Mas acontece que, a cem quilômetros de Moscou, perto da cidade científica de Protvino, nas florestas da região de Moscou, um tesouro de dezenas de bilhões de rublos foi enterrado. Você não pode desenterrá-lo e roubá-lo - escondido para sempre no solo, ele tem valor apenas para a história da ciência. Estamos falando sobre o complexo de armazenamento de acelerador (UNK) do Instituto Protvino de Física de Altas Energias - um objeto subterrâneo desativado quase do tamanho do Grande Colisor de Hádrons.
O comprimento do anel subterrâneo do acelerador é de 21 km. O túnel principal com um diâmetro de 5 metros é colocado a uma profundidade de 20 a 60 metros (dependendo do terreno). Além disso, muitas salas auxiliares foram construídas, conectadas à superfície por eixos verticais. Se o Colisor de Prótons em Protvino tivesse sido entregue no prazo antes do LHC, um novo ponto de atração teria surgido no mundo da física fundamental.
Além disso - sobre a história do principal colisor soviético, no qual a física do futuro poderia ser forjada.
O maior projeto
Parafraseando a piada "E eu disse a você - o lugar é uma droga!" podemos dizer que os aceleradores não aparecem do zero - deve haver condições adequadas. Muitos anos antes da decisão estratégica de construir a maior instalação científica da URSS, em 1960, a vila secreta de Serpukhov-7 foi fundada como base para o Instituto de Física de Altas Energias (IHEP). O local foi escolhido por razões geológicas - nesta parte da região de Moscou, o solo, que é o fundo do antigo mar, permite a colocação de grandes objetos subterrâneos protegidos da atividade sísmica.
Protvino de uma altura de 325 metros:
Vídeo promocional:
Em 1965, foi obtido o estatuto de povoamento de tipo urbano e um novo nome - Protvino - derivado do nome do ribeiro local Protva. Em 1967, o maior acelerador de sua época foi lançado no Protvino - o síncrotron de prótons U-70 70 GeV (109 elétron-volt). Ele ainda está em operação e continua sendo o acelerador de energia mais alta da Rússia.
Construção do U-70.
Logo eles começaram a desenvolver um projeto para um novo acelerador - um colisor próton-próton com energia de 3 TeV (1012 eV), que se tornaria o mais poderoso do mundo. O trabalho de fundamentação teórica da UNC foi liderado pelo acadêmico Anatoly Logunov, físico teórico, diretor científico do Institute for High Energy Physics. Foi planejado o uso do síncrotron U-70 como o primeiro "estágio de reforço" para o acelerador UNK.
No projeto UNK, dois estágios eram supostos: um era receber um feixe de prótons com uma energia de 70 GeV do U-70 e aumentá-lo para um valor intermediário de 400-600 GeV. No segundo anel (segundo estágio), a energia do próton aumentaria para seu valor máximo. Ambas as etapas do UNK deveriam ser localizadas em um túnel circular com dimensões maiores do que a linha circular do metrô de Moscou. As semelhanças com o metrô são adicionadas pelo fato de que a construção foi realizada pelos construtores de metrô de Moscou e Alma-Ata.
Plano de experiência
1. Acelerador U-70. 2. Canal de injeção - injetando um feixe de prótons no anel do acelerador UNK. 3. Canal de antiprótons. 4. Corpo criogênico. 5. Túneis para os complexos de hádrons e nêutrons.
No início dos anos 80, não havia aceleradores de tamanho e energia comparáveis no mundo. Nem o Tevatron nos Estados Unidos (comprimento do anel 6,4 km, energia no início dos anos 1980 - 500 GeV), nem o Supercollider do laboratório do CERN (comprimento do anel 6,9 km, energia de colisão 400 GeV) poderiam fornecer à física as ferramentas necessárias para conduzir novos experimentos …
Nosso país possui ampla experiência no desenvolvimento e construção de aceleradores. O sincrofasotron, construído em Dubna em 1956, tornou-se o mais poderoso do mundo naquela época: energia 10 GeV, comprimento de cerca de 200 metros. Os físicos fizeram várias descobertas no síncrotron U-70 construído em Protvino: eles primeiro registraram núcleos de antimatéria, descobriram o chamado "efeito Serpukhov" - um aumento nas seções transversais totais de interações hadrônicas (quantidades que determinam o curso da reação de duas partículas em colisão) e muito mais.
Dez anos de trabalho
Em 1983, foram iniciadas as obras de construção do local com método de lavra com 26 poços verticais.
