Teknologien i Sovjetunionen udviklede sig hurtigt.Lige hvad er lanceringen af den første kunstige jord-satellit, som blev set af hele verden. Få mennesker ved, at der i Sovjetunionen i 1957 blev lanceret en synkrophasotron (det vil sige, den blev ikke bare afsluttet og sat i drift, men blev lanceret). Dette ord betegner en installation til spredning af elementære partikler. Næsten alle har hørt om Large Hadron Collider i dag - det er en nyere og forbedret version af enheden beskrevet i denne artikel.
Denne opsætning repræsenterer en storen accelerator af elementære partikler (protoner), som muliggør en dybere undersøgelse af mikroverdenen samt interaktionen mellem netop disse partikler med hinanden. Måden at studere er meget enkel: del protonerne i små stykker og se, hvad der er indeni. Det hele lyder simpelt, men at bryde en proton er en ekstremt vanskelig opgave, der krævede konstruktionen af en så enorm struktur. Her gennem en speciel tunnel accelereres partiklerne til enorme hastigheder og dirigeres derefter til målet. Når de rammer det, flyver de i små stykker. Den nærmeste "kollega" af synchrophasotron, Large Hadron Collider, fungerer på omtrent det samme princip, kun der, hvor partiklerne accelereres i modsatte retninger og ikke rammer et stående mål, men kolliderer med hinanden.
Nu forstår du lidt, hvad det er -synkrophasotron. Man mente, at installationen ville give et videnskabeligt gennembrud i studiet af mikroverdenen. Til gengæld åbner dette nye elementer og måder at opnå billige energikilder på. Ideelt set ønskede de at opdage elementer, der var bedre end effektiv berigelse af uran, mens de var mindre skadelige og lettere at bortskaffe.
Det er værd at bemærke, at denne installation blev oprettettil gennemførelse af et videnskabeligt og teknisk gennembrud, men dets mål var ikke kun fredelige. I mange henseender skyldes det videnskabelige og tekniske gennembrud det militære våbenkapløb. Synchrophasotron blev oprettet under overskriften "Top Secret", og dens udvikling og konstruktion blev udført som en del af oprettelsen af atombomben. Det blev antaget, at enheden ville skabe en perfekt teori om atomkræfter, men alt viste sig ikke at være så simpelt. Selv i dag er denne teori fraværende, selvom teknologiske fremskridt har gjort store fremskridt.
Hvis du opsummerer og taler på et forståeligt sprog?En synkrophasotron er en facilitet, hvor protoner kan accelereres til høje hastigheder. Den består af et sløjfe med et vakuum indeni og kraftige elektromagneter, der forhindrer protoner i at bevæge sig kaotisk. Når protonerne når deres maksimale bevægelseshastighed, er deres strømning rettet mod et specielt mål. I modsætning til det er protonerne spredt i små fragmenter. Forskere kan se spor af flyvende snavs i et specielt boblekammer, og ud fra disse spor analyserer de selve partiklernes natur.
Boblekammeret er lidt dateretenhed til fastgørelse af protonspor. I dag bruger sådanne installationer mere nøjagtige radarer, der giver mere information om bevægelsen af protonaffald.
På trods af det enkle princip i synkrophasotronen selvdenne installation er højteknologisk, og dens oprettelse er kun mulig med et tilstrækkeligt niveau af teknisk og videnskabelig udvikling, som Sovjetunionen utvivlsomt havde. Hvis vi giver en analogi, er et almindeligt mikroskop enheden, hvis formål falder sammen med formålet med synkrophasotron. Begge enheder giver dig mulighed for at udforske mikrokosmos, kun sidstnævnte giver dig mulighed for at "grave dybere" og har en noget ejendommelig forskningsmetode.
Ovenfor blev enhedens funktion beskrevet i enkle ord.Selvfølgelig er synkrofasotronens driftsprincip mere kompleks. Faktum er, at for at fremskynde partikler til høje hastigheder er det nødvendigt at give en potentiel forskel på hundreder af milliarder volt. Dette er umuligt selv i den nuværende fase af teknologisk udvikling, endsige den forrige.
Derfor blev det besluttet at sprede partiklernegradvist og kør dem i en cirkel i lang tid. I hver cirkel blev protonerne drevet af energi. Som et resultat af passeringen af millioner af revolutioner var det muligt at opnå den krævede hastighed, hvorefter de blev sendt til målet.
Dette er det princip, der anvendes i synchrophasotron.Først bevægede partiklerne sig langs tunnelen med lav hastighed. På hver omgang faldt de ind i de såkaldte accelerationsintervaller, hvor de modtog en ekstra opladning af energi og tog fart. Disse accelerationsafsnit er kondensatorer, hvis frekvens af den vekslende spænding er lig med frekvensen af protoner, der passerer gennem ringen. Det vil sige, at partiklerne rammer accelerationssektionen med en negativ ladning, i dette øjeblik steg spændingen kraftigt, hvilket gav dem hastighed. Hvis partiklerne ramte accelerationssektionen med en positiv ladning, blev deres bevægelse bremset. Og dette er en positiv funktion, da på grund af det bevægede hele protonstrålen sig med samme hastighed.
Og så blev det gentaget millioner af gange, og når partiklerneerhvervet den krævede hastighed, blev de sendt til et specielt mål, mod hvilket de styrtede ned. Derefter undersøgte en gruppe forskere resultaterne af kollisionen med partikler. Sådan fungerede synkrophasotronen.
Det er kendt, at i denne enorme accelerationsmaskinepartikler, kraftige elektromagneter blev også brugt. Folk tror fejlagtigt, at de blev brugt til at fremskynde protoner, men dette er ikke tilfældet. Partiklerne blev accelereret ved hjælp af specielle kondensatorer (sektioner af acceleration), og magneterne holdt kun protonerne i en strengt specificeret bane. Uden dem ville den konsistente bevægelse af en stråle af elementære partikler være umulig. Og den høje effekt af elektromagneter forklares med den store masse af protoner ved en høj bevægelseshastighed.
Et af hovedproblemerne med at skabe detteinstallationen bestod netop i acceleration af partikler. Selvfølgelig kunne de accelereres i hvert skød, men da de accelererede, steg deres masse. Ved en bevægelseshastighed tæt på lysets hastighed (som du ved, kan intet bevæge sig hurtigere end lysets hastighed), blev deres masse enorm, hvilket gjorde det vanskeligt at holde dem i en cirkulær bane. Fra skolens læseplan ved vi, at elementernes bevægelsesradius i et magnetfelt er omvendt proportional med deres masse, og derfor var vi med en stigning i protonernes masse nødt til at øge radius og bruge store stærke magneter. Disse fysiske love begrænser alvorligt mulighederne for forskning. Forresten kan de også forklare, hvorfor synchrophasotron viste sig at være så enorm. Jo større tunnelen er, desto større kan magneterne installeres for at skabe et stærkt magnetfelt for at holde protonerne i den rigtige retning.
Det andet problem er tab af energi under bevægelse.Partikler udsender energi (mister den), når de går rundt i en cirkel. Derfor, når man bevæger sig med hastighed, fordamper en del af energien, og jo højere bevægelseshastigheden er, desto større er tabene. Før eller senere kommer et øjeblik, hvor værdierne af den udsendte og modtagne energi sammenlignes, hvilket gør det umuligt at yderligere accelerere partiklerne. Derfor er der behov for store kapaciteter.
Vi kan sige, at vi nu mere nøjagtigt forstår, at dette er en synkrophasotron. Men hvad opnåede forskerne nøjagtigt under testene?
Naturligvis fungerede denne installation ikke.uden spor. Selvom det forventedes at give mere seriøse resultater, har nogle undersøgelser været yderst nyttige. Især undersøgte forskere egenskaberne af accelererede deuteroner, interaktioner mellem tunge ioner og mål og udviklede en mere effektiv teknologi til bortskaffelse af brugt uran-238. Og selvom alle disse resultater for en almindelig person siger lidt, kan deres betydning på det videnskabelige område næppe overvurderes.
Resultater udført ved synkrophasotrontest anvendes selv i dag. Især bruges de til opførelse af kraftværker, der kører på nukleart brændsel, der bruges til skabelse af rumraketter, robotteknologi og komplekst udstyr. Naturligvis er bidraget til det videnskabelige og tekniske fremskridt i dette projekt ret stort. Nogle af resultaterne anvendes også på det militære område. Og selvom forskere ikke har været i stand til at opdage nye elementer, der kunne bruges til at skabe nye atombomber, ved faktisk ingen, om dette er sandt eller ej. Det er meget muligt, at nogle af resultaterne er skjult for befolkningen, fordi det skal huskes, at dette projekt blev implementeret under overskriften "Top Secret".
Nu forstår du, at dette er en synkrophasotron, oghvad er dets rolle i Sovjetunionens videnskabelige og teknologiske fremskridt. Selv i dag bruges sådanne installationer aktivt i mange lande, kun der er allerede mere avancerede versioner - Nuclotrons. Large Hadron Collider er måske den bedste implementering af synkrophasotron-idéen til dato. Brug af denne installation giver forskere mulighed for mere nøjagtigt at forstå mikroverdenen på grund af kollisionen mellem to bjælker af protoner, der bevæger sig med enorme hastigheder.
Hvad angår den nuværende tilstand af den sovjetiske synkrophasotron, blev den omdannet til en elektronaccelerator. Nu arbejder han hos FIAN.
