ما هو المبدأ الذي يقوم عليه عمل السنكروفاسوترون؟ السنكروفاسوترون: ما هو ومبدأ التشغيل والوصف. الأبحاث التي أجريت في السنكروفاسوترون

06.06.2024

مبدأ تشغيل السنكروفاسوترون

كان من المقرر في البداية إنشاء أول مسرع سنكروفاسوترون قوي بناءً على مزيج من مبدأين، تم استخدامهما سابقًا بشكل منفصل في الفاسوترون والسينكروترون. المبدأ الأول هو التغير في تردد المجال الكهرومغناطيسي، والثاني هو التغير في مستوى شدة المجال المغناطيسي.

يعمل السنكروفاسوترون على مبدأ المسرع الدوري. للحفاظ على الجسيم في نفس مدار التوازن، يتغير تردد المجال المتسارع. يصل شعاع الجسيمات دائمًا إلى الجزء المتسارع من التثبيت بالطور مع مجال كهربائي عالي التردد. يُطلق على السنكروفاسوترون أحيانًا اسم السنكروترون البروتوني ضعيف التركيز. من المعلمات المهمة للسنكروفاسوترون شدة الشعاع، والتي يتم تحديدها من خلال عدد الجسيمات التي يحتوي عليها.

يزيل السنكروفاسوترون بشكل شبه كامل الأخطاء والعيوب الكامنة في سابقه، السيكلوترون. من خلال تغيير تحريض المجال المغناطيسي وتكرار إعادة شحن الجسيمات، يعمل مسرع البروتون على زيادة طاقة الجسيمات، وتوجيهها على طول المسار المطلوب. أحدث إنشاء مثل هذا الجهاز ثورة في المجال النووي

أنت لست عبدا!
دورة تعليمية مغلقة لأطفال النخبة: "الترتيب الحقيقي للعالم".
http://noslave.org

مادة من ويكيبيديا – الموسوعة الحرة

السنكروفاسوترون (من المزامنة + مرحلة + إلكترون) هو معجل دوري رنان ذو طول مدار متوازن ثابت أثناء عملية التسارع. لكي تظل الجسيمات في نفس المدار أثناء عملية التسارع، يتغير كل من المجال المغناطيسي الرئيسي وتردد المجال الكهربائي المتسارع. يعد الأخير ضروريًا حتى يصل الشعاع دائمًا إلى قسم التسارع بالطور مع المجال الكهربائي عالي التردد. وفي حالة أن الجسيمات فائقة النسبية، فإن تردد الدوران، لطول مداري ثابت، لا يتغير مع زيادة الطاقة، ويجب أن يظل تردد مولد الترددات الراديوية ثابتًا أيضًا. مثل هذا المسرع يسمى بالفعل السنكروترون.

اكتب مراجعة عن مقالة "السينكروفاسوترون"

ملحوظات

أنظر أيضا

عرض هذا القالب

من تصمبم

حسب الغرض

مقتطف يميز السنكروفاسوترون

غادرنا المنزل معًا، كما لو كنت سأذهب معها أيضًا إلى السوق، وفي أول منعطف افترقنا وديًا، وكان كل منا قد ذهب بالفعل في طريقه الخاص وفي أعماله الخاصة...
كان المنزل الذي لا يزال يعيش فيه والد فيستا الصغير يقع في أول "منطقة جديدة" كنا نبنيها (كما كان يطلق على المباني الشاهقة الأولى) وكان يقع على بعد حوالي أربعين دقيقة سيرًا على الأقدام منا. كنت أحب المشي دائمًا، ولم يسبب لي أي إزعاج. أنا فقط لم أحب هذه المنطقة الجديدة حقًا، لأن المنازل الموجودة فيها تم بناؤها مثل علب الثقاب - كلها متشابهة ومجهولة الهوية. وبما أن هذا المكان كان قد بدأ للتو في البناء، لم يكن فيه شجرة واحدة أو أي نوع من "المساحات الخضراء"، وكان يبدو وكأنه نموذج من الحجر والإسفلت لمدينة مزيفة قبيحة. كان كل شيء باردًا وبلا روح، وكنت دائمًا أشعر بالسوء الشديد هناك - بدا كما لو أنه ليس لدي ما أتنفسه هناك...
ومع ذلك، كان من المستحيل تقريبًا العثور على أرقام المنازل هناك، حتى مع وجود رغبة كبيرة. مثلاً مثلاً في تلك اللحظة كنت واقفاً بين البيتين رقم 2 ورقم 26، ولم أستطع أن أفهم كيف يحدث هذا؟! وتساءلت أين كان منزلي "المفقود" رقم 12؟.. لم يكن هناك أي منطق في ذلك، ولم أستطع أن أفهم كيف يمكن للناس أن يعيشوا في مثل هذه الفوضى؟
أخيرًا، بمساعدة الآخرين، تمكنت بطريقة ما من العثور على المنزل الذي أحتاجه، وكنت أقف بالفعل عند الباب المغلق، أتساءل كيف سيستقبلني هذا الغريب تمامًا؟..
التقيت بالعديد من الغرباء، الذين لا أعرفهم، بنفس الطريقة، وكان هذا دائمًا يتطلب الكثير من التوتر العصبي في البداية. لم أشعر أبدًا بالراحة عند التطفل على الحياة الخاصة لأي شخص، لذلك كانت كل "رحلة" تبدو لي دائمًا مجنونة بعض الشيء. وأدركت جيدًا أيضًا مدى الجنون الذي بدا عليه الأمر بالنسبة لأولئك الذين فقدوا للتو شخصًا قريبًا منهم، وفجأة غزت فتاة صغيرة حياتهم وأعلنت أنها تستطيع مساعدتهم في التحدث إلى زوجتهم أو أختهم أو ابنهم أو أمهم المتوفاة. يا أبي... أوافق - لا بد أن هذا بدا غير طبيعي تمامًا بالنسبة لهم! وبصراحة، ما زلت لا أستطيع أن أفهم لماذا استمع لي هؤلاء الناس على الإطلاق؟!

هذه هي الكلمة المألوفة بعيد المنال "السينكروفاسوترون"! ذكرني كيف وصلت إلى آذان الرجل العادي في الاتحاد السوفيتي؟ كان هناك فيلم ما أو أغنية شعبية، أتذكر بالضبط ما كان عليه! أم أنها مجرد نظير لكلمة غير قابلة للنطق؟

الآن دعونا نتذكر ما هو وكيف تم إنشاؤه ...

في عام 1957، حقق الاتحاد السوفييتي طفرة علمية ثورية في اتجاهين في وقت واحد: في أكتوبر، تم إطلاق أول قمر صناعي للأرض، وقبل بضعة أشهر، في مارس، بدأ تشغيل السنكروفاسوترون الأسطوري، وهو منشأة عملاقة لدراسة العالم الصغير. في دوبنا. وقد صدم هذان الحدثان العالم أجمع، وأصبحت كلمتا "القمر الصناعي" و"السينكروفاسوترون" راسختين في حياتنا.

السنكروفاسوترون هو نوع من مسرعات الجسيمات المشحونة. يتم تسريع الجسيمات الموجودة فيها إلى سرعات عالية، وبالتالي إلى طاقات عالية. وبناء على نتائج تصادماتها مع الجزيئات الذرية الأخرى، يتم الحكم على بنية المادة وخصائصها. يتم تحديد احتمالية الاصطدامات من خلال شدة شعاع الجسيمات المتسارع، أي عدد الجزيئات الموجودة فيه، وبالتالي فإن الكثافة، إلى جانب الطاقة، تعد معلمة مهمة للمسرع.

تصل المسرعات إلى أحجام هائلة، وليس من قبيل الصدفة أن يطلق عليها الكاتب فلاديمير كارتسيف اسم أهرامات العصر النووي، والتي من خلالها سيحكم أحفادنا على مستوى التكنولوجيا لدينا.

قبل بناء المسرعات، كان المصدر الوحيد للجسيمات عالية الطاقة هو الأشعة الكونية. هذه هي في الأساس بروتونات ذات طاقة تصل إلى عدة GeV، تأتي بحرية من الفضاء، والجسيمات الثانوية الناشئة عن تفاعلها مع الغلاف الجوي. لكن تدفق الأشعة الكونية فوضوي وذو كثافة منخفضة، لذلك بمرور الوقت، بدأ إنشاء منشآت خاصة للأبحاث المختبرية - مسرعات ذات حزم متحكم فيها من جزيئات عالية الطاقة وعالية الكثافة.

يعتمد تشغيل جميع المسرعات على حقيقة معروفة: يتم تسريع الجسيم المشحون بواسطة مجال كهربائي. ومع ذلك، من المستحيل الحصول على جسيمات ذات طاقة عالية جدًا عن طريق تسريعها مرة واحدة فقط بين قطبين كهربائيين، لأن هذا سيتطلب تطبيق جهد كهربائي كبير عليها، وهو أمر مستحيل من الناحية التقنية. ولذلك، يتم الحصول على الجسيمات ذات الطاقة العالية عن طريق تمريرها بشكل متكرر بين الأقطاب الكهربائية.

تسمى المسرعات التي يمر فيها الجسيم عبر فجوات التسارع الموجودة على التوالي بالخطية. بدأ تطوير المسرعات معهم، لكن الحاجة إلى زيادة طاقة الجسيمات أدت إلى أطوال تركيب طويلة بشكل غير واقعي.

في عام 1929، اقترح العالم الأمريكي إي. لورانس تصميم مسرع يتحرك فيه الجسيم بشكل حلزوني، ويمرر بشكل متكرر نفس الفجوة بين قطبين كهربائيين. يكون مسار الجسيم منحنيًا وملتويًا بواسطة مجال مغناطيسي موحد موجه بشكل عمودي على المستوى المداري. كان المسرع يسمى السيكلوترون. في 1930-1931، قام لورانس وزملاؤه ببناء أول سيكلوترون في جامعة كاليفورنيا (الولايات المتحدة الأمريكية). لهذا الاختراع حصل على جائزة نوبل في عام 1939.

