Mais il s'avère qu'à une centaine de kilomètres de Moscou, près de la ville scientifique de Protvino, dans les forêts de la région de Moscou, un trésor de dizaines de milliards de roubles a été enterré. Vous ne pouvez pas le déterrer et le voler - à jamais caché dans le sol, il n'a de valeur que pour l'histoire de la science. Nous parlons du complexe accélérateur-stockage (UNK) de l'Institut Protvino pour la physique des hautes énergies - un objet souterrain mis en veille presque de la taille du grand collisionneur de hadrons.
La longueur de l'anneau souterrain de l'accélérateur est de 21 km. Le tunnel principal d'un diamètre de 5 mètres est posé à une profondeur de 20 à 60 mètres (selon le terrain). De plus, de nombreuses pièces annexes ont été construites, reliées à la surface par des puits verticaux. Si le collisionneur de protons de Protvino avait été livré à temps avant le LHC, un nouveau point d'attraction serait apparu dans le monde de la physique fondamentale.
Plus loin - sur l'histoire du principal collisionneur soviétique, sur lequel la physique du futur pourrait être forgée.
Le plus gros projet
Pour paraphraser la blague "Et je vous l'ai dit - l'endroit est damné!" nous pouvons dire que les collisionneurs n'apparaissent pas de zéro - il doit y avoir des conditions appropriées. De nombreuses années avant la décision stratégique de construire la plus grande installation scientifique de l'URSS, en 1960, le village secret de Serpukhov-7 a été fondé pour servir de base à l'Institut de physique des hautes énergies (IHEP). Le site a été choisi pour des raisons géologiques - dans cette partie de la région de Moscou, le sol, qui est le fond de l'ancienne mer, permet le placement de grands objets souterrains protégés de l'activité sismique.
Protvino d'une hauteur de 325 mètres:
Vidéo promotionelle:
En 1965, le statut de colonie de type urbain a été obtenu et un nouveau nom - Protvino - dérivé du nom du ruisseau local Protva. En 1967, le plus grand accélérateur de son temps a été lancé à Protvino - le synchrotron à protons U-70 de 70 GeV (109 électrons-volts). Il est toujours en fonctionnement et reste l'accélérateur le plus à haute énergie de Russie.
Construction du U-70.
Bientôt, ils ont commencé à développer un projet de nouvel accélérateur - un collisionneur proton-proton d'une énergie de 3 TeV (1012 eV), qui deviendrait le plus puissant du monde. Les travaux sur la justification théorique de l'UNC ont été dirigés par l'académicien Anatoly Logunov, physicien théoricien, directeur scientifique de l'Institut de physique des hautes énergies. Il était prévu d'utiliser le synchrotron U-70 comme premier «étage de propulsion» pour l'accélérateur UNK.
Dans le projet UNK, deux étapes étaient supposées: l'une consistait à recevoir un faisceau de protons d'une énergie de 70 GeV de l'U-70 et à l'élever à une valeur intermédiaire de 400 à 600 GeV. Dans le deuxième anneau (deuxième étage), l'énergie du proton atteindrait sa valeur maximale. Les deux marches de l'UNK devaient être situées dans un tunnel circulaire avec des dimensions plus grandes que la ligne périphérique du métro de Moscou. Les similitudes avec le métro sont ajoutées par le fait que la construction a été réalisée par les constructeurs de métro de Moscou et d'Alma-Ata.
Plan d'expérimentation
1. Accélérateur U-70. 2. Canal d'injection - injecter un faisceau de protons dans l'anneau de l'accélérateur UNK. 3. Canal d'antiprotons. 4. Corps cryogénique. 5. Tunnels vers les complexes de hadrons et de neutrons.
Au début des années quatre-vingt, il n'existait aucun accélérateur de taille et d'énergie comparables dans le monde. Ni le Tevatron aux États-Unis (longueur de l'anneau 6,4 km, énergie au début des années 1980 - 500 GeV), ni le supercollider du laboratoire du CERN (longueur de l'anneau 6,9 km, énergie de collision 400 GeV) n'ont pu fournir à la physique les outils nécessaires pour mener de nouvelles expériences …
Notre pays avait une vaste expérience dans le développement et la construction d'accélérateurs. Le synchrophasotron, construit à Dubna en 1956, est devenu le plus puissant du monde à cette époque: énergie 10 GeV, longueur environ 200 mètres. Les physiciens ont fait plusieurs découvertes au synchrotron U-70 construit à Protvino: ils ont d'abord enregistré des noyaux d'antimatière, découvert le soi-disant «effet Serpukhov» - une augmentation des sections efficaces totales des interactions hadroniques (quantités qui déterminent le déroulement de la réaction de deux particules en collision) et bien plus encore.
Travail de dix ans
En 1983, les travaux de construction ont commencé sur le site en utilisant une méthode d'extraction utilisant 26 puits verticaux.
