Линейный коллайдер в дубне: перспективы размещения и преимущества проекта

Интернациональная проектная несколько, размещение и статус коллайдера

Ускоритель ILC есть интернациональным проектом. В 2005 личные группы, разрабатывавшие разные варианты линейного коллайдера, объединились в Интернациональную проектную группу (МПГ), с тем дабы сконцентрировать упрочнения на проекте сверхпроводящего коллайдера ILC. Эта несколько включает в себя специалистов и учёных из ведущих проектных организаций и исследовательских центров Америки, Азии, Европы, включая многие российские университеты, а также ОИЯИ в Дубне, НИИЭФА им. Д. В. Ефремова, ИЯФ им. Г. И. Будкера, МГУ им. М. В. Ломоносова, и насчитывает свыше тысячи человек.
МПГ выработала и в 2007 году опубликовала трехтомный отчет о проекте ILC, включая оценку его стоимости, и по сей день продолжает работу над техническим проектированием, созданием прототипов совокупностей, индустриализацией производства сверхпроводящих ускорительных модулей, и изучением размещения коллайдера в нескольких выбранных местах, пригодных для работы коллайдера с позиций геологических условий.

До недавнего времени МПГ рассматривались следующие места для постройки ILC: вблизи Лаборатории им. Э. Ферми (США), в Японии (где рассматриваются пара мест в различных регионах) и вблизи CERN (Швейцария, Франция).

Во всех этих случаях из-за геологии местности тоннель ILC обязан размешаться на большой глубине — около 100 метров. Различия этих вариантов кроме этого кроются в геологии: к примеру, туннель вблизи Фермилаба возможно проложен в пласте прочного доломита и потребует минимальной отделки, в то время как туннель вблизи CERN, выстроенный в слоях не, испытывает недостаток во внутренней цементной отделке. В Японии, в связи с гористостью рельефа, размещение ILC будет различаться тем, что кое-какие из шахт, ведущих в туннель, нужно будет делать горизонтальными, из склона горы, либо с маленьким наклоном вместо стандартного вертикального размещения.

Около двух лет назад к числу вероятных мест для постройки ILC добавилось место вблизи Дубны, предложенное и проработанное ОИЯИ (Дубна, Российская Федерация). Расположение в Дубне отличается, например, успешной геологией, дающей возможность размещения ILC на малой глубине, что даст дополнительные преимущества. Вариант размещения в Дубне, воображающий особенный интерес для русских читателей, будет подробно обсужден ниже.

Техническое проектирование, осуществляемое МПГ, планируется завершить к концу 2012 – началу 2013 года, по окончании чего будет подготовлен детальный проект, включающий анализ вариантов конструкции для каждого конкретного расположения. Быть может, к этому времени покажутся первые результаты работы LHC, показывающие на диапазоны энергии и конкретные процессы, каковые должны быть изучены на ILC.

Вполне возможно сейчас начнется активное формирование коллаборации для постройки ILC, соревнование за его размещение на собственной территории и выбор конкретного месте для ILC.

Напоследок данной главы упомянем кроме этого о ведущихся изучениях в отношении принципиальной возможности создания линейного коллайдера с намного большей энергией (до 3 ТэВ) – CLIC, и о возможности создания мюонного коллайдера, сталкивающего тяжелые и нестабильные аналоги электронов – мюоны. Эти проекты смогут оказать помощь, если LHC укажет, что для изучения новых частиц нужны намного большие энергии.

Преимущества для страны, где ILC будет выстроен

масштабы и Организация работ по сооружению ускорителя ILC являются беспрецедентными. Широкое интернациональное сотрудничество на всех этапах реализации проекта разрешит его участникам взаимно применять лучшие научные и технологические успехи в собственных государствах.

По предварительным замыслам, страна, которая заинтересована в сооружении ILC на собственной территории, финансирует не меньше 30% стоимости реализации проекта.

Другое вносится вторыми государствами-участниками, причем вносится наукоемким и высокотехнологичным исследовательским оборудованием.

Последние десятилетия опыты в области физики элементарных частиц покупают все возрастающий интернациональный размах. Сотрудничество научных работников различных государств ведет к формированию тесных взаимного доверия и отношений, каковые смогут оказывать влияние на отношения между народами в долговременной возможности. Помимо этого, проникновение высококвалифицированных и инновационно инженеров и мыслящих учёных в сферу медицины, коммерции и промышленности, организация новых решения и формирование идей многих неприятностей являются огромным и ярким вкладом в развитие страны-хозяйки. Таковой «технологический переход людей» имеет огромное влияние на общество в целом.

Реализация проекта для того чтобы масштаба в области фундаментальных изучений, без сомнений, послужит замечательным стимулом для самая талантливой и подготовленной молодежи связать собственную жизнь с техникой и наукой, повысит престижность университетского и технического образования в государствах, вовлеченных в проект и, в особенности, в стране-хозяйке, разместившей проект на собственной территории. ILC сыграет неоценимую роль «магнита» для привлечения инженеров поколения и нового учёных, в которых испытывает недостаток общество.