في السيكلوترون، يتم إنشاء مجال مغناطيسي موحد بواسطة مغناطيس كهربائي كبير، ويتم إنشاء مجال كهربائي بين قطبين كهربائيين مجوفين على شكل D (ومن هنا اسمهما، "dees"). يتم تطبيق جهد متناوب على الأقطاب الكهربائية، والذي يغير القطبية في كل مرة يقوم فيها الجسيم بنصف دورة. ونتيجة لذلك، يعمل المجال الكهربائي دائمًا على تسريع الجسيمات. لا يمكن أن تتحقق هذه الفكرة إذا كانت الجسيمات ذات الطاقات المختلفة لها فترات دوران مختلفة. لكن لحسن الحظ، على الرغم من أن السرعة تزداد مع زيادة الطاقة، إلا أن فترة الثورة تظل ثابتة، لأن قطر المسار يزداد بنفس النسبة. هذه الخاصية للسيكلوترون هي التي تسمح باستخدام تردد ثابت للمجال الكهربائي للتسارع.

وسرعان ما بدأ إنشاء السيكلوترونات في مختبرات بحثية أخرى.

مبنى السنكروفاسوترون في الخمسينيات

تم الإعلان عن الحاجة إلى إنشاء قاعدة تسريع جادة في الاتحاد السوفيتي على المستوى الحكومي في مارس 1938. مجموعة من الباحثين من معهد لينينغراد للفيزياء والتكنولوجيا (LPTI)، بقيادة الأكاديمي أ.ف. التفت Ioffe إلى رئيس مجلس مفوضي الشعب في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية V.M. مولوتوف برسالة يقترح فيها إنشاء أساس تقني للبحث في مجال بنية النواة الذرية. أصبحت الأسئلة حول بنية النواة الذرية واحدة من المشاكل المركزية للعلوم الطبيعية، وتخلف الاتحاد السوفيتي بشكل كبير في حلها. لذلك، إذا كان لدى أمريكا ما لا يقل عن خمسة سيكلوترونات، فإن الاتحاد السوفيتي لم يكن لديه أي شيء (السيكلوترون الوحيد التابع لمعهد الراديوم التابع لأكاديمية العلوم (ريان)، الذي تم إطلاقه في عام 1937، لم يعمل عمليا بسبب عيوب التصميم). تضمن الاستئناف الموجه إلى مولوتوف طلبًا لتهيئة الظروف لاستكمال بناء السيكلوترون LPTI بحلول الأول من يناير 1939. تم تعليق العمل على إنشائه، الذي بدأ عام 1937، بسبب التناقضات بين الإدارات ووقف التمويل.

في الواقع، في وقت كتابة الرسالة، كان هناك سوء فهم واضح في الدوائر الحكومية في البلاد حول أهمية البحث في مجال الفيزياء الذرية. وفقًا لمذكرات م. ميشرياكوف، في عام 1938، كان هناك حتى مسألة تصفية معهد الراديوم، الذي كان، في بعض الآراء، يشارك في أبحاث غير ضرورية حول اليورانيوم والثوريوم، بينما كانت البلاد تحاول زيادة إنتاج الفحم وصهر الفولاذ.

كان للرسالة الموجهة إلى مولوتوف تأثير، وفي يونيو 1938، تم تشكيل لجنة من أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، برئاسة ب. قدم كابيتسا، بناءً على طلب الحكومة، استنتاجًا بشأن الحاجة إلى بناء سيكلوترون بقوة 10-20 ميجا فولت في LFTI، اعتمادًا على نوع الجسيمات المتسارعة، وتحسين سيكلوترون RIAN.

في نوفمبر 1938، س. اقترح فافيلوف، في نداء إلى هيئة رئاسة أكاديمية العلوم، بناء سيكلوترون LPTI في موسكو ونقل مختبر I.V. إلى معهد الفيزياء التابع لأكاديمية العلوم (FIAN) من LPTI. كورتشاتوفا، الذي شارك في إنشائها. أراد سيرجي إيفانوفيتش أن يقع المختبر المركزي لدراسة النواة الذرية في نفس المكان الذي توجد فيه أكاديمية العلوم، أي في موسكو. ومع ذلك، لم يكن مدعومًا في LPTI. انتهى الجدل في نهاية عام 1939، عندما أ.ف. اقترح Ioffe إنشاء ثلاثة سيكلوترونات في وقت واحد. في 30 يوليو 1940، في اجتماع لهيئة رئاسة أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تقرر تكليف RIAN بتعديل السيكلوترون الحالي هذا العام، وFIAN لإعداد المواد اللازمة لبناء سيكلوترون قوي جديد بحلول 15 أكتوبر و LFTI لاستكمال بناء السيكلوترون في الربع الأول من عام 1941.

فيما يتعلق بهذا القرار، أنشأت FIAN ما يسمى بفريق السيكلوترون، والذي ضم فلاديمير يوسيفوفيتش فيكسلر، وسيرجي نيكولايفيتش فيرنوف، وبافيل ألكسيفيتش شيرينكوف، وليونيد فاسيليفيتش جروشيف، وإيفجيني لفوفيتش فاينبرج. في 26 سبتمبر 1940، استمع مكتب قسم العلوم الفيزيائية والرياضية (OPMS) إلى معلومات من ف. وافق Wexler على مواصفات تصميم السيكلوترون على خصائصه الرئيسية وتقديرات البناء. تم تصميم السيكلوترون لتسريع الديوترونات إلى طاقة تبلغ 50 ميغا إلكترون فولت. خططت FIAN لبدء بنائه في عام 1941 وإطلاقه في عام 1943. تعطلت الخطط بسبب الحرب.

إن الحاجة الملحة لإنشاء قنبلة ذرية أجبرت الاتحاد السوفييتي على حشد الجهود في دراسة العالم الصغير. تم بناء سيكلوترونين واحدًا تلو الآخر في المختبر رقم 2 في موسكو (1944، 1946)؛ في لينينغراد، بعد رفع الحصار، تمت استعادة سيكلوترونات RIAN وLPTI (1946).

على الرغم من الموافقة على مشروع السيكلوترون FIAN قبل الحرب، إلا أنه أصبح من الواضح أن تصميم لورانس قد استنفد نفسه، حيث أن طاقة البروتونات المتسارعة لا يمكن أن تتجاوز 20 ميغا إلكترون فولت. ومن هذه الطاقة يبدأ الشعور بتأثير زيادة كتلة الجسيم بسرعات تتناسب مع سرعة الضوء، وهو ما ينبع من النظرية النسبية لأينشتاين

بسبب الزيادة في الكتلة، يتم انتهاك الرنين بين مرور الجسيم عبر فجوة التسارع والمرحلة المقابلة من المجال الكهربائي، الأمر الذي يستلزم الكبح.

تجدر الإشارة إلى أن السيكلوترون مصمم لتسريع الجزيئات الثقيلة فقط (البروتونات والأيونات). ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه نظرًا لكتلة الراحة الصغيرة جدًا، يصل الإلكترون الموجود بالفعل عند طاقات تتراوح بين 1-3 ميغا إلكترون فولت إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء، ونتيجة لذلك تزداد كتلته بشكل ملحوظ ويترك الجسيم الرنين بسرعة .

كان أول مسرع إلكترون دوري هو البيتاترون، الذي بناه كيرست في عام 1940 بناءً على فكرة ويدرو. يعتمد البيتاترون على قانون فاراداي، والذي بموجبه عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق دائرة مغلقة، تظهر قوة دافعة كهربائية في هذه الدائرة. في البيتاترون، الحلقة المغلقة عبارة عن تيار من الجسيمات تتحرك في مدار دائري في غرفة مفرغة ذات نصف قطر ثابت في مجال مغناطيسي متزايد تدريجيًا. عندما يزداد التدفق المغناطيسي داخل المدار، تنشأ قوة دافعة كهربائية، والتي يعمل المكون العرضي منها على تسريع الإلكترونات. في البيتاترون، مثل السيكلوترون، هناك قيود على إنتاج جزيئات ذات طاقة عالية جدًا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه وفقًا لقوانين الديناميكا الكهربائية، فإن الإلكترونات التي تتحرك في مدارات دائرية تنبعث منها موجات كهرومغناطيسية، والتي تحمل الكثير من الطاقة بسرعات نسبية. للتعويض عن هذه الخسائر، من الضروري زيادة حجم قلب المغناطيس بشكل كبير، والذي له حد عملي.

وهكذا، بحلول أوائل الأربعينيات من القرن العشرين، استنفدت إمكانيات الحصول على طاقات أعلى من كل من البروتونات والإلكترونات. لمزيد من البحث في العالم الصغير، كان من الضروري زيادة طاقة الجسيمات المتسارعة، لذلك أصبحت مهمة إيجاد طرق تسريع جديدة ملحة.

في فبراير 1944، ف. طرح ويكسلر فكرة ثورية حول كيفية التغلب على حاجز الطاقة للسيكلوترون والبيتاترون. لقد كان الأمر بسيطًا جدًا لدرجة أنه بدا غريبًا لماذا لم يأتوا إليه مبكرًا. كانت الفكرة أنه أثناء تسارع الرنين، يجب أن تتزامن ترددات دوران الجسيمات والمجال المتسارع باستمرار، وبعبارة أخرى، يجب أن تكون متزامنة. عند تسريع الجسيمات النسبية الثقيلة في السيكلوترون، من أجل المزامنة، تم اقتراح تغيير تردد المجال الكهربائي المتسارع وفقًا لقانون معين (في وقت لاحق، كان هذا المسرع يسمى السنكروسيكلوترون).

لتسريع الإلكترونات النسبية، تم اقتراح مسرع، والذي سمي فيما بعد بالسنكروترون. في ذلك، يتم التسارع بواسطة مجال كهربائي متناوب بتردد ثابت، ويتم ضمان التزامن بواسطة مجال مغناطيسي يتغير وفقًا لقانون معين، مما يحافظ على الجسيمات في مدار نصف قطر ثابت.

ولأغراض عملية، كان من الضروري التحقق نظريًا من أن عمليات التسارع المقترحة مستقرة، أي أنه مع انحرافات طفيفة عن الرنين، فإن مراحل الجسيمات ستحدث تلقائيًا. الفيزيائي النظري لفريق السيكلوترون إي.إل. لفت فاينبرج انتباه ويكسلر إلى هذا وأثبت بنفسه ثبات العمليات رياضيًا بشكل صارم. ولهذا السبب سميت فكرة ويكسلر "مبدأ الطور التلقائي".