Maquette grandeur nature du tunnel UNK.
Pendant plusieurs années, la construction s'est déroulée de manière lente - nous n'avons parcouru qu'un kilomètre et demi. En 1987, un décret gouvernemental a été publié sur l'intensification des travaux et en 1988, pour la première fois depuis 1935, l'Union soviétique a acheté deux complexes modernes de forage de tunnels Lovat à l'étranger, avec l'aide desquels Protontonnelstroy a commencé à construire des tunnels.
Pourquoi avez-vous eu besoin d'acheter un bouclier de tunnel, si avant cette cinquantaine d'années dans le pays a réussi à construire le métro? Le fait est que les machines Lovat de 150 tonnes ont non seulement percé avec une très grande précision de pénétration jusqu'à 2,5 centimètres, mais ont également revêtu le toit du tunnel d'une couche de béton de 30 centimètres avec une isolation métallique (blocs de béton ordinaires, avec une feuille d'isolation métallique soudée de l'intérieur) … Bien plus tard, dans le métro de Moscou, une petite section de la section du boulevard Trubnaya-Sretensky sera constituée de blocs avec une isolation métallique.
Canal d'injection. Les rails d'une locomotive électrique sont enfoncés dans le sol en béton.
Fin 1989, environ 70% du tunnel de l'anneau principal et 95% du canal d'injection, un tunnel d'une longueur de plus de 2,5 km, ont été franchis, destinés à transférer le faisceau de l'U-70 à l'UNK. Nous avons construit trois bâtiments (sur les 12 prévus) pour le support technique, lancé la construction d'installations au sol sur tout le périmètre: plus de 20 sites industriels avec des bâtiments industriels à plusieurs étages, auxquels ont été posés l'approvisionnement en eau, le chauffage, des voies d'air comprimé, des lignes à haute tension.
Au cours de la même période, le projet a commencé à avoir des problèmes de financement. En 1991, avec l'effondrement de l'URSS, l'UNK aurait pu être abandonnée immédiatement, mais le coût de la préservation du tunnel inachevé aurait été trop élevé. Détruit, inondé d'eau souterraine, il pourrait constituer une menace pour l'écologie de toute la région.
Il a fallu encore quatre ans pour fermer l'anneau souterrain du tunnel, mais la partie accélératrice était désespérément en retard - seulement environ ¾ de la structure accélératrice du premier étage de l'UNK a été fabriquée, et seulement quelques dizaines d'aimants d'une structure supraconductrice (et 2500 étaient nécessaires, chacun pesant environ 10 tonnes) …
Support pour tester les aimants.
Voici une promenade à travers cette propriété avec le blogueur samnamos:
Nous commencerons notre promenade à partir du site où le tunnel du bouclier a été réalisé dans le dernier virage.
Il y a beaucoup de boue ici, à certains endroits il y a des endroits assez inondés.
Branche jusqu'au tronc.
Cage de mine.
Dans certains endroits, il existe des croisements avec des travaux d'urgence fermés.
Salle d'équipement.
Empileur de tubes.
Et puis les rails sont noyés dans le béton.
Neptune - "La plus grande salle avec le système."
C'est la partie sud du grand anneau. Le tunnel ici est presque complètement prêt - même des inserts intégrés pour les entrées d'alimentation, ainsi que des racks pour l'accélérateur lui-même, ont été installés.
En train de prendre des photos.
Et ce hall mène vers le petit anneau de travail de l'accélérateur, où les recherches sont déjà en cours, nous allons donc aller plus loin dans le grand cercle.
Bientôt, le tunnel propre s'est terminé et la dernière section du tunnel est allée, là où se trouve la mine, d'où nous sommes partis.
La profondeur est d'environ 60 mètres. Après avoir passé 19 heures sous terre, nous quittons le monde souterrain …
Le système magnétique est l'un des plus importants d'un accélérateur. Plus l'énergie des particules est élevée, plus il est difficile de les envoyer le long d'un trajet circulaire et, par conséquent, plus les champs magnétiques devraient être forts. De plus, les particules doivent être focalisées afin qu'elles ne se repoussent pas lorsqu'elles volent. Par conséquent, avec les aimants qui font tourner les particules dans un cercle, des aimants de focalisation sont également nécessaires. L'énergie maximale des accélérateurs est en principe limitée par la taille et le coût du système magnétique.
Le tunnel d'injection était la seule partie du complexe achevée à 100%. Le plan de l'orbite de l'UNK étant 6 m plus bas que celui de l'U-70, le canal était équipé d'une section étendue d'aimants qui assurait une rotation du faisceau de 64 °. Le système ion-optique a adapté le volume de phase du faisceau extrait du U-70 avec la structure des spires du tunnel.
