El primer sincrofasotrón. Sincrofasotrón: qué es, principio de funcionamiento y descripción. ¿Qué es un sincrofasotrón en palabras simples?

Los parlamentarios del Reino Unido tardaron sólo 15 minutos en decidir una inversión gubernamental de mil millones de libras esterlinas para la construcción de un sincrofasotrón. Después de eso, discutieron acaloradamente el precio del café durante nada menos que una hora en el buffet parlamentario. Y así lo decidieron: bajaron el precio un 15%.

Parecería que las tareas no son comparables en complejidad, y todo, lógicamente, debería haber sucedido exactamente al revés. Una hora para la ciencia, 15 minutos para el café. ¡Pero no! Como resultó más tarde, la mayoría de los políticos respetables rápidamente dieron su más íntimo "a favor", sin tener la menor idea de qué es un "sincrofasotrón".

Querido lector, colmemos con usted este vacío de conocimiento y no seamos como la miopía científica de algunos camaradas.

¿Qué es un sincrofasotrón?

Sincrofasotrón es una instalación electrónica para investigación científica- acelerador cíclico partículas elementales(neutrones, protones, electrones, etc.). tiene una forma anillo enorme, con un peso de más de 36 mil toneladas. Sus imanes ultrapotentes y sus tubos aceleradores proporcionan a las partículas microscópicas una energía colosal de movimiento dirigido. En las profundidades del resonador fasotrón, a una profundidad de 14,5 metros, se producen transformaciones verdaderamente fantásticas a nivel físico: por ejemplo, un pequeño protón recibe 20 millones de electronvoltios y un ion pesado recibe 5 millones de eV. ¡Y esto es sólo una modesta fracción de todas las posibilidades!

Es gracias a las propiedades únicas del acelerador cíclico que los científicos pudieron descubrir lo más secretos escondidos del universo: estudiar la estructura de partículas insignificantes y los procesos físicos y químicos que ocurren dentro de sus capas; observe la reacción de síntesis con sus propios ojos; Descubre la naturaleza de objetos microscópicos hasta ahora desconocidos.

Phazotron marcó una nueva era de la investigación científica: un territorio de investigación donde el microscopio era impotente, del que incluso los escritores innovadores de ciencia ficción hablaban con gran cautela (¡su perspicaz vuelo creativo no podía predecir los descubrimientos realizados!).

Historia del sincrofasotrón

Inicialmente, los aceleradores eran lineales, es decir, no tenían una estructura cíclica. Pero pronto los físicos tuvieron que abandonarlos. Los requisitos de niveles de energía aumentaron: se necesitaba más. Pero la estructura lineal no pudo: los cálculos teóricos mostraron que, para estos valores, debía tener una longitud increíble.

• En 1929 El estadounidense E. Lawrence intenta resolver este problema e inventa un ciclotrón, el prototipo del fasotrón moderno. Las pruebas van bien. Diez años después, en 1939. Lawrence recibe el Premio Nobel.
• En 1938 En la URSS, el talentoso físico V.I Veksler comenzó a participar activamente en la creación y mejora de aceleradores. En febrero de 1944 Se le ocurre una idea revolucionaria sobre cómo superar la barrera energética. Wexler llama a su método "fase automática". Exactamente un año después, la misma tecnología fue descubierta de forma totalmente independiente por el científico estadounidense E. Macmillan.
• En 1949 en la Unión Soviética, bajo el liderazgo de V.I. Veksler y S.I. Vavilov, se está desarrollando un proyecto científico a gran escala: la creación de un sincrofasotrón con una potencia de 10 mil millones de electronvoltios. Durante 8 años, en el Instituto de Investigación Nuclear de la ciudad de Dubno en Ucrania, un grupo de físicos teóricos, diseñadores e ingenieros trabajaron minuciosamente en la instalación. Por eso también se le llama Sincrofasotrón Dubna.

El sincrofasotrón se puso en funcionamiento en marzo de 1957, seis meses antes del vuelo al espacio del primer satélite terrestre artificial.

¿Qué investigaciones se están llevando a cabo en el sincrofasotrón?

El acelerador cíclico resonante de Wechsler dio lugar a una galaxia de descubrimientos destacados en muchos aspectos de la física fundamental y, en particular, en algunos problemas controvertidos y poco estudiados de la teoría de la relatividad de Einstein:

• comportamiento de la estructura de quarks de los núcleos durante la interacción;
• la formación de partículas acumulativas como resultado de reacciones que involucran núcleos;
• estudiar las propiedades de los deuterones acelerados;
• interacción de iones pesados ​​con objetivos (prueba de resistencia de microcircuitos);
• Reciclaje de uranio-238.

