deux installations principales de physique des plasmas - GOL-3 (sur la photo prise au niveau de la poutre de grue du bâtiment) et GDL (seront ci-dessous)
44. Générateurs GOL-3 (piège ouvert ondulé)
45. Fragment de la structure de l'accélérateur GOL-3, dite cellule miroir.
Pourquoi avons-nous besoin d’un accélérateur sur le plasma ? C'est simple - dans la tâche d'obtention de l'énergie thermonucléaire, il y a deux problèmes principaux : le confinement du plasma dans des champs magnétiques d'une structure délicate (le plasma est un nuage de particules chargées qui s'efforcent de se séparer et de se propager dans des directions différentes) et son échauffement rapide aux températures thermonucléaires (imaginez - vous êtes une théière avant de chauffer à 100 degrés pendant plusieurs minutes, mais ici, vous avez besoin de microsecondes à des millions de degrés). Le BINP a tenté de résoudre ces deux problèmes en utilisant la technologie des accélérateurs. Résultat? Sur les TOKAMAK modernes, la pression du plasma par rapport à la pression de champ qui peut être maintenue est au maximum de 10 %, au BINP dans les pièges ouverts - jusqu'à 60 %. Qu'est-ce que cela signifie? Que dans TOKAMAK il est impossible de réaliser la réaction de synthèse deutérium + deutérium, seul du tritium très coûteux peut y être utilisé. Dans une installation de type GOL, on pourrait se contenter du deutérium.
46. Il faut dire que GOL-3 ressemble à quelque chose créé soit dans un futur lointain, soit simplement apporté par des extraterrestres. Habituellement, cela donne une impression complètement futuriste à tous les visiteurs.
Passons maintenant à une autre installation plasma du BINP : le GDT (gas Dynamic Trap). Dès le début, ce piège à plasma n'était pas axé sur la réaction thermonucléaire, il a été construit pour étudier le comportement du plasma.
50. GDL est une installation plutôt petite, elle s'intègre donc entièrement dans un seul cadre.
Les physiciens des plasmas ont aussi leurs propres rêves, ils veulent créer une nouvelle installation - GDML (m - multi-miroir), son développement a commencé en 2010, mais personne ne sait quand il se terminera. La crise nous affecte de la manière la plus significative : les industries de haute technologie sont les premières à être supprimées, et avec elles nos commandes. Si le financement est disponible, l'installation peut être créée en 4 à 6 ans.
Dans le domaine de l’IS, nous (je parle de la Russie) sommes à la traîne par rapport à l’ensemble de la partie développée de la planète, pour être honnête. Il existe un grand nombre de sources SR dans le monde, elles sont meilleures et plus puissantes que les nôtres. Ils effectuent des milliers, voire des centaines de milliers, de travaux liés à l'étude de tout, du comportement des molécules biologiques à la recherche en physique et en chimie du solide. En fait, il s'agit d'une puissante source de rayons X, qui ne peut être obtenue autrement, c'est pourquoi toutes les recherches liées à l'étude de la structure de la matière sont SI.
Cependant, la vie est telle qu'en Russie, il n'y a que trois sources SR, dont deux ont été fabriquées ici, et nous avons aidé à en lancer une (une à Moscou, une autre à Zelenograd). Et un seul d'entre eux fonctionne constamment en mode expérimental: il s'agit du «bon vieux» VEPP-3, construit il y a mille ans. Le fait est qu’il ne suffit pas de construire un accélérateur pour la RS. Il est également important de construire des équipements pour les stations SI, mais c’est quelque chose qui n’est disponible nulle part ailleurs. En conséquence, de nombreux chercheurs de nos régions occidentales préfèrent envoyer un représentant « pour que tout soit prêt » plutôt que de dépenser d'énormes sommes d'argent pour la création et le développement de stations SI quelque part dans la région de Moscou.
55. Dans l'anneau VEPP-3
56. Voici une vue plongeante du complexe VEPP-4, ou plus précisément du troisième étage de la « mezzanine ». Directement en dessous se trouvent des blocs de béton de protection radar, sous lesquels se trouvent POSITRON et VEPP-3, puis il y a une salle bleuâtre - la salle de contrôle du complexe, d'où le complexe et l'expérience sont contrôlés.
57. « Chef » du VEPP-3, l'un des plus anciens physiciens des accélérateurs du BINP et du pays – Svyatoslav Igorevich Mishnev
A l'INP, pour près de 3000 personnes, il n'y a qu'un peu plus de 400 travailleurs scientifiques, dont des étudiants de troisième cycle. Et vous comprenez tous qu'il ne s'agit pas d'un assistant de recherche debout devant la machine, et que les dessins des nouveaux anneaux d'accélération ne sont pas non plus réalisés par des étudiants diplômés ou des étudiants. Le BINP compte un grand nombre d'ingénieurs et de techniciens, qui comprennent un énorme bureau d'études, des technologues, des électriciens, des ingénieurs radio et... des dizaines d'autres spécialités. Nous avons un grand nombre d'ouvriers (environ 600 personnes), des mécaniciens, des laborantins, des laborantins radio et des centaines d'autres spécialités, que parfois je ne connais même pas, car cela n'intéresse particulièrement personne. À propos, l'INP est l'une des rares entreprises du pays à organiser chaque année un concours pour les jeunes travailleurs - tourneurs et fraiseurs.
62. Production BINP, un des ateliers. L'équipement est pour la plupart obsolète, les machines modernes sont situées dans des ateliers où nous ne sommes pas allés, situés à Chemy (il existe un tel endroit à Novossibirsk, à côté du soi-disant Institut de recherche sur les systèmes). Cet atelier dispose également de machines CNC, elles n'étaient tout simplement pas incluses dans la photo (c'est une réponse à certains commentaires sur des blogs.)