ولمناقشة الحل الناتج، عقدت FIAN ندوة، قدم فيها ويكسلر تقريرًا تمهيديًا، وقدم فاينبرج تقريرًا عن الاستدامة. تمت الموافقة على العمل، وفي نفس عام 1944، نشرت مجلة "تقارير أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية" مقالتين ناقشتا طرقًا جديدة للتسارع (تناولت المقالة الأولى مسرعًا يعتمد على ترددات متعددة، سُمي فيما بعد بالميكروترون). تم إدراج مؤلفهم باسم Wexler فقط، ولم يتم ذكر اسم Feinberg على الإطلاق. وسرعان ما أصبح دور فاينبرج في اكتشاف مبدأ الطور الذاتي في غياهب النسيان التام.

بعد مرور عام، تم اكتشاف مبدأ الطور التلقائي بشكل مستقل من قبل الفيزيائي الأمريكي إي ماكميلان، لكن ويكسلر احتفظ بالأولوية.

تجدر الإشارة إلى أنه في المسرعات المستندة إلى المبدأ الجديد، تجلت "قاعدة الرافعة المالية" بوضوح - حيث إن زيادة الطاقة تستلزم خسارة في شدة شعاع الجزيئات المتسارعة، وهو ما يرتبط بالطبيعة الدورية لتسارعها ، على عكس التسارع السلس في السيكلوترونات والبيتاترونات. تمت الإشارة إلى هذه النقطة غير السارة على الفور في جلسة قسم العلوم الفيزيائية والرياضية في 20 فبراير 1945، ولكن في الوقت نفسه توصل الجميع بالإجماع إلى استنتاج مفاده أن هذا الظرف لا ينبغي بأي حال من الأحوال أن يتعارض مع تنفيذ المشروع. على الرغم من بالمناسبة، فإن النضال من أجل الشدة كان يزعج "المسرعات" باستمرار.

في نفس الجلسة، بناء على اقتراح رئيس أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية S.I. فافيلوف، تقرر على الفور بناء نوعين من المسرعات التي اقترحها ويكسلر. في 19 فبراير 1946، أصدرت اللجنة الخاصة التابعة لمجلس مفوضي الشعب في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية تعليمات إلى اللجنة ذات الصلة بتطوير مشاريعها، مع الإشارة إلى القدرة ووقت الإنتاج ومكان البناء. (تم التخلي عن إنشاء السيكلوترون في FIAN.)

ونتيجة لذلك، في 13 أغسطس 1946، صدر في وقت واحد قراران من مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، وقعهما رئيس مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية I.V. ستالين ومدير شؤون مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية Ya.E. Chadaev، لإنشاء السنكروترون بطاقة ديوترون تبلغ 250 ميجا إلكترون فولت، وسنكروترون بطاقة 1 جيجا إلكترون فولت. تم تحديد طاقة المسرعات في المقام الأول من خلال المواجهة السياسية بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي. في الولايات المتحدة الأمريكية، قاموا بالفعل بإنشاء سنكروترون بطاقة ديوترون تبلغ حوالي 190 ميجا إلكترون فولت، وبدأوا في بناء سنكروترون بطاقة تبلغ 250-300 ميجا إلكترون فولت. وكان من المفترض أن تتجاوز المسرعات المحلية نظيراتها الأمريكية في مجال الطاقة.

ارتبط السنكروسيكلوترون بالآمال في اكتشاف عناصر جديدة وطرق جديدة لإنتاج الطاقة الذرية من مصادر أرخص من اليورانيوم. وبمساعدة السنكروترون، كانوا يعتزمون إنتاج الميزونات بشكل مصطنع، والتي، كما افترض الفيزيائيون السوفييت في ذلك الوقت، كانت قادرة على التسبب في الانشطار النووي.

وصدر كلا القرارين بختم "سري للغاية (مجلد خاص)"، حيث تم تنفيذ بناء المسرعات كجزء من مشروع إنشاء قنبلة ذرية. وبمساعدتهم، كانوا يأملون في الحصول على نظرية دقيقة للقوى النووية اللازمة لحسابات القنابل، والتي تم تنفيذها في ذلك الوقت فقط باستخدام مجموعة كبيرة من النماذج التقريبية. صحيح أن كل شيء لم يكن بهذه البساطة كما كان يعتقد في البداية، وتجدر الإشارة إلى أنه لم يتم إنشاء مثل هذه النظرية حتى يومنا هذا.

حددت القرارات مواقع بناء المسرعات: السنكروترون - في موسكو، على طريق كالوجسكوي السريع (الآن لينينسكي بروسبكت)، على أراضي معهد ليبيديف الفيزيائي؛ السنكروسيكلوترون - في منطقة محطة إيفانكوفسكايا للطاقة الكهرومائية، على بعد 125 كيلومترًا شمال موسكو (منطقة كالينين في ذلك الوقت). في البداية، تم تكليف إنشاء كلا المسرعين بـ FIAN. تم تعيين V.I. رئيسًا لأعمال السنكروترون. فيكسلر، وللسنكروسيكلوترون - د.ف. سكوبلتسين.

على اليسار دكتور في العلوم التقنية البروفيسور ل.ب. زينوفييف (1912-1998)، على اليمين - الأكاديمي في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ف. ويكسلر (1907-1966) أثناء إنشاء السنكروفاسوترون

بعد ستة أشهر، رئيس المشروع النووي I.V. قام كورشاتوف، غير الراضي عن التقدم المحرز في العمل على السنكروسيكلوترون فيانوف، بنقل هذا الموضوع إلى مختبره رقم 2. وقام بتعيين إم جي كقائد جديد للموضوع. تم إطلاق سراح ميشرياكوف من العمل في معهد لينينغراد للراديوم. تحت قيادة مشرياكوف، أنشأ المختبر رقم 2 نموذجًا للسنكروسيكلوترون، والذي أكد بالفعل بشكل تجريبي صحة مبدأ الطور الذاتي. في عام 1947، بدأ بناء مسرع في منطقة كالينين.

في 14 ديسمبر 1949، تحت قيادة م. تم إطلاق السنكروسيكلوترون Meshcheryakov بنجاح في الموعد المحدد وأصبح أول معجل من هذا النوع في الاتحاد السوفيتي، متجاوزًا طاقة مسرع مماثل تم إنشاؤه في عام 1946 في بيركلي (الولايات المتحدة الأمريكية). وظل رقما قياسيا حتى عام 1953.

في البداية، كان يسمى المختبر، الذي يعتمد على السينكروسيكلوترون، بالمختبر الهيدروتقني التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (GTL) لأغراض السرية وكان فرعًا للمختبر رقم 2. وفي عام 1953، تم تحويله إلى معهد مستقل للمشاكل النووية من أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (INP) برئاسة م. ميشرياكوف.

أكاديمي أكاديمية العلوم الأوكرانية أ. اقترح ليبونسكي (1907-1972)، استنادًا إلى مبدأ الطور الذاتي، تصميم معجل، سُمي فيما بعد السنكروفاسوترون (الصورة: "العلم والحياة")
لم يكن إنشاء السنكروترون ممكنًا لعدد من الأسباب. أولاً، بسبب الصعوبات غير المتوقعة، كان من الضروري بناء اثنين من السنكروترونات عند طاقات أقل - 30 و250 ميجا فولت. لقد كانوا موجودين على أراضي معهد ليبيديف الفيزيائي، وقرروا بناء سنكروترون بقوة 1 جيجا إلكترون فولت خارج موسكو. في يونيو 1948، تم تخصيص مكان له على بعد عدة كيلومترات من السينكروسيكلوترون قيد الإنشاء بالفعل في منطقة كالينين، ولكن لم يتم بناؤه هناك أيضًا، حيث تم إعطاء الأفضلية للمسرع الذي اقترحه الأكاديمي الأوكراني للعلوم ألكسندر إيليتش ليبونسكي. لقد حدث على النحو التالي.

في عام 1946 أ. طرح ليبونسكي، بناءً على مبدأ الطور التلقائي، فكرة إمكانية إنشاء مسرع يجمع بين ميزات السنكروترون والسنكروسيكلوترون. بعد ذلك، أطلق ويكسلر على هذا النوع من المسرعات اسم السنكروفاسوترون. يصبح الاسم واضحًا إذا اعتبرنا أن السينكروسيكلوترون كان يسمى في البداية phasotron، وبالاشتراك مع السنكروترون، يتم الحصول على السنكروفاسوترون. فيه، نتيجة للتغيرات في المجال المغناطيسي للتحكم، تتحرك الجزيئات في حلقة، كما هو الحال في السنكروترون، وينتج التسارع مجالًا كهربائيًا عالي التردد، يتغير تردده بمرور الوقت، كما هو الحال في السنكروترون. هذا جعل من الممكن زيادة طاقة البروتونات المتسارعة بشكل كبير مقارنة بالسنكروسيكلوترون. في السنكروفاسوترون، يتم تسريع البروتونات مسبقًا في مسرع خطي - حاقن. تبدأ الجسيمات التي يتم إدخالها إلى الغرفة الرئيسية بالانتشار فيها تحت تأثير المجال المغناطيسي. هذا الوضع يسمى بيتاترون. ثم يتم تشغيل الجهد المتسارع عالي التردد على الأقطاب الكهربائية الموضوعة في فجوتين مستقيمتين متقابلتين تمامًا.

من بين جميع أنواع المسرعات الثلاثة المستندة إلى مبدأ الطور الذاتي، يعد السنكروفاسوترون هو الأكثر تعقيدًا من الناحية الفنية، ومن ثم شكك الكثيرون في إمكانية إنشائه. لكن Leypunsky، واثق من أن كل شيء سينجح، بدأ بجرأة في تنفيذ فكرته.