Modelo em escala real do túnel UNK.
Durante vários anos, a construção foi realizada de forma lenta - andamos apenas um quilômetro e meio. Em 1987, o governo emitiu um decreto para intensificar as obras e, em 1988, pela primeira vez desde 1935, a União Soviética adquiriu dois modernos complexos de perfuração de túneis Lovat no exterior, com a ajuda dos quais Protontonnelstroy começou a construir túneis.
Por que você precisou comprar uma blindagem de túnel, se antes disso cinquenta anos no país construiu o metrô com sucesso? O fato é que as máquinas Lovat de 150 toneladas não apenas perfuraram com altíssima precisão de penetração de até 2,5 centímetros, mas também revestiram o teto do túnel com uma camada de concreto de 30 centímetros com isolamento metálico (blocos de concreto comuns, com uma folha de isolamento metálico soldada por dentro) … Muito mais tarde, no metrô de Moscou, um pequeno trecho do trecho do Boulevard Trubnaya-Sretensky será feito de blocos com isolamento de metal.
Canal de injeção. Os trilhos de uma locomotiva elétrica são cravados no piso de concreto.
No final de 1989, passou-se cerca de 70% do túnel do anel principal e 95% do canal de injeção, túnel com extensão de mais de 2,5 km, destinado a transferir o feixe do U-70 para o UNK. Construímos três edifícios (dos 12 previstos) de apoio à engenharia, lançamos a construção de instalações terrestres em todo o perímetro: mais de 20 locais industriais com edifícios industriais de vários andares, aos quais foram instalados abastecimento de água, aquecimento, vias de ar comprimido, linhas de alta tensão.
No mesmo período, o projeto começou a apresentar problemas de financiamento. Em 1991, com o colapso da URSS, o UNK poderia ter sido abandonado imediatamente, mas o custo de conservação do túnel inacabado teria sido muito alto. Destruído, inundado com água subterrânea, pode representar uma ameaça para a ecologia de toda a região.
Demorou mais quatro anos para fechar o anel subterrâneo do túnel, mas a parte de aceleração ficou irremediavelmente para trás - apenas cerca de ¾ da estrutura de aceleração para o primeiro estágio do UNK foi feita, e apenas algumas dezenas de ímãs de uma estrutura supercondutora (e 2500 foram necessários, cada um deles pesando cerca de 10 toneladas) …
Suporte para ímãs de teste.
Aqui está um passeio por esta propriedade com o blogger samnamos:
Iniciaremos nossa caminhada a partir do local onde foi realizado o túnel de blindagem na última curva.
Há muita lama aqui, em alguns lugares há lugares razoavelmente inundados.
Ramifique para o tronco.
Minha gaiola.
Em alguns lugares, existem cruzamentos com trabalhos de emergência fechados.
Sala de equipamentos.
Empilhador de tubos.
E então os trilhos são embutidos no concreto.
Netuno - "O maior salão com o sistema."
Esta é a parte sul do grande anel. O túnel aqui está quase completamente pronto - até inserções embutidas para entradas de energia, bem como racks para o próprio acelerador, foram instaladas.
No processo de tirar fotos.
E este corredor leva ao pequeno anel de trabalho do acelerador, onde as pesquisas já estão em andamento, então continuaremos ao longo do grande círculo.
Logo o túnel limpo terminou e a última seção do túnel foi, onde está localizada a mina, da qual partimos.
A profundidade é de cerca de 60 metros. Depois de passar 19 horas no subsolo, deixamos o submundo …
O sistema magnético é um dos mais importantes em um acelerador. Quanto mais alta a energia das partículas, mais difícil é enviá-las por um caminho circular e, portanto, mais fortes devem ser os campos magnéticos. Além disso, as partículas precisam ser focalizadas para que não se repelam enquanto voam. Portanto, junto com os ímãs que giram as partículas em um círculo, os ímãs de foco também são necessários. A energia máxima dos aceleradores é, em princípio, limitada pelo tamanho e custo do sistema magnético.
O túnel de injeção era a única parte do complexo que estava 100% completo. Como o plano de órbita do UNK é 6 m mais baixo que no U-70, o canal foi equipado com uma seção estendida de ímãs que garantiam uma volta do feixe em 64 °. O sistema íon-óptico combinou o volume de fase do feixe extraído do U-70 com a estrutura das curvas do túnel.