Nous sommes des Iafistes, nous sommes un seul organisme, et c'est l'essentiel de notre Institut. Bien qu’il soit bien entendu très important que les physiciens dirigent l’ensemble du processus technologique. Ils ne comprennent pas toujours les détails et les subtilités du travail avec des matériaux, mais ils savent comment tout doit se terminer et se souviennent qu'une petite panne quelque part sur la machine d'un ouvrier entraînera une installation de plusieurs millions de dollars quelque part dans notre pays ou dans le monde. Et par conséquent, un étudiant vert peut même ne pas comprendre les explications de l'ingénieur, mais lorsqu'on lui demande « cela peut-il être accepté », il secouera la tête négativement, se rappelant exactement qu'il a besoin d'une précision de cinq microns sur la base d'un mètre, sinon son L'installation est vissée. Et puis la tâche des technologues et des ingénieurs est de comprendre comment lui, le méchant, peut répondre à ses exigences impensables, qui vont à l'encontre de tout ce que nous faisons habituellement. Mais ils inventent, fournissent et investissent une quantité incroyable d’intelligence et d’ingéniosité.
63. Le responsable perplexe de l'équipement électrique du complexe VEPP-4M, Alexander Ivanovich Zhmaka.
64. Ce plan inquiétant a été filmé simplement dans l'un des bâtiments de l'Institut, dans le même bâtiment où se trouvent le VEPP-3, le VEPP-4 et le VEPP-5 pour l'injecteur. Et cela signifie simplement que l'accélérateur fonctionne et présente un danger.
67. Le premier collisionneur au monde, construit en 1963 pour étudier les possibilités de leur utilisation dans des expériences de physique des particules. VEP-1 est le seul collisionneur de l'histoire dans lequel des faisceaux ont circulé et sont entrés en collision dans un plan vertical.
68. Passages souterrains entre les bâtiments de l'institut
Merci à Elena Elk pour l'organisation des photographies et des histoires détaillées sur les installations.
"Le principe du collisionneur est simple : pour comprendre comment fonctionne une chose, il faut la casser. Pour découvrir comment fonctionne un électron, il faut aussi le casser. Pour ce faire, ils ont inventé des machines dans lesquelles les électrons sont accélérées à des énergies colossales, entrent en collision, s'annihilent et se transforment en d'autres particules. C'est comme si deux vélos entraient en collision et que des voitures se croisaient", explique Goldenberg.
Après de nombreux virages, passages et escaliers, on arrive à un panneau sur lequel sont dessinés les anneaux des collisionneurs VEPP-3 (construit en 1967-1971) et VEPP-4M (construit en 1979, modernisé au début des années 90). Selon Goldenberg, le périmètre du VEPP-3 est de 74 m et celui du VEPP-4M de 360 m. « Plus le dispositif de stockage est grand, plus il peut injecter d'énergie. Cela ne signifie pas qu'un accélérateur est meilleur et l'autre pire. , c'est juste que vous pouvez les observer selon différentes physiques et réaliser différentes expériences », a expliqué le physicien. Le fonctionnement des collisionneurs est contrôlé depuis la salle de contrôle, les visiteurs n'y sont pas autorisés. Selon les estimations du personnel, les paramètres des accélérateurs sont contrôlés par environ 30 personnes.
Des expériences avec des poutres sont réalisées dans l'un des bunkers souterrains. Boris Goldenberg a rapporté qu'à l'heure actuelle, le VEPP-4M fonctionne derrière un mur de plomb dans lequel des particules décrivent des cercles de la taille d'un stade. Bien entendu, il n’était pas possible de voir le collisionneur de mes propres yeux. "Le stockage contient des doses mortelles [de radiations], vous ne pouvez pas y être. Nous en sommes protégés par un mur d'un mètre de haut et un couloir, tous les canaux [de celle-ci] sont retirés et scellés avec du plomb, tout ça est protégé », a rassuré le physicien.
Les installations avec lesquelles les scientifiques travaillent dans le bunker sont appelées stations - chacune contient du matériel expérimental. Les particules physiques dispersées par le collisionneur peuvent être utilisées, semble-t-il, n'importe où. Par exemple, une source de rayonnement stable permet d’étalonner les détecteurs des télescopes spatiaux. Ici, vous pouvez « éclairer » un granit dense pour y trouver des diamants. La tomographie à rayons X et la microscopie à rayons X des échantillons sont 50 fois plus claires que, par exemple, sur les dispositifs médicaux. L’un des derniers développements scientifiques concerne une manière douce de lutter contre le cancer. Dans cette expérience, les souris infectées sont irradiées avec un faisceau « maillé », plutôt qu’avec un faisceau continu, afin que les tissus sains ne soient pas endommagés.
Le projet le plus urgent à l’heure actuelle est celui d’un nouvel accélérateur de particules. Aujourd'hui, l'institut finance lui-même les travaux et a investi environ 2 milliards de roubles dans le projet sur 10 ans. Sur le territoire de l'institut, un quart du tunnel de la partie souterraine de l'accélérateur, dont la circonférence sera de 800 m, est déjà achevé. Le directeur Pavel Logachev a estimé le coût total du projet à environ 34 milliards de roubles. Les scientifiques suggèrent que ce collisionneur électron-positon sera capable d’ouvrir la voie à une « nouvelle physique » au monde.
Natalia Gredina
La date de lancement du collisionneur à Novossibirsk a été annoncée
Directeur de l’Institut de Physique Nucléaire du nom. G.I. Budker SB RAS (INP SB RAS) Pavel Logachev a annoncé que la construction d'un nouveau collisionneur pourrait commencer à Novossibirsk. Les scientifiques suggèrent que ce collisionneur électron-positon - le projet d'usine Super Charm-Tau - sera en mesure d'ouvrir la voie à une «nouvelle physique» le monde.
L'Institut de Physique Nucléaire SB RAS fête son 60ème anniversaire
Il y a 60 ans ce jour-là, le Conseil des ministres de l'URSS publiait un décret portant création de l'Institut de physique nucléaire à Novossibirsk. À ce jour, cette division de l’Académie des sciences est l’une des plus importantes et des plus performantes.
