Леонид Дюк - Теория поля

Вдоль правой стены стояли шкафы, забитые документами, диван, кресла и журнальный столик. На столике в беспорядке валялись разнообразные журналы и газеты.

Это центр управления синхротроном, – начал Цыпкин. – Слева – рабочие места для проведения экспериментов и анализа результатов. Прямо перед тобой – центральный пульт. За пультом – дядя Лева, для тебя – Лев Семенович Бриль, главный инженер всего этого безобразия. Ни один серьезный эксперимент не обходится без его участия, ну и тебе, естественно, тоже придется с ним работать.

Лев Семенович полностью оправдывал свое имя и был похож на старого доброго льва: его седые волосы, как на голове, так и на пышной бороде, торчали в разные стороны, создавая большую густую «гриву». Можно было также подумать, что его кто-то либо только что сильно напугал, либо подключил к источнику высокого напряжения. Завершали образ классические очки в массивной, роговой оправе на характерном носу.

Лев Семенович поднялся со своего места и приблизился к посетителям. Протянул руку, откровенно и с интересом разглядывая Козырева с головы до пят. Козырев пожал ее и представился:

– Арсений, очень приятно! – юноша не смог сдержать улыбку. Имя слишком уж точно соответствовало внешнему виду главного инженера. К счастью, Бриль и не думал воспринимать спонтанную реакцию гостя как насмешку.

– Добро пожаловать! Всегда рады свеженькой молодежи, – радушно сказал он.

– В соседнем помещении, – продолжил тем временем экскурсию Сергей Львович, – собственно ускоритель, а еще дальше по коридору – инжектор элементарных частиц. Если будешь себя хорошо вести и договоришься с дядей Левой, он тебе потом когда-нибудь все это покажет.

После того как физика забралась глубоко внутрь вещества, было открыто строение атома, его ядра, элементарные частицы и способы их взаимодействий – наблюдать происходящие явления воочию стало невозможно. Ученым пришлось придумывать новые методы исследований. Одним из основных таких методов стал анализ последствий соударения элементарных частиц, обладающих высокой энергией, друг с другом или с веществом. И чем выше энергия, тем больше информации можно получить, анализируя итоги такого взаимодействия. Чтобы добиться необходимого эффекта, предстояло научиться как следует разгонять частицу. Чем быстрее она двигалась, тем выше энергия соударения, тем более интересные результаты поступали в распоряжение ученых.

Поскольку многие частицы имели электрический заряд, логичным образом напрашивалась идея использовать для их ускорения электрическое поле. Сначала появились линейные ускорители – в них частица разгонялась в прямой трубе. Но неизбежные ограничения по длине канала не давали возможности достичь высоких энергий: при скоростях, сравнимых со скоростью света, даже самая длинная труба слишком быстро заканчивалась. Тогда ученые стали пытаться запускать частицы по кругу. Появились циклотроны для ускорения протонов и бетатроны – для электронов.

Но вскоре и этого оказалось недостаточно. Протон от такой непростой жизни изрядно прибавлял в весе и прилетал к ускоряющим электродам не вовремя, в тот момент, когда поле имело противоположное направление, и, вместо того чтобы ускоряться, наоборот, снижал скорость. Электрон же начинал совершенно неприлично излучать направо и налево электромагнитные волны, которые уносили вместе с собой львиную долю достигнутой с таким трудом энергии.

Тогда ученые стали пытаться синхронизировать момент воздействия ускоряющего электрического поля с местоположением частицы, а также менять по хитрым законам магнитное поле, которое заставляло частицы постоянно находиться на нужной орбите. Появились синхротроны, синхроциклотроны и синхрофазотроны.

Но самого факта соударения частиц явно недостаточно. Необходимо его зафиксировать, а кроме того, каким-то образом записать последствия его свершения. Например, сфотографировать треки частиц до и после взаимодействия. И уже на основании этих треков делать выводы о том, какие частицы и с какими энергиями образовались после соударения. Таких способов регистрации результатов за все время исследований придумали множество, а приборы, которые позволяют осуществить это на практике, назвали детекторами или регистраторами.

Синхротрон, на который Цыпкин привел Козырева, строился в пятидесятые годы двадцатого века, а посему был хоть и заслуженным, но уже довольно-таки старым. Конечно, его не раз модернизировали, но все же он казался дедушкой среди прочих российских ускорителей.