في عام 1947، في المختبر "ب" بالقرب من محطة أوبنينسكوي (الآن مدينة أوبنينسك)، بدأت مجموعة مسرعات خاصة تحت قيادته في تطوير مسرع. كان المنظرون الأوائل للسنكروفاسوترون هم Yu.A. كروتكوف، أ.د. كازاتشكوفسكي ول. سابسوفيتش. في فبراير 1948، عُقد مؤتمر مغلق حول المسرعات، حضره بالإضافة إلى الوزراء أ.ل. Mints، وهو بالفعل متخصص معروف في هندسة الراديو في ذلك الوقت، وكبار المهندسين في Leningrad Elektrosila ومصانع المحولات. لقد ذكروا جميعًا أنه من الممكن صنع المسرع الذي اقترحه ليبونسكي. إن تشجيع النتائج النظرية الأولى ودعم المهندسين من المصانع الرائدة مكّن من بدء العمل في مشروع تقني محدد لمسرع كبير بطاقة بروتون تبلغ 1.3-1.5 جيجا إلكترون فولت وبدء العمل التجريبي الذي أكد صحة فكرة ليبونسكي. بحلول ديسمبر 1948، كان التصميم الفني للمسرع جاهزًا، وبحلول مارس 1949، كان من المفترض أن يقدم ليبونسكي تصميمًا أوليًا لسنكروفاسوترون بقدرة 10 جيجا إلكترون فولت.

وفجأة في عام 1949، في خضم العمل، قررت الحكومة نقل العمل على السنكروفاسوترون إلى معهد ليبيديف الفيزيائي. لماذا؟ لماذا؟ بعد كل شيء، تقوم FIAN بالفعل بإنشاء سنكروترون بقوة 1 GeV! نعم، حقيقة الأمر هي أن كلا المشروعين، السنكروترون 1.5 جيجا إلكترون فولت والسينكروترون 1 جيجا إلكترون فولت، كانا مكلفين للغاية، ونشأ السؤال حول مدى جدواهما. تم حلها أخيرا في أحد الاجتماعات الخاصة في FIAN، حيث تجمع كبار علماء الفيزياء في البلاد. لقد اعتبروا أنه من غير الضروري بناء سنكروترون بقوة 1 جيجا إلكترون فولت بسبب عدم الاهتمام الكبير بتسريع الإلكترون. كان الخصم الرئيسي لهذا الموقف هو M.A. ماركوف. كانت حجته الرئيسية هي أنه من الأكثر فعالية دراسة كل من البروتونات والقوى النووية باستخدام التفاعل الكهرومغناطيسي المدروس جيدًا بالفعل. ومع ذلك، فقد فشل في الدفاع عن وجهة نظره، وتبين أن القرار الإيجابي كان لصالح مشروع ليبونسكي.

هذا ما يبدو عليه السنكروفاسوترون بقوة 10 جيجا إلكترون فولت في دوبنا

كان حلم ويكسلر العزيز في بناء أكبر مسرع ينهار. لا يرغب في تحمل الوضع الحالي، وبدعم من S.I. فافيلوفا ود. اقترحت Skobeltsyna التخلي عن بناء سنكروفاسوترون بقدرة 1.5 جيجا إلكترون فولت والبدء في تصميم معجل بقدرة 10 جيجا إلكترون فولت، والذي كان مكلفًا به سابقًا للذكاء الاصطناعي. ليبونسكي. قبلت الحكومة هذا الاقتراح، لأنه في أبريل 1948 أصبح معروفًا عن مشروع السنكروفاسوترون 6-7 GeV في جامعة كاليفورنيا وأرادوا أن يتقدموا على الولايات المتحدة على الأقل لفترة من الوقت.

في 2 مايو 1949، صدر مرسوم عن مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بشأن إنشاء السنكروفاسوترون بطاقة تتراوح من 7 إلى 10 جيجا إلكترون فولت في المنطقة المخصصة مسبقًا للسنكروترون. تم نقل الموضوع إلى معهد ليبيديف الفيزيائي، وتم تعيين ف. ويكسلر، على الرغم من أن ليبونسكي كان في حالة جيدة جدًا.

يمكن تفسير ذلك، أولا، من خلال حقيقة أن Wexler كان يعتبر مؤلف مبدأ الطور التلقائي، ووفقا لذكريات المعاصرين، كان L. P. مواتيا للغاية بالنسبة له. بيريا. ثانيًا، لم يكن S. I. Vavilov في ذلك الوقت مديرًا لـ FIAN فحسب، بل كان أيضًا رئيسًا لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. عُرض على Leypunsky أن يصبح نائبًا لـ Wexler، لكنه رفض ولم يشارك في إنشاء السنكروفاسوترون في المستقبل. وفقًا للنائب Leypunsky O.D. كازاتشكوفسكي: "كان من الواضح أن الدببين لن يجتمعا في وكر واحد". بعد ذلك أ. ليبونسكي وأ.د. أصبح كازاتشكوفسكي خبيرًا بارزًا في المفاعلات وفي عام 1960 حصل على جائزة لينين.

وتضمن القرار بندًا بشأن النقل إلى العمل في معهد ليبيديف الفيزيائي لموظفي المختبر "ب" المشاركين في تطوير المسرع، مع نقل المعدات المقابلة. وكان هناك ما يجب نقله: لقد وصل العمل على المسرع في المختبر "ب" بحلول ذلك الوقت إلى مرحلة نموذج وتبرير القرارات الرئيسية.

لم يكن الجميع متحمسين للانتقال إلى FIAN، حيث كان العمل مع Leypunsky سهلاً ومثيرًا للاهتمام: لم يكن مشرفًا علميًا ممتازًا فحسب، بل كان أيضًا شخصًا رائعًا. ومع ذلك، كان من المستحيل تقريبا رفض النقل: في ذلك الوقت القاسي، كان الرفض مهددا بالمحاكمة والمعسكرات.

وضمت المجموعة المنقولة من المختبر "ب" المهندس ليونيد بتروفيتش زينوفييف. هو، مثل الأعضاء الآخرين في مجموعة المسرعات، عمل في مختبر ليبونسكي أولاً على تطوير المكونات الفردية اللازمة لنموذج المسرع المستقبلي، ولا سيما مصدر الأيونات ودوائر النبض عالية الجهد لتشغيل الحاقن. لفت ليبونسكي الانتباه على الفور إلى المهندس المختص والمبدع. بناءً على تعليماته، كان زينوفييف أول من شارك في إنشاء منشأة تجريبية يمكن من خلالها محاكاة عملية تسريع البروتون بأكملها. ثم لم يكن من الممكن أن يتخيل أحد أن زينوفييف، بعد أن أصبح أحد الرواد في جلب فكرة السنكروفاسوترون إلى الحياة، سيكون الشخص الوحيد الذي سيمر بجميع مراحل إنشائه وتحسينه. ولن يمررهم فحسب، بل يقودهم.

تم استخدام النتائج النظرية والتجريبية التي تم الحصول عليها في المختبر "ب" في معهد ليبيديف الفيزيائي عند تصميم السنكروفاسوترون بقدرة 10 جيجا إلكترون فولت. ومع ذلك، فإن زيادة طاقة المسرع إلى هذه القيمة تتطلب تعديلات كبيرة. وقد تفاقمت الصعوبات في إنشائها إلى حد كبير بسبب حقيقة أنه في ذلك الوقت لم تكن هناك خبرة في بناء مثل هذه المنشآت الكبيرة في جميع أنحاء العالم.

تحت قيادة المنظرين م. رابينوفيتش وأ.أ. قام Kolomensky في FIAN بإثبات مادي للمشروع الفني. تم تطوير المكونات الرئيسية للسنكروفاسوترون من قبل معهد موسكو للتكنولوجيا الراديوية التابع لأكاديمية العلوم ومعهد لينينغراد للأبحاث تحت قيادة مديريهما أ.ل. النعناع و على سبيل المثال. البعوض.

للحصول على الخبرة اللازمة، قررنا بناء نموذج للسنكروفاسوترون بطاقة 180 ميغا إلكترون فولت. كان يقع على أراضي معهد ليبيديف الفيزيائي في مبنى خاص، والذي، لأسباب تتعلق بالسرية، كان يسمى المستودع رقم 2. في بداية عام 1951، عهد ويكسلر بجميع الأعمال على النموذج، بما في ذلك تركيب المعدات والتعديل وإطلاقها الشامل لزينوفييف.

لم يكن نموذج Fianov صغيرًا بأي حال من الأحوال - فقد كان مغناطيسه الذي يبلغ قطره 4 أمتار يزن 290 طنًا. بعد ذلك، ذكر زينوفييف أنه عندما قاموا بتجميع النموذج وفقًا للحسابات الأولى وحاولوا إطلاقه، لم ينجح شيء في البداية. وكان لا بد من التغلب على العديد من الصعوبات التقنية غير المتوقعة قبل إطلاق النموذج. وعندما حدث ذلك عام 1953، قال ويكسلر: «هذا كل شيء! سوف يعمل السنكروفاسوترون إيفانكوفسكي! كنا نتحدث عن سنكروفاسوترون كبير بقدرة 10 جيجا إلكترون فولت، والذي بدأ بناؤه بالفعل في عام 1951 في منطقة كالينين. تم تنفيذ البناء من قبل منظمة تحمل الاسم الرمزي TDS-533 (المديرية الفنية للبناء 533).

قبل وقت قصير من إطلاق النموذج، ظهرت رسالة بشكل غير متوقع في مجلة أمريكية حول تصميم جديد للنظام المغناطيسي المسرع، يسمى التركيز الصعب. يتم إجراؤه على شكل مجموعة من المقاطع المتناوبة مع تدرجات المجال المغناطيسي الموجهة بشكل معاكس. وهذا يقلل بشكل كبير من سعة تذبذبات الجزيئات المتسارعة، وهذا بدوره يجعل من الممكن تقليل المقطع العرضي للغرفة المفرغة بشكل كبير. ونتيجة لذلك، يتم توفير كمية كبيرة من الحديد المستخدم في بناء المغناطيس. على سبيل المثال، يحتوي معجل 30 جيجا إلكترون فولت في جنيف، المعتمد على التركيز الشديد، على طاقة تبلغ ثلاثة أضعاف ومحيط دوبنا سينكروفاسوترون ثلاثة أضعاف، كما أن مغناطيسه أخف بعشر مرات.

تم اقتراح وتطوير تصميم مغناطيس التركيز الصلب من قبل العلماء الأمريكيين كورانت وليفينغستون وسنايدر في عام 1952. وقبلهم ببضع سنوات، جاء خريستوفيلوس بنفس الفكرة، لكنه لم ينشرها.