Вовлеченность в высокотехнологичный проект специалистов и подобного масштаба учёных из РФ, непременно, будет содействовать ускоренному формированию передовых разработок в государствах-участниках, прежде всего в Российской Федерации.

Дубна как вероятное место размещения ILC

Современное интернациональное научное сообщество встретило со большим интересом инициативу по изучению возможности строительства ILC в Российской Федерации, в Дубне, предложенную Объединенным университетом ядерных изучений, являющимся интернациональной межгосударственной организацией, владеющей неповторимым опытом успешной реализации и организации широкомасштабных научно-исследовательских проектов на базе широкой кооперации научных промышленных предприятий и центров многих государств.

Главными преимуществами строительства ILC недалеко от Дубны можно считать следующие.

Наличие ОИЯИ — интернациональной межгосударственной организации, наибольшего физического центра с развитой инфраструктурой и квалифицированным персоналом — как базисной научной и организационной структуры будущего международного научного центра. ОИЯИ – интернациональный университет, в котором сотрудничают18 государств-участниц (еще 5 государств являются ассоциированными участниками). Соглашение между правительством РФ и ОИЯИ об особенном статусе научной организации введено в воздействие законом № 39-ФЗ от 02.01.2000 г., подписанным президентом РФ В. В. Путиным.

Разглядываемый вариант размещения на данный момент на севере Столичной области оптимизировался так, что вероятное размещение проходит через очень малозаселенную территорию, фактически свободную от индустрии, дорог и рек. На площадке нет биологических заповедников, религиозных и исторических монументов. Площадка не затрагивает национальные парки. Предлагаемое размещение тоннелей ускорителя в довольно сухом моренном слое исключает его авторитет на глубинное распределение подземных вод.

Разглядываемый район вблизи Дубны отличается полной сейсмической геологической стабильностью и устойчивостью.
Равнинный рельеф местности и неповторимые геологические условия разрешают разместить ILC на малой глубине (около двадцати метров) и вести строительство тоннелей, экспериментальных комнат и других подземных объектов с мельчайшими затратами, а также открытым методом.

Очень привлекательной изюминкой размещения комплекса ILC на выбранной территории есть неповторимая возможность решения вопроса о стоимости приобретения почвы.

Подобно тому, как это было сделано для ОИЯИ по соглашению между ОИЯИ и правительством РФ, будет вероятна передача всего надела земли, нужного для сооружения ILC, в бессрочное бесплатное пользование.

Разглядываемый вариант оптимален и наличием источников электричества достаточной мощности (ЛЭП 500 кВ, Конаковская ГРЭС, Удомльская АЭС) недалеко от строительства ILC.

К числу преимуществ строительства ILC у Дубны стоит кроме этого отнести:

— развитую совокупность всех связи и видов транспорта (успешное расположение, хорошие автомобильные и ЖД коммуникации, наличие водной артерии — бассейн реки Волги, хорошее размещение в Европейском регионе);
— наличие современной сетевой и информационно-вычислительной инфраструктуры, а также центра космической связи «Дубна», одного из наибольших в Европе);
— создание в Дубне в декабре 2005 года особенной экономической территории, снабжающей льготные условия для производства и разработки наукоемкой технической продукции.

Дубна владеет замечательным научным и техническим потенциалом.

Развитая инфраструктура разрешает дополнительно завлекать в уже сложившийся интернациональный коллектив высококвалифицированных экспертов из научных центров мира, снабжая им комфортные условия работы. Это позволяет обеспечить высокий уровень качества изучений на ILC и получение новых фундаментальных результатов принципиального научного значения. Новая масштабная задача привлечет в Дубну поток гениальной и высокообразованной молодежи.

Учитывая, что проект ILC рассматривается интернациональным научным сообществом как стратегически приоритетный в области физики высоких энергий, ученый совет Объединенного университета ядерных изучений поддержал идею размещения коллайдера в Дубне, советовал ОИЯИ учавствовать в подготовке проекта коллайдера и инвестировать соответствующие ресурсы в научные разработки. Комитет полномочных представителей (КПП) кабинетов министров стран — участников ОИЯИ утвердил эти решения. Проект ILC и мысль его размещения в окрестностях Дубны много раз выносились на дискуссию в Русском академии наук и приобрели активную помощь.

Кстати, ОИЯИ одним из первых начал действительно заниматься геологическими и проектными изучениями по вероятному будущему размещению коллайдера в окрестностях Дубны.

Эти изыскания велись с участием экспертов из ГСПИ (Национальный специальный проектный университет) – организации, спроектировавшей фактически все ядерные научные и энергетические центры на постсоветском пространстве.

Как раз ОИЯИ с ГСПИ в первый раз внесли предложение схемы и вариант ускорительного комплекса с приповерхностным залеганием как самый оптимальный по эксплуатации и затратам. на данный момент данный вариант – рабочий для ILC.

