Pero resulta que, a cien kilómetros de Moscú, cerca de la ciudad científica de Protvino, en los bosques de la región de Moscú, se enterró un tesoro de decenas de miles de millones de rublos. No puedes desenterrarlo y robarlo; oculto para siempre en el suelo, solo tiene valor para la historia de la ciencia. Estamos hablando del complejo de almacenamiento de aceleradores (UNK) del Instituto Protvino de Física de Altas Energías, un objeto subterráneo desintegrado casi del tamaño del Gran Colisionador de Hadrones.
La longitud del anillo subterráneo del acelerador es de 21 km. El túnel principal con un diámetro de 5 metros se coloca a una profundidad de 20 a 60 metros (dependiendo del terreno). Además, se construyeron muchas salas auxiliares, conectadas a la superficie por ejes verticales. Si el Proton Collider en Protvino se hubiera entregado a tiempo antes del LHC, habría aparecido un nuevo punto de atracción en el mundo de la física fundamental.
Además, sobre la historia del principal colisionador soviético, en el que se podría forjar la física del futuro.
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El proyecto mas grande
Parafraseando el chiste "Y ya te lo dije, ¡el lugar está maldito!" podemos decir que los colisionadores no aparecen desde cero, debe haber condiciones adecuadas. Muchos años antes de que se tomara la decisión estratégica de construir la instalación científica más grande de la URSS, en 1960, se fundó la aldea secreta de Serpukhov-7 como base para el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP). El sitio fue elegido por razones geológicas: en esta parte de la región de Moscú, el suelo, que es el fondo del mar antiguo, permite la colocación de grandes objetos subterráneos protegidos de la actividad sísmica.
Protvino desde una altura de 325 metros:
Video promocional:
En 1965, se obtuvo el estatus de asentamiento de tipo urbano y un nuevo nombre, Protvino, derivó del nombre del riachuelo local Protva. En 1967, se lanzó en Protvino el acelerador más grande de su época: el sincrotrón de protones U-70 de 70 GeV (109 electronvoltios). Todavía está en funcionamiento y sigue siendo el acelerador de mayor energía de Rusia.
Construcción de la U-70.
Pronto comenzaron a desarrollar un proyecto para un nuevo acelerador: un colisionador protón-protón con una energía de 3 TeV (1012 eV), que se convertiría en el más poderoso del mundo. El trabajo de fundamentación teórica de la UNC estuvo a cargo del académico Anatoly Logunov, físico teórico, director científico del Instituto de Física de Altas Energías. Se planeó utilizar el sincrotrón U-70 como la primera "etapa de refuerzo" para el acelerador UNK.
En el proyecto UNK, se suponían dos etapas: una era recibir un haz de protones con una energía de 70 GeV del U-70 y elevarlo a un valor intermedio de 400-600 GeV. En el segundo anillo (segunda etapa), la energía del protón se elevaría a su valor máximo. Ambos escalones de la UNK debían estar ubicados en un túnel circular con dimensiones mayores que la línea circular del metro de Moscú. Las similitudes con el metro se suman al hecho de que la construcción fue realizada por los constructores del metro de Moscú y Alma-Ata.
Plan de experimentación
1. Acelerador U-70. 2. Canal de inyección y mdash; inyectando un haz de protones en el anillo del acelerador UNK. 3. Canal de antiprotones. 4. Cuerpo criogénico. 5. Túneles a los complejos de hadrones y neutrones.
A principios de los años ochenta, no había aceleradores de tamaño y energía comparables en el mundo. Ni el Tevatron en los Estados Unidos (longitud del anillo 6,4 km, energía a principios de la década de 1980 - 500 GeV), ni el Supercollider del laboratorio del CERN (longitud del anillo 6,9 km, energía de colisión 400 GeV) pudieron proporcionar a la física las herramientas necesarias para realizar nuevos experimentos. …
Nuestro país tenía una amplia experiencia en el desarrollo y construcción de aceleradores. El sincrofasotrón, construido en Dubna en 1956, se convirtió en el más poderoso del mundo en ese momento: energía 10 GeV, longitud de unos 200 metros. Los físicos hicieron varios descubrimientos en el sincrotrón U-70 construido en Protvino: primero registraron núcleos de antimateria, descubrieron el llamado "efecto Serpukhov", un aumento en las secciones transversales totales de interacciones hadrónicas (cantidades que determinan el curso de la reacción de dos partículas en colisión) y mucho más.
Trabajo de diez años
En 1983, se iniciaron los trabajos de construcción en el sitio utilizando un método de minería utilizando 26 pozos verticales.
Modelo a escala real del túnel UNK.
