Ярче чем Солнце

Продолжая закрывать долги с прошлого года. Пишу сегодня про очень большую машину – Синхротрон!

В прекрасном городе Мельбурне находиться большой Австралийский Синхротрон – огромный ускоритель частиц. Это, конечно, не Большой Адронный Коллайдер в Церне, но тоже ничего.

В октябре 2015 проходил день открытых дверей, и благодаря моим коллегам мне удалось туда вовремя записаться и заглянуть внутрь этой уникальной машины. В отличие от коллайдера, синхротрон не сталкивает частицы, а только разгоняет их до больших скоростей – почти скорости света. Данный Синхротрон разгоняет электроны благодаря сильному магнитному полю и эти электроны создают невероятно яркий свет. Вот фотография макета всего комплекса:

Теперь по подробнее как это работает. Электроны производят электронной пушкой каждые две наносекунды и направляют в линейный ускоритель. В линейном ускорителе длинной в 10 метров их разгоняют до 100 Мега Электрон Вольт и они уже движутся со скоростью 99.99 % от скорости света.

Потом этот луч направляют в первое кольцо ускорителя диаметром в 130 метров, который разгоняет луч до 3 Гига Электрон Вольт. Первое кольцо ускорителя состоит из больших электромагнитов, которые позволяют держать электроны внутри стальной вакуумной трубки:

Всего лишь за пол секунды в этом кольце электрон успевает намотать больше миллиона кругов. Затем пучок электронов направляют во второе кольцо Синхротрона, где их скорость и энергия поддерживается до 20 часов. Второе кольцо диаметром в 216 метров состоит из 14 почти одинаковых секций. В каждой секции есть специальный магнит, который разделяет луч, и выделенный пучок электронов выводит из ускорителя в одну из конечных станций.

Также во втором кольце много всяких девайсов для фокусировки и коррекции луча:

В конечных станциях этот пучок уже используют по конкретному назначению для разных исследований. Например, как супер-пупер рентген (спектроскоп):

С помощью такого рентгена можно определить, что именно и в каком количестве находится в образце без разрушения самого образца. Приложения такого рентгена бесконечны, начиная от биофизики и исследования раковых клеток до кристаллографии, минерологи, сельского хозяйства и так далее.

Все содержание синхротрона оплачивается из кармана штата Виктории, и исследователи совершенно безвозмездно пользуются этой махиной для своих экспериментов при условии публикации их находок. Правда, очередь на эксперименты длинной почти в два года, поэтому синхротрон отключают на две недели для обслуживания и бесплатных экскурсий только раз в году. Поскольку, денег из штатного кармана еле хватает – приходиться выделять время на синхротроне большим фармацевтическим компаниям уже за большую плату, но при этом они могут оставить результаты своих исследований в секрете как коммерческую тайну.

Мне повезло попасть внутрь линейного ускорителя, прогуляться внутри бетонных прекрытий вдоль колец, заглянуть в несколько лабораторий и пообщаться с инженерами и физиками в этом прекрасном заведении. Жаль, что наше время было ограничено, хотелось побольше узнать о текущих экспериментах и тонкостях синхротрона. Как программиста, мне было интересно узнать о программном обеспечении, но от инженеров удалось узнать, что все заправляет супер компьютер, а что конкретно за технологии они не в курсе. Надеюсь, мне удалось рассказать о синхротроне особо не в даваясь в физику :)

Добавить комментарий