Los resultados obtenidos en estas áreas se utilizan con éxito en la construcción de naves espaciales, el diseño de centrales nucleares, el desarrollo de robótica y equipos para trabajar en condiciones extremas. Pero lo más sorprendente es que una serie de estudios realizados en el sincrofasotrón están acercando cada vez más a los científicos a resolver el gran misterio del origen del Universo.

En esencia, un sincrofasotrón es una enorme instalación para acelerar partículas cargadas. Las velocidades de los elementos de este dispositivo son muy altas, al igual que la energía liberada. Al obtener una imagen de la colisión mutua de partículas, los científicos pueden juzgar las propiedades del mundo material y su estructura.

La necesidad de crear un acelerador se discutió incluso antes de la Gran guerra patriótica, cuando un grupo de físicos soviéticos dirigido por el académico A. Ioffe envió una carta al gobierno de la URSS. Destacó la importancia de crear una base técnica para estudiar la estructura del núcleo atómico. Estas cuestiones ya se convirtieron en el problema central de las ciencias naturales; su solución podría hacer avanzar la ciencia aplicada, los asuntos militares y la energía.

En 1949 se inició el diseño de la primera instalación, un acelerador de protones. Este edificio fue construido en Dubna en 1957. El acelerador de protones, llamado “sincrofasotrón”, es una estructura de enorme tamaño. Está diseñado como un edificio independiente de un instituto de investigación. La mayor parte del área de la estructura está ocupada por un anillo magnético con un diámetro de aproximadamente 60 m. Es necesario crear un campo electromagnético con las características requeridas. Es en el espacio del imán donde se aceleran las partículas.

Principio de funcionamiento del sincrofasotrón.

Inicialmente se pretendía construir el primer acelerador sincrofasotrón potente basándose en una combinación de dos principios, anteriormente utilizados por separado en el fasotrón y el sincrotrón. El primer principio es un cambio en la frecuencia del campo electromagnético, el segundo es un cambio en el nivel de intensidad del campo magnético.

El sincrofasotrón funciona según el principio de un acelerador cíclico. Para mantener la partícula en la misma órbita de equilibrio, la frecuencia del campo acelerador cambia. El haz de partículas siempre llega a la parte acelerada de la instalación en fase con un campo eléctrico de alta frecuencia. Al sincrofasotrón a veces se le llama sincrotrón de protones de enfoque débil. Un parámetro importante de un sincrofasotrón es la intensidad del haz, que está determinada por la cantidad de partículas que contiene.

El sincrofasotrón elimina casi por completo los errores y desventajas inherentes a su predecesor, el ciclotrón. Al cambiar la inducción del campo magnético y la frecuencia de recarga de las partículas, el acelerador de protones aumenta la energía de las partículas, dirigiéndolas en el curso deseado. La creación de tal dispositivo revolucionó la energía nuclear.

+ fase + electrón) es un acelerador cíclico resonante con una longitud de órbita de equilibrio constante durante el proceso de aceleración. Para que las partículas permanezcan en la misma órbita durante la aceleración, tanto el campo magnético principal como la frecuencia de aceleración cambian. campo eléctrico. Esto último es necesario para que el haz llegue siempre a la sección de aceleración en fase con el campo eléctrico de alta frecuencia. En el caso de que las partículas sean ultrarelativistas, la frecuencia de rotación, para una longitud orbital fija, no cambia al aumentar la energía, y la frecuencia del generador de RF también debe permanecer constante. Un acelerador de este tipo ya se llama sincrotrón.

en cultura

Fue este dispositivo el que el niño de primer grado "hacía en el trabajo" en la famosa canción de Alla Pugacheva "La canción del primer grado". El sincrofasotrón también se menciona en la comedia de Gaidai "Operación Y y las otras aventuras de Shurik". Este dispositivo también se muestra como ejemplo de la aplicación de la Teoría de la Relatividad de Einstein en el cortometraje educativo "¿Qué es la Teoría de la Relatividad?" En los programas de comedia sencillos para el público en general, a menudo aparece como un dispositivo científico "incomprensible" o un ejemplo de alta tecnología.

