Российский вклад в чудо света

В этом году 9 мая — не только праздник, но и дата отсчета нового этапа в развитии Большого адронного коллайдера (БАКа). В этот день был впервые запущен инжектор Linac 4, который усилит све­тимость — один из ключевых показателей БАКа. «СР» узнала, какой вклад вносят российские ученые в этот проект.

Пробный пуск инжектора Linac 4 со­стоялся утром 9 мая в Европейской ор­ганизации по ядерным исследовани­ям (ЦЕРН). Эксплуатация этого агрегата на рабочих параметрах начнется не рань­ше 2021 года — после длительного пе­риода настройки и испытаний.

«Linac 4 — первый ключевой элемент нашей программы модернизации, ко­торая должна вывести БАК на высокую светимость, что существенно повысит потенциал исследований по тематике новой физики и более точному измере­нию свойств бозона Хиггса», — сообщила на церемонии пуска генеральный дирек­тор ЦЕРН Фабиола Джанотти.

Светимость — параметр коллайдера, который обозначает количество сталки­вающихся частиц за единицу времени. Ученые рассчитывают, что после ввода нового инжектора этот показатель БАКа вырастет в пять раз к 2025 году. В таком случае повысится точность исследова­ний, и объем информации, получаемой в результате экспериментов, увеличит­ся в 10 раз. А это значит, что человечество сможет лучше понять природу элементар­ных частиц, из которых состоит материя.

Linac 4 представляет собой трубу дли­ной порядка 80 м. Российские участники проекта сконструировали и изготовили для него вторую секцию, которая обеспе­чивает разгон пучка протонов в два раза. На входе в российскую секцию инжек­тора энергия частиц — порядка 50 МэВ, а на выходе — 100 МэВ. Предполагается, что максимальная энергия частиц на вы­ходе из Linac 4 составит 160 МэВ.

Работу над оборудованием для Linac 4 вели два российских научных центра — снежинский РФЯЦ-ВНИИТФ и новоси­бирский ИЯФ. В 2004 году началось из­готовление технологического макета. На начальном этапе специалисты ИЯФа выполняли электродинамические расче­ты, определяли облик высокочастотных резонаторов, а специалисты ВНИИТФ разработали конструкторскую докумен­тацию, проводили прочностные и теп­ловые расчеты. После этого на заводе в Снежинске изготовили корпуса резо­наторов. К производству секции присту­пили в 2008 году — сразу после того, как в ЦЕРН успешно прошел испытания тех­нологический макет. Поставка россий­ского оборудования для Linac 4 была за­вершена в 2013 году.

Самым сложным в изготовлении ре­зонаторов было соблюдение механиче­ской точности изделий. «Допуски были от 10 до 50 микрон, тысячные доли мил­лиметра, и наши специалисты смогли со­блюсти такие требования», — говорит на­чальник лаборатории ВНИИТФ Михаил Науменко.

Корпуса в РФЯЦ-ВНИИТФ покрыли слоем меди толщиной от 30 до 50 ми­крон. Специалисты ИЯФа, в свою оче­редь, устанавливали в корпуса трубки дрейфа нейтронов и выполняли электро­динамическую настройку ускоряющих структур.

На церемонии пуска Linac 4 «Росатом» и ВНИИТФ представлял председатель на­учно-технического совета «Росатома», научный руководитель ВНИИТФ Геор­гий Рыкованов. По его словам, пуск про­шел штатно. «Инжектор работает, выда­ет заданные характеристики, но самое главное — наша часть не потребовала никакой настройки, сразу выдала свои параметры после подключения», — отме­тил Георгий Рыкованов.

А в Снежинске и Новосибирске уже го­товятся к работе над оборудованием для строительства нового коллайдера, кото­рый в 2025–2030 годы придет на смену БАКу. «Европейские коллеги пригласили нас (ИЯФ и ВНИИТФ. — «СР») поучаство­вать в конкурсе на разработку сверхпро­водящих структур для нового коллайде­ра. Чтобы участвовать в этом проекте, нам придется освоить новые технологии точного изготовления деталей из меди с ниобиевым покрытием», — сообщил Георгий Рыкованов.

Далее