Durante varios años, la construcción se llevó a cabo de forma lenta: caminamos solo un kilómetro y medio. En 1987, se emitió un decreto gubernamental sobre la intensificación del trabajo, y en 1988, por primera vez desde 1935, la Unión Soviética compró dos modernos complejos de perforación de túneles Lovat en el extranjero, con la ayuda de los cuales Protontonnelstroy comenzó a construir túneles.
¿Por qué necesitaba comprar un escudo de túnel, si antes de esos cincuenta años en el país se construyó con éxito el metro? El hecho es que las máquinas Lovat de 150 toneladas no solo perforaron con una precisión de penetración muy alta de hasta 2,5 centímetros, sino que también recubrieron el techo del túnel con una capa de hormigón de 30 centímetros con aislamiento metálico (bloques de hormigón ordinarios, con una lámina de aislamiento metálico soldada desde el interior) … Mucho más tarde, en el metro de Moscú, una pequeña sección en la sección Trubnaya-Sretensky Boulevard estará hecha de bloques con aislamiento metálico.
Canal de inyección. Los rieles de una locomotora eléctrica están hundidos en el piso de concreto.
A finales de 1989, se pasó alrededor del 70% del túnel del anillo principal y el 95% del canal de inyección, un túnel con una longitud de más de 2,5 km, diseñado para transferir el haz de la U-70 a la UNK. Construimos tres edificios (de los 12 previstos) de apoyo de ingeniería, iniciamos la construcción de instalaciones terrestres en todo el perímetro: más de 20 sitios industriales con naves industriales de varios pisos, a los que se les tendió suministro de agua, calefacción, rutas de aire comprimido, líneas eléctricas de alta tensión.
Durante el mismo período, el proyecto comenzó a tener problemas de financiación. En 1991, con el colapso de la URSS, la UNK podría haber sido abandonada de inmediato, pero el costo de preservar el túnel inacabado habría sido demasiado alto. Destruido, inundado de agua subterránea, podría representar una amenaza para la ecología de toda la región.
Se necesitaron otros cuatro años para cerrar el anillo subterráneo del túnel, pero la parte de aceleración estaba irremediablemente atrás: solo se fabricó aproximadamente ¾ de la estructura de aceleración para la primera etapa del UNK, y solo unas pocas docenas de imanes de una estructura superconductora (y se requirieron 2500, cada uno de ellos con un peso de aproximadamente 10 toneladas) …
Soporte para probar imanes.
Aquí hay un recorrido por esta propiedad con el blogger samnamos:
Comenzaremos nuestra caminata desde el sitio donde se realizó el túnel del escudo en el último turno.
Aquí hay mucho lodo, en algunos lugares hay lugares bastante inundados.
Rama al tronco.
Jaula de mina.
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En algunos lugares hay cruces con funcionamientos cerrados de emergencia.
Cuarto de equipos.
Apilador de tubos.
Y luego los rieles se incrustan en concreto.
Neptuno: "La sala más grande del sistema".
Esta es la parte sur del gran anillo. El túnel aquí está casi completamente listo, incluso se han instalado inserciones empotradas para entradas de energía, así como bastidores para el propio acelerador.
En proceso de tomar fotografías.
Y esta sala conduce hacia el pequeño anillo en funcionamiento del acelerador, donde la investigación ya está en marcha, por lo que iremos más allá por el gran círculo.
Pronto terminó el túnel limpio y pasó al último tramo del túnel, donde se encuentra la mina, de la que partimos.
La profundidad es de unos 60 metros. Después de pasar 19 horas bajo tierra, dejamos el inframundo …
El sistema magnético es uno de los más importantes en un acelerador. Cuanto mayor sea la energía de las partículas, más difícil será enviarlas a lo largo de una trayectoria circular y, en consecuencia, más fuertes deberían ser los campos magnéticos. Además, las partículas deben estar enfocadas para que no se repelan entre sí mientras vuelan. Por lo tanto, junto con los imanes que hacen girar las partículas en un círculo, también se necesitan imanes de enfoque. La energía máxima de los aceleradores está limitada, en principio, por el tamaño y el coste del sistema magnético.
El túnel de inyección fue la única parte del complejo que se completó al 100%. Dado que el plano de la órbita del UNK es 6 m más bajo que en el U-70, el canal fue equipado con una sección extendida de imanes que aseguraron un giro del rayo de 64 °. El sistema iónico-óptico hizo coincidir el volumen de fase del haz extraído del U-70 con la estructura de las espiras del túnel.