+ electrón) es un acelerador cíclico resonante con una longitud de órbita de equilibrio constante durante el proceso de aceleración. Para que las partículas permanezcan en la misma órbita durante el proceso de aceleración, tanto el campo magnético principal como la frecuencia del campo eléctrico acelerado cambian. Esto último es necesario para que el haz llegue siempre a la sección de aceleración en fase con el campo eléctrico de alta frecuencia. En el caso de que las partículas sean ultrarelativistas, la frecuencia de rotación, para una longitud orbital fija, no cambia al aumentar la energía, y la frecuencia del generador de RF también debe permanecer constante. Un acelerador de este tipo ya se llama sincrotrón.

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Notas

ver también

Por diseño A proposito

Un extracto que caracteriza el sincrofasotrón.

El rostro del general frunció el ceño, sus labios se torcieron y temblaron. Sacó un cuaderno, rápidamente dibujó algo con un lápiz, arrancó un trozo de papel, se lo dio, caminó rápidamente hacia la ventana, se arrojó sobre una silla y miró a los que estaban en la habitación, como preguntando: ¿por qué lo miran? Entonces el general levantó la cabeza, estiró el cuello, como si tuviera la intención de decir algo, pero inmediatamente, como si comenzara a tararear casualmente para sí mismo, emitió un sonido extraño, que inmediatamente se detuvo. Se abrió la puerta del despacho y apareció Kutuzov en el umbral. El general, con la cabeza vendada, como si huyera del peligro, se inclinó y se acercó a Kutuzov con pasos grandes y rápidos de sus delgadas piernas.
“Vous voyez le malheureux Mack, [Ves al desafortunado Mack]”, dijo con la voz quebrada.
El rostro de Kutuzov, de pie en la puerta de la oficina, permaneció unos instantes completamente inmóvil. Luego, como una ola, una arruga recorrió su rostro, su frente se alisó; Inclinó la cabeza respetuosamente, cerró los ojos, dejó pasar a Mac en silencio y cerró la puerta detrás de él.
El rumor, ya difundido antes, sobre la derrota de los austriacos y la rendición de todo el ejército en Ulm resultó ser cierto. Media hora más tarde, se enviaron ayudantes en diferentes direcciones con órdenes que demostraban que pronto las tropas rusas, hasta entonces inactivas, tendrían que enfrentarse al enemigo.
El príncipe Andrei era uno de esos pocos oficiales del cuartel general que creía que su principal interés era el curso general de los asuntos militares. Después de ver a Mack y escuchar los detalles de su muerte, se dio cuenta de que la mitad de la campaña estaba perdida, comprendió la dificultad de la posición de las tropas rusas e imaginó vívidamente lo que le esperaba al ejército y el papel que él tendría que desempeñar en ella. .

En 1957 Unión Soviética hizo un avance científico revolucionario en dos direcciones a la vez: en octubre se lanzó el primer satélite terrestre artificial, y unos meses antes, en marzo, comenzó a funcionar en Dubna el legendario sincrofasotrón, una instalación gigante para estudiar el micromundo. Estos dos acontecimientos conmocionaron al mundo entero y las palabras “satélite” y “sincrofasotrón” se arraigaron firmemente en nuestras vidas.

El sincrofasotrón es un tipo de acelerador de partículas cargadas. Las partículas que contienen se aceleran a altas velocidades y, por tanto, a altas energías. A partir de los resultados de sus colisiones con otras partículas atómicas, se juzga la estructura y propiedades de la materia. La probabilidad de colisiones está determinada por la intensidad del haz de partículas acelerado, es decir, el número de partículas que contiene, por lo que la intensidad, junto con la energía, es un parámetro importante del acelerador.

La necesidad de crear una base de aceleradores seria en la Unión Soviética fue anunciada a nivel gubernamental en marzo de 1938. Un grupo de investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Leningrado (LPTI), dirigido por el académico A.F. Ioffe se dirigió al presidente del Consejo de Comisarios del Pueblo de la URSS, V.M. Molotov con una carta en la que se proponía crear una base técnica para la investigación en el campo de la estructura. núcleo atómico. Las cuestiones sobre la estructura del núcleo atómico se convirtieron en uno de los problemas centrales de las ciencias naturales, y la Unión Soviética se quedó muy atrás en su solución. Entonces, si Estados Unidos tenía al menos cinco ciclotrones, entonces la Unión Soviética no tenía ninguno (el único ciclotrón del Instituto de Radio de la Academia de Ciencias (RIAN), lanzado en 1937, prácticamente no funcionó debido a defectos de diseño). El llamamiento a Molotov contenía una solicitud para crear las condiciones para completar la construcción del ciclotrón LPTI antes del 1 de enero de 1939. Los trabajos de creación, que comenzaron en 1937, fueron suspendidos por inconsistencias departamentales y el cese de financiación.