L'Allemagne allouera 30 millions d'euros aux scientifiques nucléaires de Novossibirsk pour des développements scientifiques communs
Un exemple de coopération est le projet de laser à rayons X, qui se développe avec succès à Hambourg. Cet équipement, qui permet d'étudier la structure de n'importe quelle substance avec un seul faisceau de lumière, a été fabriqué dans la capitale de la Sibérie.
L'Institut G.I. Budker de physique nucléaire SB RAS est le plus grand institut universitaire de Russie, l'un des principaux centres mondiaux dans le domaine de la physique des hautes énergies, de la physique et de la technologie des accélérateurs, des sources de rayonnement synchrotron et des lasers à électrons libres, de la physique des plasmas et des fusion thermonucléaire. Dans bon nombre de ses domaines, le BINP SB RAS est le seul centre en Russie.
L'Institut a été créé en 1958 à l'Académie de Novossibirsk sur la base du Laboratoire des nouvelles méthodes d'accélération de l'Institut de l'énergie atomique, dirigé par G. Budker et dirigé par I. Kurchatov. L'académicien G. Budker fut le fondateur et le premier directeur de l'institut. Son directeur, Alexandre Skrinsky, a expliqué à l'agence Interfax-Sibérie les problèmes sur lesquels l'Institut travaille aujourd'hui.
- Alexandre Nikolaïevitch, comment voyez-vous les perspectives de l'institut dans le contexte des changements qui s'opèrent actuellement dans la science universitaire ?
- Pour l'instant, nous pouvons dire que notre financement pour l'année prochaine ne changera pas, restant au niveau de cette année. Historiquement, notre institut a eu davantage une composante extrabudgétaire à travers des contrats, des participations à des collaborations, etc. Par exemple, sur 2 milliards de roubles du budget total de l’Institut pour 2013, le financement budgétaire direct s’élevait à environ 800 millions de roubles. Le reste nous revient parce que nous faisons ce dont d'autres centres de recherche ont besoin, principalement étrangers, même s'il y a aussi des commandes russes. Et nous faisons des choses appliquées, comme on dit, à l'économie nationale - médecine, sécurité (systèmes de contrôle dans les aéroports), diverses industries, tant pour la Russie que pour les consommateurs étrangers. Nous essayons bien entendu de faire en sorte que nos développements appliqués ne constituent pas une sorte d’activité distincte, mais découlent naturellement de ce que nous faisons dans le domaine de la science fondamentale, car pour nous, l’axe central est la physique des particules et les questions connexes.
La physique fondamentale ne se développe que lorsque vous traversez un pays inconnu, dans une direction que personne n'a parcourue, et que vous apprenez quelque chose que d'autres ne connaissent pas encore à ce moment-là. Il est clair que presque toujours, au même moment où quelqu'un s'efforce de résoudre les mêmes problèmes, vous pouvez prendre du retard - mais c'est la deuxième question.
Idéalement, nous sommes obligés d'inventer et de maîtriser de nouvelles technologies afin d'aborder des phénomènes complètement nouveaux qui n'ont jamais été utilisés dans des applications pratiques auparavant, pour la simple raison que ces phénomènes n'ont pas été découverts.
Par exemple, le rayonnement synchrotron, dont les premières sources artificielles sont apparues au milieu du siècle dernier. Depuis lors, la capacité de générer un rayonnement synchrotron n'a cessé de s'améliorer, augmentant sa qualité, sa luminosité, son intensité, raccourcissant sa longueur d'onde ou, plus précisément, sa régulation. Nous espérons que dans les années à venir, nous pourrons construire une nouvelle source de rayonnement synchrotron de la génération, comme on dit aujourd'hui, « 3+ ». De même, un laser utilise des faisceaux d’électrons de haute énergie. Il produit un rayonnement cohérent dont la fréquence peut varier, et nous avons montré que cela est possible. Le premier étage du laser a été lancé en 2003, le deuxième en 2009, et nous espérons que le troisième étage sera bientôt lancé. Aujourd'hui, notre laser à électrons libres dépasse largement toutes les autres sources de rayonnement cohérent dans le monde en termes de puissance de rayonnement moyenne dans la plage de longueurs d'onde de 40 à 80 et de 110 à 240 microns. Au début, beaucoup disaient que nous faisions des bêtises - cependant, cela arrive presque toujours. Aujourd'hui, le laser est déjà utilisé, mais pas dans la technologie, mais dans d'autres domaines scientifiques - biologie, géologie, chimie. Par exemple, il peut être utilisé pour séparer les isotopes de la lumière, travailler avec des métamatériaux, etc.
- À quelles tâches le BINP est-il confronté en matière de sciences fondamentales ?
Nous souhaitons franchir une étape très importante en augmentant la luminosité (performance) de notre prochain collisionneur électron-positon jusqu'à une énergie relativement faible - jusqu'à 5 GeV. La puissance de ce collisionneur devrait être environ mille fois supérieure à ce qui a été réalisé jusqu'à présent, voire supérieure à celle du Grand collisionneur de hadrons. Même si l'énergie du collisionneur sera relativement faible, elle apportera, espérons-le, des réponses à des questions importantes auxquelles sont confrontées non seulement la physique des particules, mais aussi la cosmologie. Ces sciences, bien que très différentes dans leurs outils, sont nécessaires les unes aux autres lorsqu’il s’agit de comprendre la structure de la matière. Il y a de l'espoir que le gouvernement russe, ayant une fois de plus inclus notre collisionneur parmi les mégaprojets scientifiques qui seront soutenus par l'État, comme l'a récemment annoncé le ministre de l'Éducation et des Sciences Dmitri Livanov, fera preuve de cohérence dans la mise en œuvre de cette décision. Le fait est que le coût total de l’installation est d’environ 16 milliards de roubles. Par rapport aux normes mondiales, ce n'est pas tellement, dont nous avons pu investir environ 15 % grâce à des travaux sous contrat réalisés pour d'autres centres, l'industrie en Russie et dans d'autres pays, mais, bien sûr, il est impossible de mettre pleinement en œuvre le projet uniquement par nos propres moyens.
- Le modèle standard survivra-t-il ?
