 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
101
хозяйственные связи прервались, и завод в Усть-Каменогорске, где производили сверхпроводник,
оказался заграничным. Было решено пустить первую очередь новой установки, используя
обычные магниты, что обеспечит энергию 600 ГэВ (ее назвали У-600). Для этого необходимо
установить по кольцу более двух тысяч магнитов весом около 10 т каждый, что оценивается
примерно в 150 млн. долларов и составляет лишь малую часть от уже вложенных средств. В 1997
г. руководители Минатома предложили форсировать работы и завершить их за три года.
Лет через десять будет завершено сооружение самого крупного в мире ускорителя заряженных
частиц – большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider
– LHC) в Женеве, в 27-
километровом подземном тоннеле на границе между Швейцарией и Францией. Физики надеются,
что при немыслимых сегодня энергиях сталкивающихся частиц (порядка 10 трлн. электрон-вольт)
можно будет наконец-то получить недостающие пока сведения о глубинных механизмах их
взаимодействия внутри ядра и выстроить непротиворечивую картину мироздания. Кроме того,
новые знания непременно дадут новые пути для утоления «энергетических аппетитов»
человечества без тотального уничтожения земных ресурсов – задача необходимая и благородная.
Россия, в понимании европейских ученых, имеет уникальную научно-техническую культуру,
значение которой в общем мировом процессе познания трудно переоценить. Снижение ее уровня,
а тем более ее утрата была бы тяжким ударом по прогрессу человечества, и поэтому
сотрудничество с российскими учеными обязано продолжаться и укрепляться на пользу обеим
сторонам.
В программе LHC российская физика будет представлена вполне достойно. Речь идет не только
о сооружении самого ускорителя на сверхпроводящих магнитах, но и о создании грандиозной
экспериментальной техники. Ускоритель сам по себе – это только «локомотив» научного поиска, а
весь «полезный груз» доставляют детекторы частиц и излучений. На большом ускорителе и
размеры детекторов поражают воображение. Один из них – самый крупный, названный
проектировщиками АТЛАС, – представляет собой размещенный под землей цилиндр длиной 26 и
диаметром 20 м, общим весом 7 тыс. т, со сложнейшей аппаратурой.
При создании детектора АТЛАС и для проведения экспериментов на нем сложилась
международная команда в полторы тысячи человек из трех десятков стран. И дело здесь не только
в масштабах установки. Новая физика отличается от прежней сильнее, чем заводской конвейер от
кустарной мастерской. Достаточно сказать, что АТЛАС станет выдавать поток данных,
эквивалентный информации, циркулирующей сегодня во всех европейских компьютерных сетях.
Согласно одному из греческих мифов, Атлас был титаном, которому пришлось в наказание за
непослушание богам Олимпа удерживать небосвод на своих плечах. Продолжая параллель, можно
сказать, что женевский АТЛАС призван укрепить и поддержать своими мощными усилиями все
здание современной физики. Но это не наказание, а плод совместного творчества множества
ученых из многих стран и основа благополучного существования всех тех людей, которые далеки
от науки, но пользуются ее плодами.
Структурная нейтронография
Стремясь проникнуть в глубь вещества и изучить его структуру, исследователи создавали все
более эффективные инструменты и методы. На смену оптическому микроскопу пришел
электронный микроскоп с несравненно более высоким разрешением. Рентгеноструктурный анализ
позволил «увидеть» форму атомной решетки кристалла и даже проследить за ее изменениями под
действием внешних условий например, при изменении температуры и давления. Сравнительно
недавно были созданы, развиты и усовершенствованы новые методы изучения вещества,
основанные на рассеянии в нем нейтронов.
Нейтрон, как и любая другая частица, одновременно обладает и свойствами волны. Поэтому
поток нейтронов можно рассматривать как очень коротковолновое излучение (характерная длина
волны – порядка 0,03 нм, или 0,3 ангстрема). Проходя через вещество, нейтроны испытывают
дифракцию – рассеяние на отдельных атомах, при котором из начального пучка частиц возникают
дополнительные отклоненные потоки. Их направление и интенсивность зависят от строения
рассеивающего объекта. В кристалле, например, можно выделить набор правильных атомных
слоев – кристаллографических плоскостей, при отражении от которых потоки нейтронов меняют
интенсивность. Максимумы интенсивности возникают в направлениях, где на разности путей двух
отраженных пучков укладывается целое число их волн. Это условие рассеяния волн кристаллом