No momento em que ficou claro que “não há dinheiro e é preciso aguentar”, foram desenvolvidos e recebidos todos os equipamentos de vácuo do canal de injeção, sistemas de bombeamento, dispositivos de alimentação, sistemas de controle e monitoramento. Um tubo de vácuo feito de aço inoxidável, cuja pressão é inferior a 10 (à potência de -7) mm Hg, é a base do acelerador, as partículas se movem ao longo dele. O comprimento total das câmaras de vácuo do canal de injeção e dos dois estágios do acelerador, os canais de extração e ejeção do feixe de prótons acelerados, deveria ser de cerca de 70 km.
O salão “Neptune” de 15 x 60 m2 foi construído, onde os alvos do acelerador e o equipamento de controle seriam localizados.
Túneis tecnológicos menores.
A construção de um complexo de nêutrons único já começou - as partículas dispersas no UNK seriam descarregadas no solo através de um túnel separado, em direção a Baikal, no fundo do qual um detector especial está instalado. O telescópio de neutrinos no Lago Baikal ainda existe e está localizado a 3,5 km da costa, a um quilômetro de profundidade.
Ao longo de todo o túnel, corredores subterrâneos foram construídos a cada quilômetro e meio para acomodar grandes equipamentos.
Além do túnel principal, foi construído outro, técnico (foto acima), destinado a cabos e tubulações.
O túnel possuía seções retilíneas para a colocação dos sistemas tecnológicos do acelerador, designados no diagrama como "SPP-1" (é onde entra um feixe de partículas de um U-70) e "SPP-4" (as partículas são retiradas daqui). Eram corredores estendidos de até 9 metros de diâmetro e cerca de 800 metros de comprimento.
Um poço de ventilação com uma profundidade de 60 m (também está no KDPV).
Morte e perspectivas
Em 1994, os construtores montaram a última e mais difícil seção das condições hidrogeológicas (devido à água subterrânea) do túnel de 21 quilômetros. No mesmo período, o dinheiro praticamente secou, pois os custos do projeto eram proporcionais à construção de uma usina nuclear. Tornou-se impossível encomendar equipamentos ou pagar salários aos trabalhadores. A situação foi agravada pela crise de 1998. Após a decisão de participar do lançamento do Large Hadron Collider, o UNK foi finalmente abandonado.
O estado atual dos túneis, que ainda estão sendo monitorados.
O LHC, que foi comissionado em 2008, revelou-se mais moderno e mais poderoso, finalmente acabando com a ideia de reanimar o colisor russo. Porém, é impossível simplesmente sair do complexo gigante e agora é uma "mala sem alça". Todos os anos, dinheiro do orçamento federal é gasto para manutenção de guardas e bombeamento de água dos túneis. Os fundos também são gastos na concretagem de vários salões que atraem os amantes do exotismo industrial de toda a Rússia.
Nos últimos dez anos, várias ideias para reformar o complexo foram propostas. O túnel poderia abrigar um armazenamento de indução supercondutor que ajudaria a manter a estabilidade da rede elétrica de toda a região de Moscou. Ou uma fazenda de cogumelos poderia ser feita lá. As ideias são muitas, mas todas se apoiam na falta de dinheiro - até enterrar o complexo e enchê-lo completamente de concreto é muito caro. Nesse ínterim, as cavernas da ciência não reivindicadas permanecem um monumento ao sonho não realizado dos físicos soviéticos.
A presença do LHC não significa a eliminação de todos os outros colisões. O acelerador U-70 do Instituto de Física de Altas Energias ainda é o maior em operação na Rússia. O acelerador de íons pesados NIKA está sendo construído em Dubna, perto de Moscou. Seu comprimento é relativamente curto - o NIKA incluirá quatro anéis de 200 metros - no entanto, a área em que o colisor irá operar deve fornecer aos cientistas a observação do estado "limite", quando núcleos e partículas liberadas dos núcleos atômicos existem simultaneamente. Para a física, essa área é considerada uma das mais promissoras.
Entre as pesquisas fundamentais que serão realizadas usando o colisor NIKA está a modelagem de um modelo microscópico do Universo primitivo. Os cientistas pretendem usar o colisor para pesquisar novos métodos de tratamento do câncer (irradiação de um tumor com um feixe de partículas). Além disso, a instalação é usada para estudar o efeito da radiação no funcionamento da eletrônica. A construção do novo acelerador está prevista para ser concluída em 2023.
Mas os leitores imediatamente perceberam que foi nessa direção que a Grande Moscou se expandiu:
Embora ainda haja informações de que em algum lugar há um ISF (armazenamento de combustível nuclear usado).