Parlant du Modèle Standard (la théorie moderne de la structure et des interactions des particules élémentaires - IF), il convient de distinguer deux points : sa fiabilité et son exhaustivité. Tout d’abord, à propos de la fiabilité.
Le modèle standard possède un pouvoir prédictif exceptionnellement puissant. Jusqu'à présent, malgré de nombreuses expériences visant à trouver des indications directes ou indirectes de l'existence d'écarts par rapport au modèle standard, il n'a pas été possible de détecter ces écarts avec un niveau de fiabilité significatif. En ce sens, les expériences de Novossibirsk, en premier lieu notre nouveau collisionneur VEPP-2000, constituent une sorte d'avant-poste pour tester le modèle standard - l'une des plus grandes théories des sciences naturelles du 20e siècle.
Cependant, ce que l’on peut affirmer avec certitude, c’est que dans sa forme actuelle, le modèle standard, en tant que modèle décrivant toutes les interactions fondamentales, est incomplet. Il existe des phénomènes dans la nature, par exemple la matière noire, l'énergie noire, qui ne sont pas décrits par le modèle standard, et pour expliquer cela, il (le modèle standard) doit être élargi. De nombreux travaux expérimentaux nous attendent, principalement dans les domaines de la cosmologie, de l'astronomie et, bien sûr, de la physique des hautes énergies.
- Comment progressent les travaux du BINP dans le sens thermonucléaire ?
Les investissements dans le développement de réacteurs basés sur des systèmes de confinement du plasma en boucle ouverte, dans lesquels notre institut est engagé, sont beaucoup plus faibles que les investissements dans les tokamaks (dans lesquels le plasma est confiné par un champ électrique dans une chambre toroïdale - IF) dans le monde. , par conséquent, en général, il a progressé plus modestement - à la fois les paramètres du plasma, en termes de proximité avec les paramètres thermonucléaires, et en termes d'ingénierie et de développement technologique de cette approche. En principe, bien sûr, une réaction thermonucléaire peut être obtenue d'une manière ou d'une autre, mais la tâche principale et la plus difficile est de rendre le processus d'obtention de cette énergie commercialement attractif, ainsi que technologiquement et écologiquement acceptable.
De ce point de vue, un tokamak commercial est une technologie très complexe, difficile à mettre en œuvre dans la pratique, et si l'on suppose qu'un réacteur commercial peut être mis en œuvre sur la base de systèmes ouverts de confinement du plasma, alors cela peut être sensiblement plus facile, moins cher et plus sûr qu'un tokamak.
Il est important de noter que nous ne sommes pas les seuls à travailler sur ce sujet : par exemple, la société américaine Three Alpha Energy va dans la même direction, pour laquelle nous fabriquons un lot d'injecteurs de chauffage atomiques puissants de l'ordre du mégawatt.
Dans quelle mesure, selon vous, le résultat sur le chauffage et le confinement du plasma dans un piège dynamique gazeux (GDT), obtenu récemment au BINP, rapproche-t-il la perspective d'un réacteur thermonucléaire basé, comme on dit, sur un « réacteur miroir » ? cellule"?
En effet, tout récemment, en novembre de cette année, une température électronique record de 400 électrons-volts (4,5 millions de degrés) a été atteinte dans l'installation GDL avec un chauffage supplémentaire par micro-ondes (micro-ondes) du plasma subthermonucléaire.
Cette percée de température (le record précédent était d'environ 250 électrons-volts) est devenue possible grâce à la coopération avec l'Université d'État de Novossibirsk et l'Institut de physique appliquée de l'Académie des sciences de Russie (Nijni Novgorod) dans le cadre d'un mégaprojet dirigé par l'éminent allemand le professeur scientifique Manfred Thumm (Karlsruhe). Actuellement, une seule des sources de rayonnement micro-ondes qu'ils ont développées a été utilisée ; avec la connexion de la seconde, nous nous attendons à de nouveaux progrès dans les paramètres du plasma (c'est-à-dire une augmentation de sa température et du temps de rétention du plasma dans le piège - IF ).
Le résultat obtenu constitue une étape importante sur la voie de l'énergie thermonucléaire : il confirme la possibilité de créer des générateurs de neutrons et des réacteurs à fusion nucléaire basés sur des pièges ouverts, les plus simples d'un point de vue technique.
- Selon vous, un projet thermonucléaire purement russe est-il possible ?
L'ampleur et, par conséquent, l'intensité des ressources d'un tel projet sont telles que même l'Amérique ne s'engage pas à résoudre ce problème, en s'appuyant uniquement sur ses capacités internes. Ni tokamaks, ni systèmes en boucle ouverte. Les deux directions se développent sur le plan international.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) en construction en France (International Thermonuclear Experimental Reactor est le plus grand projet international de création d'un réacteur thermonucléaire expérimental à Caradas (France) - IF), par exemple, est déjà un projet véritablement mondial, dans lequel presque tous Les pays les plus développés scientifiquement et technologiquement y participent, notamment la Russie, les États-Unis, le Japon et les pays européens. Mais le développement de systèmes ouverts de confinement du plasma s'effectue également dans le cadre de projets internationaux, coopératifs et non nationaux. Et le problème n’est même pas que, par exemple, l’Amérique n’a pas assez d’argent pour fabriquer elle-même un réacteur thermonucléaire. Ils ne veulent probablement pas prendre le risque de faire tout le chemin « seuls », sans être sûrs du résultat final.
En outre, les États-Unis ne disposent pas des développements que nous avons, par exemple, dans notre institut. C'est pourquoi nous réalisons pour eux des travaux à façon, ils utilisent notre potentiel scientifique et technique afin d'avancer et d'obtenir des résultats le plus rapidement possible. Même si nous disposons de quelques réserves pour l'avenir, le gouvernement n'investit pas dans les systèmes en boucle ouverte et nous acceptons des commandes étrangères afin de pouvoir améliorer les technologies et trouver de nouvelles solutions.
- À quels autres projets internationaux l'institut participe-t-il ?