أعرب زينوفييف على الفور عن تقديره لاكتشاف الأمريكيين واقترح إعادة تصميم سينكروفاسوترون دوبنا. لكن هذا سيتعين عليه التضحية بالوقت. فقال ويكسلر حينها: «لا، على الأقل ليوم واحد، ولكن يجب أن نتقدم على الأميركيين». ربما كان على حق في ظروف الحرب الباردة - "لا يمكن للمرء أن يغير حصانه في منتصف الطريق". واستمروا في بناء المسرع الكبير وفقًا للمشروع الذي تم تطويره مسبقًا. في عام 1953، على أساس السنكروفاسوترون قيد الإنشاء، تم إنشاء المختبر الكهروفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (EFLAN). تم تعيين V.I مديرا لها. ويكسلر.

في عام 1956، شكل INP وEFLAN الأساس للمعهد المشترك للأبحاث النووية (JINR). وأصبح موقعها يعرف بمدينة دوبنا. بحلول ذلك الوقت، كانت طاقة البروتون في السينكروسيكلوترون 680 ميغا إلكترون فولت، وكان بناء السينكروفاسوترون قد اكتمل. منذ الأيام الأولى لتأسيس JINR، أصبح الرسم المنمق لمبنى السنكروفاسوترون (بواسطة V. P. Bochkarev) رمزًا رسميًا لها.

ساعد النموذج في حل عدد من المشكلات الخاصة بمسرع 10 GeV، لكن تصميم العديد من العقد خضع لتغييرات كبيرة بسبب الاختلاف الكبير في الحجم. كان متوسط قطر المغناطيس الكهربائي السنكروفاسوتروني 60 مترًا، وكان الوزن 36 ألف طن (وفقًا لمعاييره، لا يزال موجودًا في كتاب غينيس للأرقام القياسية). نشأت مجموعة كاملة من المشاكل الهندسية المعقدة الجديدة، والتي نجح الفريق في حلها.

وأخيرا، أصبح كل شيء جاهزا للإطلاق الشامل للمسرع. بأمر من ويكسلر، كان بقيادة ل. زينوفييف. بدأ العمل في نهاية ديسمبر 1956، وكان الوضع متوترا، ولم يدخر فلاديمير يوسيفوفيتش نفسه ولا موظفيه. غالبًا ما كنا نقضي الليل على أسرة الأطفال في غرفة التحكم الضخمة بالتركيب. وفقًا لمذكرات أ.أ. كولومينسكي، أنفق ويكسلر معظم طاقته التي لا تنضب في ذلك الوقت على "ابتزاز" المساعدة من المنظمات الخارجية وتنفيذ المقترحات المعقولة، والتي جاءت إلى حد كبير من زينوفييف. أعرب ويكسلر عن تقديره الكبير لحدسه التجريبي، الذي لعب دورًا حاسمًا في إطلاق المسرع العملاق.

لفترة طويلة جدًا، لم يتمكنوا من الحصول على وضع بيتاترون، والذي بدونه يكون الإطلاق مستحيلًا. وكان زينوفييف هو الذي فهم، في لحظة حاسمة، ما يجب القيام به لبث الحياة في السنكروفاسوترون. التجربة التي تم التحضير لها لمدة أسبوعين، كللت بالنجاح، مما أسعد الجميع. في 15 مارس 1957، بدأ سينكروفاسوترون دوبنا العمل، كما ذكرت صحيفة "برافدا" للعالم أجمع في 11 أبريل 1957 (مقال بقلم في آي فيكسلر). ومن المثير للاهتمام أن هذه الأخبار ظهرت فقط عندما تجاوزت طاقة المسرع، التي ارتفعت تدريجيًا منذ يوم الإطلاق، طاقة 6.3 جيجا إلكترون فولت من السنكروفاسوترون الأمريكي الرائد آنذاك في بيركلي. "هناك 8.3 مليار إلكترون فولت!" - أفادت الصحيفة بإعلان إنشاء مسرع قياسي في الاتحاد السوفيتي. لقد أصبح حلم ويكسلر العزيزة حقيقة!

في 16 أبريل، وصلت طاقة البروتون إلى القيمة التصميمية البالغة 10 جيجا إلكترون فولت، ولكن تم تشغيل المسرع بعد بضعة أشهر فقط، حيث لا يزال هناك عدد قليل من المشكلات الفنية التي لم يتم حلها. ومع ذلك، فقد أصبح الشيء الرئيسي وراءنا - بدأ السنكروفاسوترون في العمل.

أبلغ ويكسلر عن ذلك في الجلسة الثانية للمجلس الأكاديمي للمعهد المشترك في مايو 1957. وفي الوقت نفسه قال مدير المعهد د. وأشار بلوخينتسيف إلى أنه أولاً، تم إنشاء نموذج السنكروفاسوترون في عام ونصف، بينما في أمريكا استغرق الأمر حوالي عامين. ثانيًا، تم إطلاق السنكروفاسوترون نفسه في غضون ثلاثة أشهر، في الموعد المحدد، على الرغم من أنه بدا غير واقعي في البداية. لقد كان إطلاق السنكروفاسوترون هو الذي جلب شهرة دوبنا الأولى على مستوى العالم.

وفي الدورة الثالثة للمجلس العلمي للمعهد، قال العضو المراسل في أكاديمية العلوم ف.ب. وأشار جيليبوف إلى أن "زينوفييف كان من جميع النواحي روح الشركة الناشئة وساهم بكمية هائلة من الطاقة والجهد في هذه المسألة، أي الجهد الإبداعي أثناء إعداد الآلة". أ.د. وأضاف بلوخينتسيف أن "زينوفييف تحمل في الواقع العمل الهائل المتمثل في التكيف المعقد".

شارك الآلاف من الأشخاص في إنشاء السنكروفاسوترون، لكن ليونيد بتروفيتش زينوفييف لعب دورًا خاصًا في هذا الأمر. كتب فيكسلر: "إن نجاح إطلاق السنكروفاسوترون وإمكانية بدء مجموعة واسعة من العمل البدني عليه يرتبط إلى حد كبير بمشاركة L. P. في هذه الأعمال. " زينوفييف."

خطط زينوفييف للعودة إلى FIAN بعد إطلاق المسرع. ومع ذلك، توسل إليه ويكسلر للبقاء، معتقدًا أنه لا يمكنه تكليف أي شخص آخر بإدارة السنكروفاسوترون. وافق زينوفييف وأشرف على عمل المسرع لأكثر من ثلاثين عامًا. وتحت قيادته ومشاركته المباشرة، تم تحسين المسرع باستمرار. أحب زينوفييف السنكروفاسوترون وشعر بمهارة شديدة بأنفاس هذا العملاق الحديدي. ووفقا له، لم يكن هناك أي جزء من دواسة البنزين، حتى ولو كان قليلا، لم يلمسه ولا يعرف الغرض منه.

في أكتوبر 1957، في اجتماع موسع للمجلس العلمي لمعهد كورشاتوف، برئاسة إيجور فاسيليفيتش نفسه، تم ترشيح سبعة عشر شخصًا من مختلف المنظمات الذين شاركوا في إنشاء السنكروفاسوترون لجائزة لينين المرموقة في الاتحاد السوفيتي في ذلك الوقت. وقت. لكن حسب الشروط لا يجوز أن يتجاوز عدد الفائزين اثني عشر شخصا. في أبريل 1959، مُنحت الجائزة لمدير مختبر الطاقة العالية JINR V.I. فيكسلر، رئيس قسم نفس المختبر ل. زينوفييف، نائب رئيس المديرية الرئيسية لاستخدام الطاقة الذرية التابعة لمجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية د. إفريموف، مدير معهد أبحاث لينينغراد على سبيل المثال. كومار ومعاونيه N. A. Monoszon، A.M. ستولوف ، مدير معهد موسكو لهندسة الراديو التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أ.ل. النعناع، موظفو نفس المعهد ف. فودوبيانوف ، إس إم. روبشينسكي، موظفو FIAN أ. كولومينسكي، ف. بيتوخوف، م.س. رابينوفيتش. أصبح فيكسلر وزينوفييف مواطنين فخريين في دوبنا.

ظل السنكروفاسوترون في الخدمة لمدة خمسة وأربعين عامًا. خلال هذا الوقت، تم إجراء عدد من الاكتشافات عليه. وفي عام 1960، تم تحويل نموذج السنكروفاسوترون إلى مسرع إلكترون، والذي لا يزال يعمل في معهد ليبيديف الفيزيائي.

مصادر

الأدب:
Kolomensky A. A.، Lebedev A. N. نظرية المسرعات الدورية. - م، 1962.
كومار إ.ج. مسرعات الجسيمات المشحونة. - م.، 1964.
Livinggood J. مبادئ تشغيل المسرعات الدورية - م.، 1963.
أوغانيسيان يو. كيف تم إنشاء السيكلوترون / العلوم والحياة، 1980 رقم 4، ص. 73.
هيل ر. متابعة مسارات الجزيئات - م، 1963.

http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larisa-zinovyeva.com

وسأذكرك ببعض الإعدادات الأخرى: على سبيل المثال، كيف تبدو. تذكر أيضا ماذا. أو ربما لا تعرف؟ أو ما هو عليه المقال الأصلي موجود على الموقع InfoGlaz.rfرابط المقال الذي أخذت منه هذه النسخة -

في عام 1957، حقق اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية طفرة علمية وتقنية في العديد من المجالات: أطلق بنجاح قمرًا صناعيًا للأرض، وقبل أشهر قليلة من هذا الحدث، بدأ السنكروفاسوترون في العمل في دوبنا. ما هو ولماذا هناك حاجة لمثل هذا التثبيت؟ لم تكن هذه القضية تقلق مواطني الاتحاد السوفييتي في ذلك الوقت فحسب، بل أثارت قلق العالم أجمع. وبطبيعة الحال، فهم المجتمع العلمي ما هو عليه، ولكن المواطنين العاديين كانوا في حيرة من أمرهم عندما سمعوا هذه الكلمة. حتى اليوم، لا يفهم معظم الناس جوهر ومبدأ السنكروفاسوترون، على الرغم من أنهم سمعوا هذه الكلمة أكثر من مرة. دعونا معرفة ما هو هذا الجهاز وفيم تم استخدامه.