Au moment où il est devenu clair qu '«il n'y a pas d'argent et il faut tenir le coup», tous les équipements de vide pour le canal d'injection, les systèmes de pompage, les dispositifs d'alimentation électrique, les systèmes de contrôle et de surveillance ont été développés et reçus. Un tube à vide en acier inoxydable, dont la pression est inférieure à 10 (à la puissance de -7) mm Hg, est la base de l'accélérateur, les particules se déplacent le long de celui-ci. La longueur totale des chambres à vide du canal d'injection et des deux étages de l'accélérateur, les canaux d'extraction et d'éjection du faisceau de protons accélérés aurait dû être d'environ 70 km.
Le hall «Neptune» de 15 x 60 m2 a été construit, où devaient être situés les cibles d'accélérateur et les équipements de contrôle.
Petits tunnels technologiques.
La construction d'un complexe neutronique unique a commencé - les particules dispersées dans l'UNK seraient rejetées dans le sol par un tunnel séparé, vers Baïkal, au fond duquel un détecteur spécial est installé. Le télescope à neutrinos du lac Baïkal existe toujours et est situé à 3,5 km de la côte, à un kilomètre de profondeur.
Dans tout le tunnel, des halls souterrains ont été construits tous les un kilomètre et demi pour accueillir de gros équipements.
En plus du tunnel principal, un autre a été construit, un tunnel technique (photo ci-dessus), destiné aux câbles et tuyaux.
Le tunnel avait des sections rectilignes pour placer les systèmes technologiques de l'accélérateur, désignés sur le diagramme comme "SPP-1" (c'est là qu'entre un faisceau de particules d'un U-70) et "SPP-4" (les particules sont retirées d'ici). C'étaient des halls étendus jusqu'à 9 mètres de diamètre et environ 800 mètres de long.
Une gaine de ventilation d'une profondeur de 60 m (elle se trouve également sur le KDPV).
Décès et perspectives
En 1994, les constructeurs ont assemblé la dernière et la plus difficile section des conditions hydrogéologiques (en raison des eaux souterraines) du tunnel de 21 kilomètres. Au cours de la même période, l'argent s'est pratiquement tari, car les coûts du projet étaient proportionnels à la construction d'une centrale nucléaire. Il est devenu impossible de commander du matériel ou de payer des salaires aux travailleurs. La situation a été aggravée par la crise de 1998. Après la décision de participer au lancement du grand collisionneur de hadrons, l'UNK a finalement été abandonnée.
L'état actuel des tunnels, qui sont toujours surveillés.
Le LHC, mis en service en 2008, s'est avéré plus moderne et plus puissant, tuant finalement l'idée de réanimer le collisionneur russe. Cependant, il est impossible de simplement quitter le complexe géant et maintenant c'est une «valise sans poignée». Chaque année, de l'argent du budget fédéral est dépensé pour l'entretien des gardes et le pompage de l'eau des tunnels. Des fonds sont également consacrés au bétonnage de nombreuses salles qui attirent les amateurs d'exotisme industriel de toute la Russie.
Au cours des dix dernières années, diverses idées de rénovation du complexe ont été proposées. Le tunnel pourrait abriter un stockage à induction supraconducteur qui contribuerait à maintenir la stabilité du réseau électrique de toute la région de Moscou. Ou une champignonnière pourrait y être construite. Les idées sont nombreuses, mais elles reposent toutes sur un manque d'argent - même enterrer le complexe et le remplir complètement de béton coûte trop cher. En attendant, les grottes non revendiquées de la science restent un monument au rêve non réalisé des physiciens soviétiques.
La présence du LHC ne signifie pas l'élimination de tous les autres collisionneurs. L'accélérateur U-70 de l'Institut de physique des hautes énergies est toujours le plus grand en activité en Russie. L'accélérateur d'ions lourds NIKA est en cours de construction à Dubna près de Moscou. Sa longueur est relativement courte - NIKA comprendra quatre anneaux de 200 mètres - cependant, la zone dans laquelle le collisionneur fonctionnera devrait permettre aux scientifiques d'observer l'état «limite», lorsque les noyaux et les particules libérés par les noyaux atomiques existent simultanément. Pour la physique, ce domaine est considéré comme l'un des plus prometteurs.
Parmi les recherches fondamentales qui seront menées à l'aide du collisionneur NIKA, figure la modélisation d'un modèle microscopique de l'Univers primitif. Les scientifiques ont l'intention d'utiliser le collisionneur pour rechercher de nouvelles méthodes de traitement du cancer (irradiation d'une tumeur avec un faisceau de particules). De plus, l'installation permet d'étudier l'effet du rayonnement sur le fonctionnement de l'électronique. La construction du nouvel accélérateur devrait s'achever en 2023.
Mais les lecteurs ont immédiatement remarqué que c'est dans cette direction que le Grand Moscou s'est développé:
Bien qu'il existe encore des informations selon lesquelles il existe quelque part un ISF (stockage de combustible nucléaire usé).