La participation au projet CERN-LHC, c'est-à-dire le Grand collisionneur de hadrons, se poursuit. Plusieurs dizaines de nos chercheurs participent aux expériences avec les détecteurs ATLAS et LHCb. Nous participons de manière assez importante à la modernisation du complexe d'accélérateurs.
Nous participons à la création d’une usine B à haute luminosité, un collisionneur électron-positon d’un niveau d’énergie de 10 à 11 GeV au Japon.
En Allemagne, nous participons à deux grands projets : un laser à impulsions courtes utilisant des faisceaux d'électrons à haute et très haute énergie, des dizaines de GeV, qui est en construction près de Hambourg. Il devrait s'agir du laser à rayons X le plus puissant au monde.
Un autre projet majeur en Allemagne est le projet FAIR, Facility for Antiprotons and Ions Research, mis en œuvre par le Centre Helmholtz pour la recherche sur les ions lourds à Wickhausen, près de Darmstadt. Il s’agit d’un collisionneur d’ions lourds ; nous participons à son développement depuis environ 15 ans.
Des fonds russes importants ont été investis dans les deux projets en Allemagne, bien plus que ce que le BINP reçoit directement de notre État. Cet argent sert à commander des équipements pour le laser et pour FAIR pour nous et un petit nombre d'instituts russes.
Pourquoi cela se fait de cette façon, et pas directement - l'État investit en nous pour que nous fassions, par exemple, quelque chose pour ces projets, c'est une question peu claire.
ITER n'est pas structuré exactement ainsi : la partie russe fournit des équipements à ITER, investissant de l'argent dans nos instituts - à Kurchatovsky, dans le nôtre, dans d'autres.
À propos, à propos du Centre scientifique Kurchatov. Le sujet d’une éventuelle fusion de l’INP avec celui-ci a-t-il finalement été retiré de l’ordre du jour ?
Les discussions sur l'unification ont surgi cet été, lorsque la réforme de l'Académie des sciences de Russie a été activement discutée. Ensuite, la RAS, avec notre participation, a proposé de ne pas modifier l'affiliation départementale des instituts et de fusionner différentes organisations au sens juridique, mais de revenir à la mise en œuvre du programme étatique de création d'installations Mega Science.
À une certaine époque, six d’entre eux ont été sélectionnés, dont notre collisionneur électron-positon doté d’une luminosité élevée et d’une énergie relativement faible.
Nous aimons beaucoup mieux la version du programme d'État, principalement parce que nous ne travaillons pas seulement sur ce projet, nous travaillons également sur d'autres travaux. Y compris sur des sujets particuliers. Et prendre tout cela et le fusionner en une seule chose est extrêmement irrationnel : l’unification administrative de chacun avec tout le monde est une erreur. Je vois des conséquences néfastes dans le fait qu’il n’existe pas de leadership scientifique qui sache tout et comprenne tout dans tous les domaines. Les organisations qui ont une sorte de compréhension mutuelle peuvent développer conjointement un certain domaine. Dans ce domaine, ils peuvent interagir avec certaines organisations - appliquées, industrielles et dans d'autres domaines - avec des organisations complètement différentes.
- Une idée est-elle née lors d'une des réformes, par exemple, de diviser l'INP en production et science elle-même ?
- Bien sûr, ces idées ont été nombreuses et elles sont apparues à plusieurs étapes. Mais dans notre production, plus précisément dans le complexe de conception et de production, nous fabriquons tous nos nouveaux équipements introuvables nulle part, dont nous avons besoin pour notre recherche fondamentale et pour des applications dans d'autres domaines scientifiques, industriels, médicaux, etc. autre caractère.
Regardez, notre science industrielle a été tuée ou presque. Disons que nous pouvons déconnecter notre partie conception et production. Et comment pourra-t-il vivre mieux que les instituts industriels, les bureaux de conception industriels avec une production à une échelle bien plus grande que la nôtre ?
Nous soupçonnons, et l'expérience le montre, que nous avons survécu et que nous continuons d'être intéressants tant à l'étranger que dans notre pays, ainsi que d'un point de vue appliqué, parce que nous disposons de toute la chaîne - recherche fondamentale, recherche appliquée et développement, capacités de conception et haute technologie. production.
- Pourquoi les développements appliqués de l'institut sont-ils plus demandés à l'étranger qu'en Russie ?
Jusqu'en 1990, 85 à 90 % de nos produits, notamment les accélérateurs industriels, étaient destinés à l'Union soviétique. Toute une industrie du câble a été construite sur cette base, où une isolation résistante à la chaleur était nécessaire. Au cours des années suivantes, les usines ont perdu la possibilité d’acheter quoi que ce soit de nouveau. Aujourd'hui, certaines entreprises qui ont survécu à cette époque ont commencé à se développer et ont recommencé à acheter nos équipements. Chaque année, nous produisons entre 10 et 15 accélérateurs (une de ces machines coûte entre 500 000 et 2 millions de dollars). Aujourd’hui, 20 % de nos consommateurs sont russes. Il y a peu de consommateurs au Kazakhstan. Bien sûr, nous sommes prêts à faire non seulement ce que nous avons fait il y a 30 ans, mais aussi à faire de nouvelles choses. Mais pour cela, il faut des commandes, comme il y a eu une commande, par exemple, de l'industrie électrique pour la production de câbles résistant à la chaleur. Ensuite, ils nous ont immédiatement commandé 15 accélérateurs - c'était vers 1970. Et là-dessus, en effet, notre production a augmenté, à cette époque nous n'avions pas d'accélérateur que nous puissions fournir, il y avait des échantillons, des développements individuels... Mais un accélérateur fonctionnant à des paramètres élevés, avec une énergie suffisamment élevée, avec une puissance de dizaines et de centaines de kilowatts - cela n'existait pas. Et en plus, il fallait que ça marche non pas pour nous, mais à l'usine, pour des gens qui, peut-être, ne comprennent rien à la physique, pour que ça ne marche pas pendant un jour ou un mois.
Beaucoup de nos accélérateurs ont fonctionné pendant 20 ans, parfois ils nous commandaient des pièces de rechange, mais la plupart du temps, les usines les exploitaient elles-mêmes. Ensuite, il est parti à l’étranger, principalement en Chine. Il y a désormais un problème avec la Chine. La première chose qu’ils font lorsqu’ils reçoivent nos nouveaux appareils, nos nouvelles voitures, et pas seulement les nôtres, est probablement de les copier aussi strictement que possible. Il leur a fallu une quinzaine d'années pour maîtriser les accélérateurs de type ELV, le plus répandu. Aujourd'hui, il y a plus d'accélérateurs en activité en Chine qu'il n'y en a jamais eu en URSS et en Russie - environ 50. Jusqu'à présent, ils achètent des accélérateurs à la fois auprès de leurs propres fabricants et chez nous - environ un pour un. Au bout d'un moment, ils nous supplanteront, bien sûr, par de vieux accélérateurs chinois. Mais ils tentent de pénétrer le marché indien. Il leur est plus difficile d’entrer en Corée car nous produisons des accélérateurs en collaboration avec Samsung. Ils sont utilisés à la fois en Corée même et fournis en Chine. D'une manière générale, la Chine est grande et ceux qui sont habitués à nos voitures semblent rester avec nous. Mais cela ne peut pas durer éternellement, il faut se développer, avancer. Nous avons bien sûr besoin d’une révolution technologique, dont une partie est prévue, mais jusqu’à présent, il n’y a presque pas de consommateurs russes. Il n'est pas nécessaire de compter sur les consommateurs étrangers pour financer le développement, ils ne peuvent acheter que des équipements prêts à l'emploi.
Disons que les dirigeants russes se soucient vraiment du développement de la science, de la technologie basée sur la science, etc. Supposons que cela soit vrai. De nos jours, ils argumentent souvent ainsi : nous (le pays) sommes en retard dans tel ou tel domaine technologique, pour diverses raisons. Investissons de l'argent là-bas. En règle générale, c'est une affaire vide de sens, c'est-à-dire qu'il s'avère être un tonneau sans fond, car si vous ne disposez pas d'une équipe qualifiée, habituée à travailler et à obtenir des résultats, il n'y aura pas de résultats. Ou un autre raisonnement : achetons tout, toute la technologie, amenons-la ici et produisons tout ce qui est nécessaire. Cela ne fonctionne pratiquement pas non plus, car il est presque impossible d'obtenir une technologie de pointe. Ce sont toutes des technologies d’il y a 15 à 20 ans. Ce sur quoi ils travaillent à l’étranger est au premier plan, nous ne pourrons bien sûr pas le voir. C'est pourquoi il est juste de soutenir dans votre pays les groupes et les organisations qui produisent déjà des résultats intéressants pour la communauté mondiale, qui ont derrière eux une histoire positive et un état positif, c'est-à-dire qui sont avancés à l'échelle mondiale. Et il faut investir de l’argent dans de telles organisations ; le retour sera immédiat et garanti.
Entre-temps, des technologies révolutionnaires, par exemple dans notre institut, le même laser utilisant des faisceaux d'électrons, sont créées avec l'argent que nous gagnons, et non parce que l'État a ordonné et financé notre développement, ou nous a demandé de le faire, ou a soutenu notre développement. effort. Nous, conscients que cela serait un jour demandé en Russie, l'avons construit nous-mêmes. Le collisionneur électron-positon VEPP-2000 a été construit de la même manière - nous n'avons rien reçu de l'État pour la science fondamentale à cet égard. Aujourd'hui, les fonds alloués par l'État à la science ne couvrent pas les salaires, les charges, etc. de notre Institut. Il est difficile de dire comment la situation va évoluer.
interfax-russie.ru
Matériel de Wikipédia - l'encyclopédie gratuite
| Etat fédéral institution budgétaire de la science "Institut de physique nucléaire nommé d'après GI Budker Branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie" (INP SBRAS) |
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| Le bâtiment de l'Institut de physique nucléaire nommé d'après G.I. Budker SB RAS à Novossibirsk Akademgorodok (1er mars 2002). |
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| Nom international |
Institut Budker de physique nucléaire |
|---|---|
| Basé | |
| Directeur | |
| Directeur scientifique | |
| Employés |
2 900 personnes |
| Études supérieures |
plus de 60 personnes |
| Emplacement |
URSS URSS → Russie, Russie |
| Adresse légale | |
| Site web |
Le fondateur et premier directeur de l'institut était l'académicien de l'Académie des sciences de l'URSS, G. I. Budker. Depuis le jour de sa mort, depuis 1977, le directeur de l'institut est l'académicien A. N. Skrinsky. Le 29 avril 2015, le membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie P. V. Logachev a été élu directeur de l'institut. UN. Skrinsky occupe le poste de directeur scientifique de l'institut. StructureLa gestion des activités scientifiques et productives de l'institut est assurée par l'intermédiaire de la « Table ronde » - le Conseil scientifique de l'institut. ActivitésLes principales activités de l'institut dans le domaine de la recherche fondamentale :
Installations en fonctionnement à l'institutPrévuAffiliation départementale de l'institutRédiger une critique de l'article "Institut de physique nucléaire SB RAS"RemarquesLiens