En el momento en que quedó claro que “no hay dinero y hay que aguantar”, se desarrollaron y recibieron todos los equipos de vacío para el canal de inyección, sistemas de bombeo, dispositivos de alimentación, sistemas de control y monitoreo. Un tubo de vacío hecho de acero inoxidable, cuya presión es inferior a 10 (elevado a -7) mm Hg, es la base del acelerador, las partículas se mueven a lo largo de él. La longitud total de las cámaras de vacío del canal de inyección y dos etapas del acelerador, los canales para extraer y expulsar el haz de protones acelerados deberían haber sido de unos 70 km.
Se construyó la sala “Neptuno” de 15 x 60 m2, donde se ubicarían los objetivos del acelerador y el equipo de control.
Túneles tecnológicos menores.
Ha comenzado la construcción de un complejo de neutrones único: las partículas dispersas en el UNK se descargarían en el suelo a través de un túnel separado, hacia el lago Baikal, en el fondo del cual se instala un detector especial. El telescopio de neutrinos del lago Baikal aún existe y se encuentra a 3,5 km de la costa, a un kilómetro de profundidad.
A lo largo de todo el túnel, se construyeron naves subterráneas cada kilómetro y medio para acomodar grandes equipos.
Además del túnel principal, se construyó otro, uno técnico (en la foto de arriba), destinado a cables y tuberías.
El túnel tenía secciones rectilíneas para colocar los sistemas tecnológicos del acelerador, designados en el diagrama como "SPP-1" (aquí es donde entra un haz de partículas de un U-70) y "SPP-4" (las partículas se eliminan de aquí). Eran salas ampliadas de hasta 9 metros de diámetro y unos 800 metros de largo.
Un pozo de ventilación con una profundidad de 60 m (también está en el KDPV).
Muerte y perspectivas
En 1994, los constructores ensamblaron la última y más difícil sección de condiciones hidrogeológicas (debido al agua subterránea) del túnel de 21 kilómetros. Durante el mismo período, el dinero prácticamente se agotó, porque los costos del proyecto fueron proporcionales a la construcción de una central nuclear. Se volvió imposible pedir equipos o pagar salarios a los trabajadores. La situación se vio agravada por la crisis de 1998. Después de que se tomó la decisión de participar en el lanzamiento del Gran Colisionador de Hadrones, el UNK fue finalmente abandonado.
El estado actual de los túneles, que aún se están monitoreando.
Encargado en 2008, el LHC resultó ser más moderno y más poderoso, y finalmente acabó con la idea de reanimar al colisionador ruso. Sin embargo, es imposible simplemente salir del complejo gigante y ahora es una "maleta sin asa". Cada año, se gasta dinero del presupuesto federal para el mantenimiento de los guardias y el bombeo de agua de los túneles. Los fondos también se gastan en el hormigonado de numerosas salas que atraen a los amantes del exotismo industrial de toda Rusia.
Durante los últimos diez años, se han propuesto varias ideas para renovar el complejo. El túnel podría albergar un almacenamiento de inducción superconductor que ayudaría a mantener la estabilidad de la red eléctrica de toda la región de Moscú. O se podría hacer una granja de hongos allí. Hay muchas ideas, pero todas se basan en la falta de dinero, incluso enterrar el complejo y llenarlo por completo con hormigón es demasiado caro. Mientras tanto, las cuevas de la ciencia no reclamadas siguen siendo un monumento al sueño incumplido de los físicos soviéticos.
La presencia del LHC no significa la eliminación de todos los demás colisionadores. El acelerador U-70 del Instituto de Física de Altas Energías sigue siendo el más grande en funcionamiento en Rusia. El acelerador de iones pesados NIKA se está construyendo en Dubna, cerca de Moscú. Su longitud es relativamente corta - NIKA incluirá cuatro anillos de 200 metros - sin embargo, el área en la que operará el colisionador debería proporcionar a los científicos la observación del estado "límite", cuando los núcleos y las partículas liberadas de los núcleos atómicos existen simultáneamente. Para la física, esta área se considera una de las más prometedoras.
Entre las investigaciones fundamentales que se llevarán a cabo utilizando el colisionador NIKA se encuentra el modelado de un modelo microscópico del Universo temprano. Los científicos pretenden utilizar el colisionador para buscar nuevos métodos de tratamiento del cáncer (irradiación de un tumor con un haz de partículas). Además, la instalación se utiliza para estudiar el efecto de la radiación en el funcionamiento de la electrónica. Está previsto que la construcción del nuevo acelerador se complete en 2023.
Pero los lectores notaron inmediatamente que fue en esta dirección que el Gran Moscú se expandió:
Aunque todavía hay información de que en algún lugar existe un ISF (almacenamiento de combustible nuclear gastado).