ما هو استخدام السنكروفاسوترون؟

تم تطوير هذا التثبيت لدراسة الصورة المصغرة وفهم بنية الجسيمات الأولية وقوانين تفاعلها مع بعضها البعض. كانت طريقة المعرفة نفسها بسيطة للغاية: كسر الجسيم ورؤية ما بداخله. ومع ذلك، كيف يمكنك كسر البروتون؟ ولهذا الغرض، تم إنشاء السنكروفاسوترون، الذي يعمل على تسريع الجزيئات وضربها بالهدف. يمكن أن يكون الأخير ثابتًا، ولكن في مصادم الهادرونات الكبير الحديث (وهو نسخة محسنة من السنكروفاسوترون القديم الجيد) يكون الهدف متحركًا. هناك، تتحرك حزم البروتونات تجاه بعضها البعض بسرعة كبيرة وتصطدم ببعضها البعض.

وكان من المعتقد أن هذا التثبيت سيسمح بتحقيق اختراق علمي واكتشاف عناصر وطرق جديدة لإنتاج الطاقة الذرية من مصادر رخيصة تكون أكثر كفاءة من اليورانيوم المخصب وستكون أكثر أمانًا وأقل ضررًا على البيئة.

أغراض عسكرية

وبطبيعة الحال، تم متابعة الأهداف العسكرية أيضا. إن إنتاج الطاقة الذرية للأغراض السلمية ما هو إلا ذريعة للسذج. ليس من قبيل الصدفة أن يتم تصنيف مشروع السنكروفاسوترون على أنه "سري للغاية"، لأن بناء هذا المسرع تم تنفيذه كجزء من مشروع إنشاء قنبلة ذرية جديدة. وبمساعدتها، أرادوا الحصول على نظرية محسنة للقوات النووية، وهو أمر ضروري لحساب وإنشاء قنبلة. صحيح أن كل شيء تبين أنه أكثر تعقيدا، وحتى اليوم هذه النظرية مفقودة.

ما هو السنكروفاسوترون بكلمات بسيطة؟

لتلخيص ذلك، هذا التثبيت عبارة عن معجل للجسيمات الأولية، والبروتونات على وجه الخصوص. يتكون السنكروفاسوترون من أنبوب غير مغناطيسي به فراغ بداخله، بالإضافة إلى مغناطيسات كهربائية قوية. بالتناوب، يتم تشغيل المغناطيس، لتوجيه الجسيمات المشحونة داخل الأنبوب المفرغ. عندما يصلون إلى السرعة القصوى بمساعدة المسرعات، يتم إرسالهم إلى هدف خاص. تضربه البروتونات فتكسر الهدف نفسه وتكسر نفسها. تتطاير الشظايا في اتجاهات مختلفة وتترك علامات في حجرة الفقاعة. وباستخدام هذه الآثار، يقوم مجموعة من العلماء بتحليل طبيعتها.

كان هذا هو الحال من قبل، لكن المنشآت الحديثة (مثل مصادم الهادرونات الكبير) تستخدم أجهزة كشف أكثر حداثة بدلاً من غرفة الفقاعات، والتي توفر المزيد من المعلومات حول شظايا البروتون.

التثبيت نفسه معقد للغاية وعالي التقنية. يمكننا القول أن السنكروفاسوترون هو "قريب بعيد" لمصادم الهادرونات الكبير الحديث. في الواقع، يمكن أن يطلق عليه التناظرية للمجهر. تم تصميم كلا الجهازين لدراسة العالم الصغير، لكن مبدأ الدراسة مختلف.

تسارع الجسيمات

فترة التسارع هذه هي عبارة عن مكثف يتم تطبيق الجهد عليه بتردد عالٍ. بالمناسبة، هذا هو أساس العملية برمتها لهذا التثبيت. تطير شعاع من البروتونات إلى هذا المكثف في الوقت الذي يكون فيه الجهد صفرًا. عندما تطير الجسيمات عبر المكثف، يتوفر للجهد الوقت الكافي للزيادة، مما يؤدي إلى تسريع الجسيمات. في الدائرة التالية، يتم تكرار ذلك، حيث يتم اختيار تردد الجهد المتردد خصيصًا ليكون مساويًا لتردد دوران الجسيم حول الحلقة. وبالتالي، يتم تسريع البروتونات بشكل متزامن وفي الطور. ومن هنا الاسم - السنكروفاسوترون.

بالمناسبة، هذه الطريقة للتسريع لها تأثير مفيد معين. إذا طار شعاع البروتونات فجأة بشكل أسرع من السرعة المطلوبة، فإنه يطير في فجوة التسارع بقيمة جهد سالبة، ولهذا السبب يتباطأ قليلاً. إذا كانت سرعة الحركة أقل، فسيكون التأثير عكسيا: يتلقى الجسيم التسارع ويلحق بمجموعة البروتونات الرئيسية. ونتيجة لذلك، يتحرك شعاع كثيف ومضغوط من الجسيمات بنفس السرعة.

مشاكل

ومن الناحية المثالية، ينبغي تسريع الجسيمات إلى أعلى سرعة ممكنة. وإذا كانت البروتونات تتحرك بشكل أسرع وأسرع في كل دائرة، فلماذا لا يمكن تسريعها إلى أقصى سرعة ممكنة؟ هناك عدة أسباب.

أولا، زيادة الطاقة تعني زيادة في كتلة الجسيمات. ولسوء الحظ، فإن القوانين النسبية لا تسمح بتسارع أي عنصر فوق سرعة الضوء. في السنكروفاسوترون، تصل سرعة البروتونات تقريبًا إلى سرعة الضوء، مما يزيد من كتلتها بشكل كبير. ونتيجة لذلك، يصبح من الصعب الحفاظ عليها في مدار دائري نصف قطره. لقد عرف منذ المدرسة أن نصف قطر حركة الجسيمات في المجال المغناطيسي يتناسب عكسيا مع الكتلة ويتناسب طرديا مع حجم المجال. وبما أن كتلة الجزيئات تزداد، فلا بد من زيادة نصف القطر وزيادة قوة المجال المغناطيسي. تخلق هذه الظروف قيودًا على تنفيذ شروط البحث، نظرًا لأن التقنيات محدودة حتى اليوم. حتى الآن لم يكن من الممكن إنشاء حقل بتحريض أعلى من عدة تسلا. هذا هو السبب في أن الأنفاق مصنوعة بطول كبير، لأنه مع نصف قطر كبير، يمكن الاحتفاظ بالجزيئات الثقيلة بسرعة هائلة في مجال مغناطيسي.

المشكلة الثانية هي الحركة مع التسارع في دائرة. ومن المعروف أن الشحنة التي تتحرك بسرعة معينة تنبعث منها طاقة، أي أنها تفقدها. وبالتالي، تفقد الجسيمات باستمرار بعض الطاقة أثناء التسارع، وكلما زادت سرعتها، زادت الطاقة التي تنفقها. في مرحلة ما، يحدث التوازن بين الطاقة الواردة في قسم التسارع وفقدان نفس كمية الطاقة لكل ثورة.

الأبحاث التي أجريت في السنكروفاسوترون

الآن نحن نفهم ما هو المبدأ الذي يقوم عليه عمل السنكروفاسوترون. وقد سمح بإجراء عدد من الدراسات والاكتشافات. على وجه الخصوص، تمكن العلماء من دراسة خصائص الديوترونات المتسارعة، وسلوك البنية الكمومية للنواة، وتفاعل الأيونات الثقيلة مع الأهداف، وكذلك تطوير تقنية لإعادة تدوير اليورانيوم 238.

تطبيق نتائج الاختبار

تُستخدم النتائج التي تم الحصول عليها في هذه المجالات اليوم في بناء السفن الفضائية، وتصميم محطات الطاقة النووية، وكذلك في تطوير المعدات الخاصة والروبوتات. ويترتب على كل هذا أن السنكروفاسوترون هو جهاز يصعب المبالغة في تقدير مساهمته في العلوم.

خاتمة

لمدة 50 عاما، خدمت هذه المنشآت لصالح العلم ويستخدمها العلماء بنشاط في جميع أنحاء الكوكب. إن السنكروفاسوترون الذي تم إنشاؤه مسبقًا والمنشآت المماثلة (التي تم إنشاؤها ليس فقط في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ليست سوى حلقة واحدة في سلسلة التطور. اليوم، تظهر أجهزة أكثر تقدما - النيوكلوترونات، التي لديها طاقة هائلة.

أحد أكثر هذه الأجهزة تقدمًا هو مصادم الهادرونات الكبير. على النقيض من عمل السنكروفاسوترون، فإنه يصطدم بحزمتين من الجسيمات في اتجاهين متعاكسين، ونتيجة لذلك تكون الطاقة المنبعثة من الاصطدام أعلى بعدة مرات من الطاقة الموجودة في السنكروفاسوترون. وهذا يفتح الفرص لدراسة أكثر دقة للجسيمات الأولية.

ربما يجب عليك الآن أن تفهم ما هو السنكروفاسوترون ولماذا هو مطلوب. سمح لنا هذا التثبيت بإجراء عدد من الاكتشافات. واليوم تم تحويله إلى مسرع للإلكترونات، ويعمل حاليًا في معهد ليبيديف الفيزيائي.

لذلك، نأتي إلى الشيء الأكثر أهمية، إلى الشخص الذي قدم مساهمة كبيرة في تطوير الفيزياء في بلدنا في تلك السنوات - فلاديمير يوسيفوفيتش فيكسلر. سيتم مناقشة هذا الفيزيائي المتميز بشكل أكبر.

ولد V. I. Veksler في أوكرانيا في مدينة جيتومير في 3 مارس 1907. توفي والده في الحرب العالمية الأولى.

في عام 1921، خلال فترة المجاعة الشديدة والدمار، مع صعوبات كبيرة وبدون أموال، وجد فولوديا فيكسلر نفسه في موسكو الجائعة قبل السياسة الاقتصادية الجديدة. يجد المراهق نفسه في منزل جماعي تم إنشاؤه في خاموفنيكي، في قصر قديم مهجور من قبل أصحابه.