Un extrait caractérisant l'Institut de Physique Nucléaire SB RAS- Civière ! – cria quelqu’un derrière lui.Rostov n'a pas réfléchi à ce que signifiait la demande d'une civière : il a couru, essayant seulement d'être en avance sur tout le monde ; mais sur le pont lui-même, sans regarder ses pieds, il tomba dans une boue visqueuse et piétinée et, trébuchant, tomba sur ses mains. D'autres couraient autour de lui. «Des deux côtés, capitaine», entendit-il la voix du commandant du régiment qui, en avant, se tenait à cheval non loin du pont avec un visage triomphant et joyeux. Rostov, essuyant ses mains sales avec ses jambières, se retourna vers son ennemi et voulut courir plus loin, croyant que plus il avancerait, mieux ce serait. Mais Bogdanich, bien qu'il n'ait pas regardé et n'ait pas reconnu Rostov, lui a crié : - Qui court au milieu du pont ? Sur le côté droit! Juncker, rentre ! - il a crié avec colère et s'est tourné vers Denisov, qui, faisant étalage de son courage, est monté à cheval sur les planches du pont. - Pourquoi prendre des risques, capitaine ! « Vous devriez descendre », dit le colonel. - Euh ! il trouvera le coupable, répondit Vaska Denissov en se retournant en selle. Pendant ce temps, Nesvitsky, Zherkov et l'officier de suite se tenaient ensemble à l'extérieur des tirs et regardaient soit ce petit groupe de personnes en shakos jaunes, vestes vert foncé brodées de ficelles et leggings bleus, qui pullulaient près du pont, puis de l'autre côté, vers les chaperons bleus et les groupes s'approchant au loin avec des chevaux, facilement reconnaissables comme des outils. Poursuivie par cent mille soldats français sous le commandement de Bonaparte, rencontrée par des habitants hostiles, ne faisant plus confiance à leurs alliés, connaissant le manque de nourriture et contrainte d'agir en dehors de toutes conditions de guerre prévisibles, l'armée russe forte de trente-cinq mille hommes, sous Le commandement de Koutouzov se retira précipitamment sur le Danube, s'arrêtant là où il était rattrapé par l'ennemi, et riposta par des actions d'arrière-garde, seulement dans la mesure nécessaire pour battre en retraite sans perdre de poids. Il y a eu des cas à Lambach, Amsteten et Melk ; mais, malgré le courage et le courage reconnus par l'ennemi lui-même avec lequel les Russes combattirent, la conséquence de ces affaires ne fut qu'une retraite encore plus rapide. Les troupes autrichiennes, ayant échappé à la capture à Ulm et rejoint Koutouzov à Braunau, se séparèrent désormais de l'armée russe, et Koutouzov fut abandonné à ses forces faibles et épuisées. Il était impossible de songer à défendre Vienne plus longtemps. Au lieu d'une offensive profondément réfléchie, selon les lois de la nouvelle science - une stratégie, une guerre, dont le plan fut transféré à Koutouzov alors qu'il était à Vienne par le Gofkriegsrat autrichien, le seul objectif, presque inaccessible, qui semblait désormais Koutouzov devait, sans détruire l'armée comme Mack sous Ulm, se lier aux troupes venant de Russie. |
Institut de physique nucléaire nommé d'après. G.I. Budkera SB RAS est un institut créé en 1958 dans la ville académique de Novossibirsk sur la base du laboratoire des nouvelles méthodes d'accélération de l'Institut de l'énergie atomique, dirigé par I.V. Kurchatov. Le BINP est le plus grand institut de l'Académie des sciences de Russie. Le nombre total d'employés de l'institut est d'environ 2 900 personnes. Parmi le personnel scientifique de l'institut figurent 5 membres à part entière de l'Académie des sciences de Russie, 6 membres correspondants de l'Académie des sciences de Russie, environ 60 docteurs en sciences, 160 candidats en sciences. Le BINP a réalisé une quantité de travail assez impressionnante pour le Grand collisionneur de hadrons du CERN.
C'est ici que tout a commencé : VEP-1 (Counter Electron Beams)
Le premier collisionneur au monde, construit en 1963 pour étudier les possibilités de leur utilisation dans des expériences de physique des particules. VEP-1 est le seul collisionneur de l'histoire dans lequel des faisceaux ont circulé et sont entrés en collision dans un plan vertical.
Actuellement, deux accélérateurs fonctionnent au BINP SB RAS : VEPP-4 et VEPP-2000.
Le collisionneur électron-positon VEPP-2000, dont le développement a également commencé en 2000, est devenu une sorte de frère cadet du Grand collisionneur de hadrons. Si l'énergie des particules dans le collisionneur européen atteignait 100 gigaélectronvolts par faisceau (énergie totale - 200 gigaélectronvolts), alors le collisionneur sibérien est exactement 100 fois plus faible - 2 000 mégaélectronvolts ou 2 gigaélectronvolts.
L'une des tâches principales du nouveau collisionneur est de mesurer avec la plus grande précision possible les paramètres d'annihilation d'une paire électron-positon en hadrons - mésons et baryons. Un positon et un électron - une particule et une antiparticule - peuvent s'annihiler lors de collisions, se transformant entièrement en rayonnement électromagnétique. Cependant, à certaines énergies, ces collisions peuvent générer d'autres particules - constituées de deux (mésons) ou de trois quarks (baryons - protons et neutrons).
La structure interne des protons et des neutrons n’est pas encore entièrement comprise.
Refroidissement instantané des pieds grâce à l'azote.
On m’a dit que c’était actuellement l’un des aimants les plus puissants au monde.
Gestion du VEPP-2000
Le complexe d’accélérateurs VEPP-4 est une installation unique permettant de mener des expériences avec des collisions de faisceaux d’électrons-positons à haute énergie. Le complexe VEPP-4 comprend un injecteur (énergie du faisceau jusqu'à 350 MeV), un anneau de stockage VEPP-3 (jusqu'à 2 GeV) et un collisionneur électron-positon VEPP-4M (jusqu'à 6 GeV).
Le collisionneur VEPP-4M équipé du détecteur universel de particules KEDR est conçu pour les expériences de physique des hautes énergies.
VEPP-4M met en œuvre un système de mesure de l'énergie des particules utilisant la méthode de dépolarisation résonante avec une erreur relative allant jusqu'à 10-7, ce qui n'a été réalisé dans aucun autre laboratoire au monde. Cette technique permet de mesurer les masses de particules élémentaires avec une très grande précision.
Ces dernières années, le but de la plupart des expériences est de mesurer précisément les masses des particules élémentaires.
Outre la physique des hautes énergies, des recherches utilisant des faisceaux extraits de rayonnement synchrotron sont menées au complexe VEPP-4. Les principales directions sont la science des matériaux, l'étude des processus explosifs, l'archéologie, la biologie et la médecine, les nanotechnologies, etc.
