Физики из России создали "холодильник" для немецкого ускорителя антиматерии

Специалисты из Института ядерной физики СО РАН собрали прототип особой системы охлаждения для ускорителя антиматерии HESR, который будет построен в Дармштадте для изучения секретов экзотических ядер.

Кольцо ускорителя HESR будет построено в ближайшие 10-15 лет на площадке Центра по изучению ионов и антипротонов (FAIR), сооружение которого началось в 2010 году на территории немецкого Дармштадта. На его создание будет потрачено свыше 1,6 миллиарда евро, а также усилия примерно трех тысяч ученых, в том числе и российских инженеров и физиков.

В этом ускорителе будут сталкиваться очень узкие, но при этом плотные пучки тяжелых ионов и антипротонов, чья взаимная аннигиляция поможет физикам заглянуть внутрь ядер сверхтяжелых атомов, изучить их структуру и понять, что удерживает их от распада.

Одной из самых важных частей этого ускорителя, как отмечает Пархомчук, станет так называемый "холодильник" — особая установка, которая будет "сжимать" пучки ионов, охлаждая их до более низких температур. Сжатие пучков ускорит накопление частиц в кольце HESR и позволит ученым получать более четкую картинку при изучении тайн микромира.

Подобное охлаждение осуществляется не путем снижения температуры в ускорителе, а при помощи специального устройства, вырабатывающего узкие пучки электронов, движущихся с той же скоростью, что и разгоняемая материя. Они "врезаются" в облако ионов и сталкиваются с ними, что приводит к тому, что электроны разгоняются еще сильнее, а самые быстрые ионы тормозятся.

В результате этого возникает очень однородный и узкий пучок частиц, с которым гораздо проще работать, чем с хаотичным "облаком" из ионов или частиц антиматерии, которое возникает при их разгоне в других частях ускорителя и расширяется на весь его "тоннель".

Для повышения качества работы подобного "холодильника" и понижения уровня помех российские физики построили его на базе полностью "беспроводных" компонентов. Электроэнергия, необходимая для работы его магнитов, вырабатывается при помощи особой газовой турбины, в которую непрерывно закачивается инертный газ, а его работой физики будут управлять при помощи радиосигналов.