تميز ويكسلر باهتمامه بالفيزياء وهندسة الراديو العملية، حيث قام بنفسه بتجميع جهاز استقبال راديو كاشف، والذي كان في تلك السنوات مهمة صعبة بشكل غير عادي، وقرأ كثيرًا ودرس جيدًا في المدرسة.
بعد مغادرة البلدية، احتفظ ويكسلر بالعديد من الآراء والعادات التي عززها.
دعونا نلاحظ أن الجيل الذي ينتمي إليه فلاديمير يوسيفوفيتش، تعاملت الأغلبية الساحقة مع الجوانب اليومية لحياتهم بازدراء كامل، ولكنها كانت مهتمة بتعصب بالمشاكل العلمية والمهنية والاجتماعية.

تخرج ويكسلر، إلى جانب أعضاء آخرين في الكومونة، من مدرسة ثانوية مدتها تسع سنوات، ودخل مع جميع الخريجين الإنتاج كعامل، حيث عمل ككهربائي لأكثر من عامين.
ولوحظ تعطشه للمعرفة وحب الكتب والذكاء النادر وفي أواخر العشرينيات حصل الشاب على "تذكرة كومسومول" للمعهد.
عندما تخرج فلاديمير يوسيفوفيتش من الكلية، تم إجراء عملية إعادة تنظيم أخرى لمؤسسات التعليم العالي وتم تغيير أسمائها. اتضح أن ويكسلر دخل معهد بليخانوف للاقتصاد الوطني، وتخرج من MPEI (معهد موسكو للطاقة) وحصل على مؤهل كمهندس متخصص في تكنولوجيا الأشعة السينية.
وفي نفس العام دخل مختبر تحليل حيود الأشعة السينية التابع للمعهد الكهروتقني لعموم الاتحاد في ليفورتوفو، حيث بدأ فلاديمير يوسيفوفيتش عمله ببناء أدوات القياس ودراسة طرق قياس الإشعاع المؤين، أي. تيارات من الجسيمات المشحونة.

عمل ويكسلر في هذا المختبر لمدة 6 سنوات، وسرعان ما ترقى من مساعد مختبر إلى مدير. هنا ظهرت بالفعل "الكتابة اليدوية" المميزة لويكسلر كعالم تجريبي موهوب. كتب تلميذه البروفيسور إم إس رابينوفيتش لاحقًا في مذكراته عن ويكسلر: "لمدة 20 عامًا تقريبًا قام بنفسه بتجميع وتركيب العديد من المنشآت التي اخترعها، ولم يخجل أبدًا من أي عمل. وهذا سمح له برؤية الواجهة، وليس فقط الأيديولوجية. " الجانب، ولكن أيضًا كل ما هو مخفي وراء النتائج النهائية، خلف دقة القياسات، خلف خزائن التركيبات اللامعة، لقد درس وأعاد تعلمه طوال حياته حتى السنوات الأخيرة من حياته، في المساء، في إجازة تمت دراستها بعناية وتدوين الملاحظات حول الأعمال النظرية.

في سبتمبر 1937، انتقل ويكسلر من المعهد الكهروتقني لعموم الاتحاد إلى المعهد الفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية الذي سمي على اسم بي إن ليبيديف (FIAN). كان هذا حدثًا مهمًا في حياة العالم.

بحلول هذا الوقت، كان فلاديمير يوسيفوفيتش قد دافع بالفعل عن أطروحته للدكتوراه، والتي كان موضوعها تصميم وتطبيق "المكبرات التناسبية" التي صممها.

في FIAN، بدأ ويكسلر بدراسة الأشعة الكونية. على عكس A. I. Alikhanov وزملائه، الذين أعجبوا بجبل أراغاتس الخلاب في أرمينيا، شارك ويكسلر في رحلات استكشافية علمية إلى إلبروس، ثم لاحقًا إلى بامير - سقف العالم. درس الفيزيائيون في جميع أنحاء العالم تيارات الجسيمات المشحونة عالية الطاقة التي لا يمكن الحصول عليها في المختبرات الأرضية. اقترب الباحثون من التدفقات الغامضة للإشعاع الكوني.

وحتى الآن، تحتل الأشعة الكونية مكانًا مهمًا في ترسانة علماء الفيزياء الفلكية والمتخصصين في فيزياء الطاقة العالية، ويتم طرح نظريات مثيرة للاهتمام حول أصلها. في الوقت نفسه، كان من المستحيل ببساطة الحصول على جزيئات بهذه الطاقة للدراسة، وبالنسبة للفيزيائيين كان من الضروري ببساطة دراسة تفاعلهم مع المجالات والجزيئات الأخرى. بالفعل في الثلاثينيات، كان لدى العديد من علماء الذرة فكرة: ما مدى جودة الحصول على جزيئات ذات طاقات "كونية" عالية في المختبر باستخدام أدوات موثوقة لدراسة الجسيمات دون الذرية، وكانت طريقة الدراسة واحدة - القصف (كما يقولون) يستخدم مجازياً ونادراً ما يقول الآن) بعض الجزيئات بواسطة البعض الآخر. اكتشف رذرفورد وجود النواة الذرية عن طريق قصف الذرات بمقذوفات قوية - جسيمات ألفا. تم اكتشاف التفاعلات النووية بنفس الطريقة. لتحويل عنصر كيميائي إلى آخر، كان من الضروري تغيير تكوين النواة. وقد تم تحقيق ذلك عن طريق قصف النوى بجسيمات ألفا، والآن مع تسريع الجسيمات في مسرعات قوية.

بعد غزو ألمانيا النازية، انخرط العديد من الفيزيائيين على الفور في أعمال ذات أهمية عسكرية. توقف ويكسلر عن دراسته للأشعة الكونية وبدأ في تصميم وتحسين أجهزة الراديو لتلبية احتياجات الجبهة.

في هذا الوقت، تم إجلاء معهد الفيزياء التابع لأكاديمية العلوم، مثل بعض المعاهد الأكاديمية الأخرى، إلى قازان. فقط في عام 1944 كان من الممكن تنظيم رحلة استكشافية إلى منطقة بامير من قازان، حيث تمكنت مجموعة ويكسلر من مواصلة البحث الذي بدأ في القوقاز حول الأشعة الكونية والعمليات النووية التي تسببها الجسيمات عالية الطاقة. دون النظر بالتفصيل في مساهمة ويكسلر في دراسة العمليات النووية المرتبطة بالأشعة الكونية، والتي خصصت لها سنوات عديدة من عمله، يمكننا القول إنه كان مهمًا للغاية وأعطى العديد من النتائج المهمة. ولكن ربما الأهم من ذلك هو أن دراسته للأشعة الكونية قادته إلى أفكار جديدة تمامًا حول تسارع الجسيمات. وفي الجبال، توصل ويكسلر إلى فكرة بناء مسرعات الجسيمات المشحونة لإنشاء "الأشعة الكونية" الخاصة به.

منذ عام 1944، انتقل V. I. Veksler إلى منطقة جديدة، والتي احتلت المكانة الرئيسية في عمله العلمي. منذ ذلك الوقت، ارتبط اسم ويكسلر إلى الأبد بإنشاء مسرعات كبيرة "ذاتية الطور التلقائي" وتطوير طرق تسريع جديدة.

ومع ذلك، لم يفقد الاهتمام بالأشعة الكونية واستمر في العمل في هذا المجال. شارك ويكسلر في بعثات علمية إلى أعالي الجبال إلى منطقة البامير خلال الفترة من 1946 إلى 1947. يتم اكتشاف جسيمات ذات طاقات عالية بشكل خيالي والتي يتعذر على المسرعات الوصول إليها في الأشعة الكونية. كان من الواضح لويكسلر أن "المسرع الطبيعي" للجسيمات التي تصل إلى مثل هذه الطاقات العالية لا يمكن مقارنته بـ "خلق الأيدي البشرية".

اقترح ويكسلر طريقة للخروج من هذا المأزق في عام 1944. أطلق المؤلف على المبدأ الجديد الذي تعمل من خلاله مسرعات ويشسلر اسم الطور التلقائي.

بحلول هذا الوقت، تم إنشاء معجل للجسيمات المشحونة من نوع "السيكلوترون" (شرح ويشلر، في مقال صحفي شهير، مبدأ تشغيل السيكلوترون على النحو التالي: "في هذا الجهاز، جسيم مشحون، يتحرك في يتم تسريع المجال المغناطيسي بشكل حلزوني بشكل مستمر بواسطة مجال كهربائي متناوب، وبفضل هذا، من الممكن التواصل مع جزيئات السيكلوترون بطاقة تتراوح من 10 إلى 20 مليون إلكترون فولت"). ولكن أصبح من الواضح أنه لا يمكن تجاوز عتبة 20 ميغا إلكترون فولت باستخدام هذه الطريقة.

في السيكلوترون، يتغير المجال المغناطيسي بشكل دوري، مما يؤدي إلى تسريع الجسيمات المشحونة. ولكن في عملية التسارع، تزداد كتلة الجزيئات (كما ينبغي أن تكون وفقًا لـ SRT - النظرية النسبية الخاصة). وهذا يؤدي إلى تعطيل العملية - بعد عدد معين من الثورات، يبدأ المجال المغناطيسي، بدلا من التسارع، في إبطاء الجزيئات.

يقترح ويكسلر البدء في زيادة المجال المغناطيسي في السيكلوترون ببطء بمرور الوقت، وتغذية المغناطيس بالتيار المتردد. ثم يتبين أنه، في المتوسط، سيتم الحفاظ على تردد دوران الجسيمات في دائرة تلقائيًا مساويًا لتردد المجال الكهربائي المطبق على الديس (زوج من الأنظمة المغناطيسية التي تعمل على ثني المسار وتسريع الجسيمات بـ حقل مغناطيسي).

مع كل مرور عبر شق الديس، تتلقى الجسيمات بالإضافة إلى ذلك زيادة مختلفة في الكتلة (وبالتالي، تتلقى زيادة مختلفة في نصف القطر الذي يديرها المجال المغناطيسي عبره) اعتمادًا على جهد المجال بين الديس. في لحظة تسارع جسيم معين. من بين جميع الجسيمات، يمكن التمييز بين جسيمات التوازن ("المحظوظة"). بالنسبة لهذه الجسيمات، فإن الآلية التي تحافظ تلقائيًا على ثبات الفترة المدارية بسيطة بشكل خاص.