Plus de 30 organisations russes et étrangères mènent des recherches dans les installations du complexe VEPP-4, parmi lesquelles des instituts RAS de Novossibirsk, Ekaterinbourg, Krasnoïarsk, Tomsk, Saint-Pétersbourg, Moscou, etc., ainsi que des instituts étrangers d'Allemagne, de France, Italie, Suisse, Espagne, États-Unis, Japon et Corée du Sud.
Le périmètre du VEPP-4m est de 366 mètres.
Ses demi-anneaux sont souterrains
A l'anneau de stockage VEPP-3, des expériences de physique nucléaire sont réalisées sur une cible gazeuse interne, qui est un jet de gaz (deutérium ou hydrogène) d'intensité record, introduit directement dans l'enceinte à vide de l'anneau de stockage.
La longueur de l'anneau de stockage VEPP-3 est de 74,4 m, l'énergie d'injection est de 350 MeV, l'énergie maximale est de 2000 MeV
Les principales directions de travail de VEPP-3 à l'heure actuelle sont l'accumulation et l'injection d'électrons et de positrons dans le collisionneur VEPP-4M, le travail en tant que source de rayonnement synchrotron et les expériences avec une cible gazeuse interne sur la diffusion d'électrons sur des deutons polarisés.
Accumulateur-refroidisseur du complexe d'injection.
L'installation GDT (gas-dynamic trap) est un stand pour l'étude expérimentale des problèmes physiques importants liés au confinement du plasma thermonucléaire dans des systèmes magnétiques longs de type ouvert. Parmi les questions étudiées figurent la physique des pertes longitudinales de particules et d'énergie, l'équilibre et la stabilité magnétohydrodynamique du plasma, ainsi que la microinstabilité.
Les expériences menées à l'installation GDT ont apporté des réponses à plusieurs questions classiques de la physique des plasmas chauds.
Actuellement, l'installation GDL est en cours de modernisation. Le but de la modernisation est d'utiliser de puissants injecteurs atomiques d'une nouvelle génération pour chauffer le plasma. Selon les calculs, de tels injecteurs permettent d'obtenir des paramètres records du plasma chaud, ce qui permettra de réaliser une série d'expériences pour étudier en détail la physique du confinement et du chauffage du plasma avec des paramètres caractéristiques des futurs réacteurs thermonucléaires.
Piège à plasma multi-miroirs GOL-3.
Des expériences sont menées à l'installation GOL-3 pour étudier l'interaction du plasma avec une surface. Le but de ces expériences est de sélectionner les matériaux structurels optimaux pour les éléments de réacteurs thermonucléaires en contact avec le plasma chaud.
L'installation GOL-3 est un solénoïde sur lequel sont placées de nombreuses bobines (110 pièces), créant un puissant champ magnétique à l'intérieur du tube. Avant que l'installation ne fonctionne, des pompes à vide pompent l'air hors du tube, après quoi des atomes de deutérium sont injectés à l'intérieur. Ensuite, le contenu du tube doit être chauffé à des dizaines de millions de degrés, laissant passer un faisceau de particules chargées.
Le chauffage se produit en deux étapes - grâce à la charge électrique, un chauffage préliminaire est obtenu jusqu'à 20 000 degrés, puis, en "injectant" un faisceau d'électrons, un chauffage se produit jusqu'à 50 à 60 millions de degrés. Dans cet état, le plasma n'est maintenu que pendant une fraction de seconde. Pendant ce temps, les instruments effectuent des lectures pour une analyse ultérieure.
Pendant tout ce temps, une tension est appliquée aux bobines, créant un champ magnétique d'environ cinq Tesla.
Un champ aussi puissant, obéissant aux lois physiques, a tendance à déchirer les bobines en morceaux et, pour éviter cela, elles sont fixées avec de solides attaches en acier.
Au total, il y a plusieurs « tirs » par jour, consommant chacun environ 30 MW d'énergie électrique. Cette énergie provient de la centrale hydroélectrique de Novossibirsk via un réseau séparé.
Installation du FEL à l'Institut de Cinétique Chimique et Combustion, adjacent au BINP.
Les lasers à électrons libres se composent de deux unités : un onduleur et un résonateur optique.
L’idée est la suivante : un faisceau d’électrons traverse une section avec un champ magnétique alternatif. Sous l'influence de ce champ, les électrons sont obligés de voler non pas en ligne droite, mais le long d'une certaine trajectoire sinusoïdale, semblable à une onde. En effectuant ce mouvement d'oscillation, les électrons relativistes émettent de la lumière, qui tombe en ligne droite dans un résonateur optique, à l'intérieur duquel se trouve un vide fou (10 à 10 millimètres de mercure).
Aux extrémités opposées du tuyau se trouvent deux miroirs massifs en cuivre. Sur le chemin d'un miroir à l'autre et inversement, la lumière acquiert une puissance décente, dont une partie est restituée au consommateur. Les électrons qui ont cédé de l'énergie en rayonnement électromagnétique sont retournés via un système d'aimants de courbure, renvoyés vers les résonateurs RF et y sont décélérés.
Les postes utilisateurs, au nombre de six aujourd'hui, sont situés au deuxième étage du bâtiment à l'extérieur du hall des accélérateurs, où vous ne pouvez pas être présent pendant le fonctionnement du FEL. Le rayonnement est acheminé vers le haut à travers des tuyaux remplis d'azote sec.
Le rayonnement de cette installation a notamment été utilisé par les biologistes pour développer une nouvelle méthode d'étude des systèmes moléculaires complexes.
Les chimistes ont désormais la possibilité de contrôler les réactions de manière très économe en énergie. Les physiciens étudient les métamatériaux - des matériaux artificiels qui ont un indice de réfraction négatif dans une certaine plage de longueurs d'onde, devenant complètement invisibles, etc.
Comme vous pouvez le voir depuis la « porte », le bâtiment dispose probablement d’une marge de sécurité de 100 fois supérieure en matière de radioprotection.
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