Начало дискусии по вопросу о строительстве и размещении ILC ожидается через 2–3 года, в то время, когда МПГ закончит техническое проектирование и в то время, когда, возможно, покажутся сигналы от LHC о наличии новых явлений, требующих детального изучения посредством ILC. На этом этапе, возможно, покажутся пара заявок на размещение ILC, предложенных заинтересованными государствами. Решение о размещении может занять еще 1–2 года и будет приниматься на уровне кабинетов министров государств-участниц.

Одним из серьёзных факторов в ответе вопроса о размещении ILC будет играться вывод интернациональной коллаборации, поддерживающей определенный вариант размещения. Долгое плодотворное сотрудничество ведущих европейских ускорительных центров — ДЭЗИ (Гамбург), INFN (Италия), ЦЕРН (Швейцария), и американских, японских и других центров — с русскими центрами, такими как ОИЯИ (Дубна), ИЯФ им. Г. И. Будкера СО РАН, ФИАН и ИЯИ РАН, с Национальным исследовательским центром «Курчатовский университет», с ИФВЭ, ИТЭФ, МГУ им. М. В. Ломоносова, и с Русским академией наук и многими вторыми ведомствами, институтами и организациями, есть значительным хорошим причиной для ответа о размещении ILC недалеко от Дубны.

Одним из наиболее значимых факторов в ответе вопроса о размещении ILC будет показанная предполагаемой страной-хозяйкой готовность осуществить научный проект для того чтобы масштаба в рамках широкой интернациональной координации. В последней части отечественной лекции мы желали бы упомянуть интернациональный проект НИКА, что может стать репетицией перед строительством и созданием ILC на площадке Дубны.

Проект ILC и проект НИКА

В составе широкой интернациональной коллаборации ОИЯИ трудится над проектом коллайдера тяжелых ионов НИКА. Проект НИКА, реализуемый на базе действующего в ОИЯИ сверхпроводящего ускорителя Нуклотрон, обеспечит встречные столкновения широкого комплекта ядер – от протона до золота, в широком диапазоне энергий столкновений (?sNN = 4–11 ГэВ), что разрешит вырабатывать максимально вероятную плотность барионной материи. Создается экспериментальная и инструментальная база, открывающая возможность изучений адронной (сильновзаимодействующей) материи в самые неожиданных и неизведанных до сих пор её проявлениях в экстремальных условиях фазовых превращений. В следствии будут осознаны первозданные свойства и фундаментальные принципы материи, обусловившие многообразие ее форм (от кваков до ядер), взята новая информация о эволюции Вселенной и процессах возникновения. Возможности комплекса НИКА недостижимы в других научных центрах мира и будут действенно дополнять существующие в мире мегапроекты, включая и Большой адронный коллайдер в CERN. С применением пучков частиц комплекса НИКА предполагается исполнение не только высококонкурентных программ в области фундаментальных наук, но и инновационных проектов в области радиобиологических изучений, радиотерапии, в первую очередь углеродной, как самая эффективной и перспективной, трансмутации ядерных отходов, нанотехнологий и во многих других.

Не обращая внимания на громадное различие в масштабах проектов ILC и НИКА, у них имеется большое количество неспециализированных линия.

Оба проекта являются громадные ускорительные комплексы со сверхпроводящими ускорителями (в НИКА сверхпроводящими будут магниты). Это указывает, что для работы нужны криогенные мощности: парк замечательных гелиевых компрессоров, гелиевые ожижительные установки, оборудование для транспортировки гелия по очень сильно разнесенным в пространстве элементам и системам и т. п. Криогеника – «сердце» для того чтобы комплекса. И она обязана развиваться и создаваться на самом раннем этапе создания установок. Рабочие температуры для коллайдера НИКА и ILC отличаются — соответственно 4,5 и 1,8 Кельвина. Однако оборудование возможно унифицировано. Дубна имеет обширный опыт проектирования, эксплуатации и создания сверхпроводящих устройств (гелиевых ожижителей, магнитов, ионных источников, криогенной диагностики и т. п.). Коллайдеру НИКА кроме этого нужен детектор, многие элементы которого имеют сходные параметры и конструкцию с детектором ILC.

Но более серьёзное сходство – это подход к созданию для того чтобы проекта, что основан на широком интернациональном сотрудничестве. НИКА, создаваемая интернациональной коллаборацией, обязана получить в 2015 году, в то время, когда уже будут известны результаты работы LHC и будут приниматься решения относительно того, как, в то время, когда и где необходимо строить линейный коллайдер. Научное и техническое сообщество, привлеченное для постройки и эксплуатации НИКА и сконцентрированное в Дубне, может принимать участие в следующем этапе и стать главной движущей силой по созданию ILC.

В Российской Федерации реализуется амбициозный проект по созданию коллайдера NICA


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: