W marcu 1958 r. rząd ZSRR podjął decyzję o utworzeniu nowego ośrodka naukowego fizyki wysokich energii, co obejmowało budowę akceleratora i obiektów eksperymentalnych. Wkrótce rozpoczęto projektowanie i poszukiwania geologiczne lokalizacji, a po rozważeniu około 40 lokalizacji wybrano lokalizację na lewym brzegu rzeki Protva, 15 km od Serpukhova w obwodzie moskiewskim w Rosji. Koncepcja projektu została opracowana pod kierownictwem Wasilija Władimirskiego, a w 1960 r. rozpoczęto budowę 70 GeV synchrotronu protonowego (U-70). W tym czasie był to największy budowany akcelerator protonów.
15 listopada 1963 r. Instytut Fizyki Wysokich Energii (IHEP) otrzymał status odrębnego instytutu, a Anatolij Logunow został mianowany jego dyrektorem miesiąc wcześniej. Stworzenie wydajnego zespołu naukowców i specjalistów z Dubnej, Moskwy i Charkowa stało się decydującym czynnikiem w przyspieszeniu budowy maszyny, obszaru doświadczalnego i infrastruktury nowego ośrodka. Program badawczy został ustalony przez Komitet Koordynacyjny ds. Nauki, który został utworzony w IHEP w 1964 r. Składał się on z czołowych naukowców z IHEP i innych instytutów w ZSRR: Instytutu Fizyki Teoretycznej i Doświadczalnej (ITEP), Wspólnego Instytutu Badań Jądrowych (JINR), Instytutu Badań Jądrowych (INR), Instytutu Fizycznego Lebiediewa (LPI), Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego (MSU), Moskiewskiego Instytutu Fizyki Inżynieryjnej (MEPhI), Instytutu Kurczatowa (KIAE) i Instytutu Fizyki Jądrowej im. Budkera (BINP). Terminowe utworzenie pierwszego priorytetowego programu badawczego i budowa urządzeń eksperymentalnych pozwoliły na rozpoczęcie eksperymentów w U-70 natychmiast po uruchomieniu urządzenia, co pozwoliło na uzyskanie nowych wyników w dziedzinie fizyki cząstek.
Inną misją do wykonania było ustanowienie szeroko zakrojonej współpracy międzynarodowej. Budowa największego na świecie akceleratora protonów otworzyła nowe możliwości w badaniu mikrokosmosu, a wielu fizyków zagranicznych wyraziło zainteresowanie wzięciem udziału w przyszłym programie badawczym. Jednak zorganizowanie współpracy międzynarodowej nie było prostym zadaniem w ówczesnych warunkach. Fizycy z IHEP przeprowadzili rozmowy z naukowcami z CERN i Saclay we Francji, a dyrektorzy generalni CERN Victor Weisskopf i Bernard Gregory odegrali znaczącą rolę w ustanowieniu międzynarodowej współpracy IHEP z CERN.
Wtryskiwacz – 100 MeV linac (L-100) – został uruchomiony w lipcu 1967 r., a strojenie wiązki protonów w U-70 rozpoczęło się 29 sierpnia. Cyrkulująca wiązka została osiągnięta 17 września, a 12 października wiązka protonów została przyspieszona do energii krytycznej (8 GeV). Delegacja CERN w IHEP, kierowana przez Bernarda Gregory'ego, pogratulowała IHEP tego sukcesu, ale wyraziła opinię, że potrzeba więcej pracy i więcej czasu, aby przekazać energię krytyczną i osiągnąć projektowaną energię 70 GeV. Jednak w nocy 14 października w U-70 osiągnięto rekordową energię protonów wynoszącą 76 GeV.
Jednym z pierwszych eksperymentów na akceleratorze U-70, który został przeprowadzony przez wspólny zespół fizyków IHEP-CERN, był pomiar wydajności cząstek wtórnych wytwarzanych przez protony 70 GeV na wewnętrznych tarczach. Praca ta obejmowała wysokorozdzielcze liczniki różniczkowe Czerenkowa z bardzo niskim tłem (~10-6) i umożliwiła badanie wydajności pionów, kaonów i antyprotonów do pędów 65 GeV.
Wspólny program badawczy w U-70 z fizykami z JINR, CERN, USA i Japonii trwa do dziś. Najbardziej znane wyniki fizyczne dotyczą mezonów o wysokim spinie, kulek klejowych i hybryd, podczas gdy w technikach detektorowych i akceleratorowych wykonano ważne prace nad efektami polaryzacji przy wysokich energiach, spektrometrami typu GAMS, spektrometrami ciekłego argonu, kryształami ołowiu i wolframu do kalorymetrii elektromagnetycznej i ekstrakcji wiązki przez kryształy wygięte. Na szczególną uwagę zasługuje wynalezienie ogniskowania RFQ i konstrukcja pierwszego akceleratora liniowego RFQ, URAL-30, w IHEP. Po uruchomieniu większych akceleratorów w Fermilab i w CERN, fizycy w IHEP zaczęli brać czynny udział w eksperymentach przy wyższych energiach. Obejmowały one eksperymenty z neutrinami z komorą pęcherzykową o długości 15 stóp; eksperymenty z polaryzacją i eksperymenty z D0 w Fermilab; eksperymenty z GAMS-4000, EHS i BEBC w supersynchrotronie protonowym CERN oraz eksperymenty z DELPHI w LEP i z PHENIX w RHIC w Brookhaven.
Fizycy z IHEP, wspólnie z fizykami z JINR, CERN, INR, ITEP, MSU, MEPhI, LPI, KEK i University of Michigan, kontynuują swoje programy badawcze w U-70 w dziedzinie spektroskopii mezonów, rzadkich rozpadów mezonów K, efektów polaryzacji i oddziaływań neutrin. W IHEP budowany jest unikalny kanał rozdzielonych mezonów K, którego podstawowymi elementami są dwa nadprzewodzące deflektory otrzymane z CERN. Wśród najnowszych wyników uzyskanych w U-70 znajdują się pomiary o wysokiej precyzji rozpadów naładowanych kaonów, asymetrii spinów w reakcjach inkluzywnych i nowe dane dotyczące poszukiwań egzotycznych mezonów. Współpraca między IHEP i CERN pozostaje silna do dziś, a fizycy z IHEP uczestniczą w eksperymentach ALICE, ATLAS, CMS i LHC-B w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), a także w projektowaniu i produkcji sprzętu dla LHC. Najbardziej znaczącym wkładem fizyków z IHEP są magnesy przegrodowe do systemów wtrysku i ekstrakcji wiązki, wyłączniki DC, rezystory zrzutowe i komponenty do przedniego kalorymetru hadronowego CMS i systemu mionowego ATLAS.
W 1983 roku Związek Radziecki rozpoczął budowę własnego instytutu badawczego w Protvino. Badania nad cząsteczkami elementarnymi miały odbywać się w tunelu, którego główny pierścień ma długość 21 km, średnica wynosi 5 metrów, a położony jest na głębokości od 20 do 60 metrów pod powierzchnią ziemi.
Budowa została jednak zamrożona w 1994 roku z powodu braku funduszy. Obecnie działalność Instytutu jest wstrzymana, w obiekcie utrzymywana jest wymagana temperatura, wentylacja, działa także oświetlenie. Kiedy/jeśli w przyszłości Wielki Zderzacz Hadronów pod Genewą zostanie zamknięty, Rosjanie będą musieli dokończyć budowę i uruchomić swój akcelerator.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz