Магнит весом тридцать шесть тысяч тонн, кольцо диаметром шестьдесят метров и десять миллиардов электронвольт — больше, чем у кого-либо на планете. Кто строил дубненский синхрофазотрон, зачем при нём создали международный институт, что на нём открыли и почему его разобрали.
В апреле 1957 года, за полгода до спутника, в Дубне запустили машину, о которой тогда писали меньше, чем о ракетах, но которую физики всего мира знали наперечёт. Синхрофазотрон разгонял протоны до десяти гигаэлектронвольт — американский «Бэватрон» в Беркли давал шесть. Пять лет Советский Союз держал мировой рекорд по энергии частиц, и все эти годы к нему ездили, как в Мекку, — из Польши, Китая, ГДР, а позже и из ЦЕРНа.
Кто и как строил синхрофазотрон в Дубне
Решение о постройке приняли в 1949-м, когда Курчатов убедил правительство, что после бомбы стране нужна фундаментальная физика, а ей — большой ускоритель. Место выбрали на Волге у посёлка Ново-Иваньково, потом оно стало Дубной. Принцип автофазировки, на котором работает машина, придумал Владимир Векслер ещё в 1944-м — независимо от американца Макмиллана, с которым они потом делили премию «Атом для мира».
Строили семь лет. Главная деталь — кольцевой электромагнит: тридцать шесть тысяч тонн стали, тогда крупнейший в мире. Его собирали из пластин, которые везли по железной дороге, и чтобы кольцо не просело, под него забили сваи до скальных пород. Пуск состоялся 15 марта 1957-го, проектную энергию взяли в апреле.
Зачем в Дубне создали Объединённый институт ядерных исследований
В 1956 году, когда ускоритель почти достроили, Хрущёв предложил странам социалистического лагеря сделать его общим — в ответ на ЦЕРН, который Запад основил двумя годами раньше. Одиннадцать стран подписали соглашение, и Дубна стала первым международным научным центром в СССР: с иностранными сотрудниками, зарплатами в рублях по договору и относительной свободой публикаций.
Синхрофазотрон отдали институту, а посёлок сделали городом. За ним последовали другие установки, но именно кольцо с магнитом было главным аргументом: без него ни Польша, ни Китай в институт не пошли бы. Флаги стран-участниц у входа стоят до сих пор.
Что открыли на синхрофазотроне
Главное открытие пришлось на 1960 год: группа Ван Ганчана из Китая нашла антисигма-минус-гиперон — первую античастицу, открытую не в США. Дальше были исследования рассеяния протонов, рождения мезонов, первые опыты с релятивистскими ядрами, которые в семидесятые сделали Дубну центром ядерной физики тяжёлых ионов. На машине защитили сотни диссертаций и подготовили школу, из которой вышли будущие руководители ускорительных центров от Протвино до Новосибирска.
Рекорд продержался до 1959-го, когда ЦЕРН запустил свой протонный синхротрон на двадцать восемь гигаэлектронвольт. Дальше гонку за энергией выигрывали американцы и европейцы, а Дубна ушла в нишу тяжёлых ионов, где осталась одной из первых.
Почему синхрофазотрон остановили и что на его месте
Машина работала сорок пять лет и была остановлена в 2002 году: слишком много электричества при слишком малой энергии по современным меркам. Магнит начали разбирать в 2005-м, и тридцать шесть тысяч тонн стали ушли в переплавку. Внутри старого кольца построили сверхпроводящий нуклотрон, а рядом — коллайдер NICA, который должен сталкивать тяжёлые ионы. Здание сохранили: под старым куполом теперь новый ускоритель, а у входа — табличка о том, что здесь стояла первая машина.