100 великих достижений СССР

Длина подземного кольца ускорителя – 21 километр. Основной тоннель диаметром 5 метров проложен на глубине от 20 до 60 метров (в зависимости от рельефа местности). Кроме того, было построено множество вспомогательных помещений, связанных с поверхностью вертикальными шахтами. Если бы протонный коллайдер в Протвине удалось сдать в срок раньше БАК, в мире фундаментальной физики появилась бы новая точка притяжения. Далее – об истории главного советского коллайдера, на котором могла бы коваться физика будущего.

Ускорительно-накопительный комплекс (УНК) в Протвине

Кстати

Конечно, коллайдеры на пустом месте не возникают – должны быть подходящие условия. За много лет до принятия стратегического решения о постройке крупнейшего в СССР научного объекта, в 1960 г., в качестве базы для Института физики высоких энергий (ИФВЭ) был основан секретный поселок Серпухов-7. Место выбрали по геологическим соображениям – в этой части Московской области грунт, являющийся дном древнего моря, позволяет размещать крупные подземные объекты, защищенные от сейсмической активности.

В 1965 г. получен статус поселка городского типа и новое название – Протвино, – производное от названия местной речушки Протвы. В 1967 г. здесь запущен крупнейший ускоритель своего времени – протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ (109 электронвольт) У-70. Он до сих пор действует и остается самым высокоэнергетичным ускорителем России.

Вскоре начали разрабатывать проект нового ускорителя – протон-протонного коллайдера на энергию 3 ТэВ (1012 эВ), который стал бы самым мощным в мире. Работы по теоретическому обоснованию УНК возглавлял академик Анатолий Логунов – физик-теоретик, научный руководитель Института физики высоких энергий. Синхротрон У-70 планировалось использовать в качестве первой «разгонной ступени» для ускорителя УНК.

В проекте УНК предполагались две ступени: одна должна была принять из У-70 пучок протонов с энергией 70 ГэВ и поднять ее до промежуточного значения 400–600 ГэВ. Во втором кольце (вторая ступень) энергия протонов поднималась бы до максимальной величины. Обе ступени УНК должны были разместиться в одном кольцевом тоннеле, размерами превосходящем кольцевую линию Московского метрополитена. Сходства с метро добавляет и тот факт, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты.

Кстати

В начале 80‐х в мире не было сравнимых по размерам и энергиям ускорителей. Ни Тэватрон в США (длина кольца 6,4 километра, энергия в начале 1980‐х – 500 ГэВ), ни Суперколлайдер лаборатории ЦЕРН (длина кольца 6,9 километра, энергия столкновения 400 ГэВ) не могли дать физике необходимый инструмент для проведения новых экспериментов.

Наша страна имела большой опыт в области разработки и строительства ускорителей. Построенный в Дубне в 1956 г. синхрофазотрон стал самым мощным в мире на тот момент: энергия 10 ГэВ, длина около 200 метров. На построенном в Протвине синхротроне У-70 физики сделали несколько открытий: впервые зарегистрировали ядра антивещества, обнаружили так называемый «серпуховский эффект» – возрастание полных сечений адронных взаимодействий (величин, определяющих ход реакции двух сталкивающихся частиц) и многое другое.

В 1983 г. у горным способом, используя 26 вертикальных шахт, начались строительные работы на объекте.

Несколько лет стройка велись в вялотекущем режиме – прошли всего полтора километра. В 1987 г. вышло постановление правительства об активизации работ, и в 1988‐м, впервые с 1935 г., Советский Союз закупил за границей два современных тоннелепроходческих комплекса компании Lovat, с помощью которых Протонтоннельстрой начал прокладывать тоннели.