تواجه الجسيمات "المحظوظة" زيادة في الكتلة وزيادة في نصف قطر الدائرة في كل مرة تمر عبر شق دي. إنه يعوض بدقة انخفاض نصف القطر الناجم عن الزيادة في المجال المغناطيسي خلال دورة واحدة. وبالتالي، يمكن تسريع الجسيمات "المحظوظة" (المتوازنة) بشكل رنيني طالما زاد المجال المغناطيسي.

اتضح أن جميع الجزيئات الأخرى تقريبًا لها نفس القدرة، فقط التسارع هو الذي يستمر لفترة أطول. أثناء عملية التسارع، ستتعرض جميع الجسيمات لتذبذبات حول نصف القطر المداري لجسيمات التوازن. طاقة الجزيئات في المتوسط ستكون مساوية لطاقة الجزيئات المتوازنة. لذلك، تشارك جميع الجسيمات تقريبًا في تسارع الرنين.

إذا قمنا، بدلاً من زيادة المجال المغناطيسي ببطء في المسرع (السيكلوترون) بمرور الوقت، بتغذية المغناطيس بالتيار المتردد، بزيادة فترة المجال الكهربائي المتناوب المطبق على الديس، فسيتم إنشاء وضع "الطور التلقائي".

"قد يبدو أنه لكي يحدث الطور التلقائي ويحدث تسارع الرنين، من الضروري تغيير المجال المغناطيسي أو الفترة الكهربائية بمرور الوقت. في الواقع، الأمر ليس كذلك. ربما يكون أبسط مفهوم (ولكنه بعيد عن ذلك) بسيطة من الناحية العملية) طريقة التسارع، التي وضعها المؤلف قبل الطرق الأخرى، يمكن تنفيذها بمجال مغناطيسي ثابت مع مرور الوقت وتردد ثابت."

في عام 1955، عندما كتب ويكسلر كتيبه عن المسرعات، شكل هذا المبدأ، كما أشار المؤلف، أساس المسرع - الميكروترون - وهو معجل يتطلب مصادر قوية من الموجات الدقيقة. وفقًا لويكسلر، فإن الميكروترون "لم ينتشر بعد على نطاق واسع (1955)، ومع ذلك، هناك العديد من مسرعات الإلكترون ذات الطاقات التي تصل إلى 4 ميغا إلكترون فولت تعمل منذ عدة سنوات".

كان ويكسلر مروجًا رائعًا للفيزياء، ولكن لسوء الحظ، نظرًا لجدول أعماله المزدحم، نادرًا ما كان ينشر مقالات شعبية.

لقد أظهر مبدأ الطور التلقائي أنه من الممكن أن يكون لديك منطقة طور مستقرة، وبالتالي، من الممكن تغيير تردد المجال المتسارع دون خوف من مغادرة منطقة تسارع الرنين. كل ما عليك فعله هو اختيار مرحلة التسريع المناسبة. ومن خلال تغيير تردد المجال، أصبح من الممكن التعويض بسهولة عن التغير في كتلة الجسيمات. علاوة على ذلك، فإن تغيير التردد سمح بتقريب دوامة السيكلوترون سريعة الدوران من الدائرة وتسريع الجسيمات حتى تصبح قوة المجال المغناطيسي كافية لإبقاء الجسيمات في مدار معين.

يسمى المسرع الموصوف مع الطور التلقائي، والذي يتغير فيه تردد المجال الكهرومغناطيسي، بالسينكروسيكلوترون، أو الفاسوترون.

يستخدم السنكروفاسوترون مزيجًا من مبدأين للطور الذاتي. أولها يقع في قلب الفاسوترون، والذي سبق ذكره - وهو تغيير في تردد المجال الكهرومغناطيسي. يتم استخدام المبدأ الثاني في السنكروترونات - وهنا تتغير قوة المجال المغناطيسي.

منذ اكتشاف الطور الذاتي، بدأ العلماء والمهندسون في تصميم مسرعات قادرة على توليد مليارات الإلكترونات فولت. كان أولها في بلادنا هو مسرع البروتون - وهو سينكروفاسوترون بقدرة 10 مليارات إلكترون فولت في دوبنا.

بدأ تصميم هذا المسرع الكبير في عام 1949 بمبادرة من V. I. Veksler وS. I. Vavilov، وتم تشغيله في عام 1957. تم بناء المسرع الكبير الثاني في بروتفينو بالقرب من سيربوخوف بطاقة 70 جيجا إلكترون فولت. لا يعمل الآن الباحثون السوفييت فقط على ذلك، بل أيضًا فيزيائيون من بلدان أخرى.

ولكن قبل وقت طويل من إطلاق مسرعين عملاقين بقيمة مليار دولار، تم بناء مسرعات الجسيمات النسبية في المعهد الفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم (FIAN)، تحت قيادة ويكسلر. في عام 1947، تم إطلاق مسرع إلكترون يصل إلى طاقات 30 ميغا إلكترون فولت، والذي كان بمثابة نموذج لمسرع إلكترون أكبر - السنكروترون بطاقة 250 ميغا إلكترون فولت. تم إطلاق السنكروترون في عام 1949. باستخدام هذه المسرعات، قام الباحثون في معهد الفيزياء التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بعمل من الدرجة الأولى في فيزياء الميزون والنواة الذرية.

بعد إطلاق سينكروفاسوترون دوبنا، بدأت فترة من التقدم السريع في بناء المسرعات عالية الطاقة. تم بناء العديد من المسرعات وتشغيلها في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وبلدان أخرى. وتشمل هذه المسرعات المذكورة بالفعل 70 جيجا إلكترون فولت في سيربوخوف، و 50 جيجا إلكترون فولت في باتافيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، و 35 جيجا إلكترون فولت في جنيف (سويسرا)، و 35 جيجا إلكترون فولت في كاليفورنيا (الولايات المتحدة الأمريكية). حاليًا، يحدد الفيزيائيون لأنفسهم مهمة إنشاء مسرعات لعدة تيرا إلكترون فولت (تيرا إلكترون فولت - 1012 فولت).

في عام 1944، عندما ولد مصطلح "الطور التلقائي". كان ويكسلر يبلغ من العمر 37 عامًا. تبين أن ويكسلر منظم موهوب للعمل العلمي ورئيس مدرسة علمية.

كانت طريقة الطور الذاتي، مثل الفاكهة الناضجة، تنتظر عالمًا عرافًا سيزيلها ويستولي عليها. بعد مرور عام، بشكل مستقل عن ويكسلر، اكتشف مبدأ الطور التلقائي العالم الأمريكي الشهير ماكميلان. لقد أدرك أولوية العالم السوفيتي. التقى ماكميلان مع ويكسلر أكثر من مرة. لقد كانوا ودودين للغاية، ولم يطغى أي شيء على صداقة اثنين من العلماء البارزين حتى وفاة ويكسلر.

إن المسرعات التي تم تصنيعها في السنوات الأخيرة، على الرغم من أنها تعتمد على مبدأ الطور التلقائي لـ Wechsler، تم تحسينها بشكل ملحوظ مقارنة بآلات الجيل الأول.

بالإضافة إلى الطور التلقائي، توصل ويكسلر إلى أفكار أخرى لتسريع الجسيمات والتي تبين أنها كانت مثمرة للغاية. تم تطوير أفكار ويكسلر هذه على نطاق واسع في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ودول أخرى.

في مارس 1958، انعقد الاجتماع السنوي التقليدي لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في بيت العلماء في شارع كروبوتكينسكايا. وطرح ويكسلر فكرة المبدأ الجديد للتسارع، والذي أسماه "المتماسك". فهو يسمح لك بتسريع ليس فقط الجزيئات الفردية، ولكن أيضًا جلطات البلازما التي تتكون من عدد كبير من الجزيئات. إن طريقة التعجيل "المتماسكة"، كما قال وكسلر بحذر في عام 1958، تسمح للمرء بالتفكير في إمكانية تسريع الجسيمات إلى طاقات تبلغ ألف مليار إلكترون فولت وحتى أعلى.

في عام 1962، طار ويكسلر على رأس وفد من العلماء إلى جنيف للمشاركة في المؤتمر الدولي لفيزياء الطاقة العالية. وكان من بين الأعضاء الأربعين في الوفد السوفييتي فيزيائيون بارزون مثل A. I. Alikhanov، N. N. Bogolyubov، D. I. Blokhintsev، I. Ya Pomeranchuk، M. A. Markov. كان العديد من العلماء في الوفد متخصصين في تسريع الأعمال وطلاب ويكسلر.

كان فلاديمير يوسيفوفيتش فيكسلر لعدة سنوات رئيسًا للجنة فيزياء الطاقة العالية التابعة للاتحاد الدولي للفيزياء النظرية والتطبيقية.

وفي 25 أكتوبر 1963، حصل ويكسلر وزميله الأمريكي إدوين ماكميلان، مدير مختبر الإشعاع في جامعة لورانس بكاليفورنيا، على جائزة الذرة الأمريكية من أجل السلام.

كان ويكسلر المدير الدائم لمختبر الطاقة العالية التابع للمعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا. والآن يذكرنا الشارع الذي يحمل اسمه بإقامة ويكسلر في هذه المدينة.

تركزت أعمال ويكسلر البحثية في دوبنا لسنوات عديدة. لقد جمع عمله في المعهد المشترك للأبحاث النووية مع العمل في معهد P. N. Lebedev الفيزيائي، حيث بدأ في شبابه البعيد حياته المهنية كباحث، وكان أستاذًا في جامعة موسكو الحكومية، حيث ترأس القسم.

في عام 1963، تم انتخاب فيكسلر أكاديميًا-سكرتيرًا لقسم الفيزياء النووية في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وشغل هذا المنصب المهم بشكل دائم.

حظيت الإنجازات العلمية لـ V. I. Veksler بتقدير كبير من خلال منحه جائزة الدولة من الدرجة الأولى وجائزة لينين (1959). تم منح الأنشطة العلمية والتربوية والتنظيمية والاجتماعية المتميزة للعالم ثلاثة أوسمة لينين ووسام الراية الحمراء للعمل وميداليات اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

توفي فلاديمير يوسيفوفيتش فيكسلر فجأة في 20 سبتمبر 1966 إثر نوبة قلبية ثانية. كان عمره 59 عامًا فقط. في الحياة، بدا دائما أصغر من سنواته، وكان نشيطًا ونشطًا ولا يكل.