En noviembre de 1938, S.I. Vavilov, en un llamamiento al Presidium de la Academia de Ciencias, propuso construir el ciclotrón LPTI en Moscú y transferir el laboratorio de I.V. al Instituto de Física de la Academia de Ciencias (FIAN) desde LPTI. Kurchatova, quien participó en su creación. Sergei Ivanovich quería que el laboratorio central para el estudio del núcleo atómico estuviera ubicado en el mismo lugar donde se encontraba la Academia de Ciencias, es decir, en Moscú. Sin embargo, no recibió apoyo en LPTI. La controversia terminó a finales de 1939, cuando A.F. Ioffe propuso crear tres ciclotrones a la vez. El 30 de julio de 1940, en una reunión del Presidium de la Academia de Ciencias de la URSS, se decidió encargar a RIAN que modernizara el ciclotrón existente este año y a FIAN que lo preparara antes del 15 de octubre. materiales necesarios para la construcción de un nuevo y potente ciclotrón, y LFTI, para completar la construcción del ciclotrón en el primer trimestre de 1941.

En relación con esta decisión, FIAN creó el llamado equipo ciclotrón, que incluía a Vladimir Iosifovich Veksler, Sergei Nikolaevich Vernov, Pavel Alekseevich Cherenkov, Leonid Vasilyevich Groshev y Evgeniy Lvovich Feinberg. El 26 de septiembre de 1940, la Oficina del Departamento de Ciencias Físicas y Matemáticas (OPMS) escuchó información de V.I. Wexler sobre las especificaciones de diseño del ciclotrón, aprobó sus principales características y estimaciones de construcción. El ciclotrón fue diseñado para acelerar los deuterones a una energía de 50 MeV.

Así que llegamos a lo más importante: a la persona que en aquellos años hizo una contribución significativa al desarrollo de la física en nuestro país: Vladimir Iosifovich Veksler. Este destacado físico se discutirá más a fondo.

V. I. Veksler nació en Ucrania en la ciudad de Zhytomyr el 3 de marzo de 1907. Su padre murió en la Primera Guerra Mundial.

En 1921, durante un período de grave hambruna y devastación, con grandes dificultades y sin dinero, Volodya Veksler se encontró hambriento en el Moscú anterior a la NEP. El adolescente se encuentra en una casa comunal establecida en Khamovniki, en una antigua mansión abandonada por los propietarios.

Wexler se distinguió por su interés por la física y la ingeniería de radio práctica; él mismo montó un receptor de radio detector, lo que en aquellos años era una tarea inusualmente difícil, leía mucho y estudiaba bien en la escuela.
Después de abandonar la comuna, Wexler conservó muchas de las opiniones y hábitos que había fomentado.
Observemos que la generación a la que pertenecía Vladimir Iosifovich, la inmensa mayoría trataba los aspectos cotidianos de sus vidas con total desdén, pero estaba fanáticamente interesada en los problemas científicos, profesionales y sociales.

Wexler, junto con otros comuneros, se graduó de la escuela de nueve años. escuela secundaria y, junto con todos los egresados, ingresó como obrero a la producción, donde trabajó como electricista durante más de dos años.
Su sed de conocimiento, su amor por los libros y su rara inteligencia se hicieron notar y, a finales de los años 20, el joven recibió un "boleto Komsomol" para el instituto.
Cuando Vladimir Iosifovich se graduó de la universidad, se llevó a cabo otra reorganización de las instituciones de educación superior y se cambiaron sus nombres. Resultó que Wexler ingresó en el Instituto Plejánov de Economía Nacional, se graduó en el MPEI (Instituto de Energía de Moscú) y obtuvo el título de ingeniero con especialidad en tecnología de rayos X.
Ese mismo año ingresó al laboratorio de análisis estructural de rayos X del Instituto Electrotécnico de toda la Unión en Lefortovo, donde Vladimir Iosifovich comenzó su trabajo en la construcción. instrumentos de medición y estudiar métodos para medir la radiación ionizante, es decir. corrientes de partículas cargadas.

Wexler trabajó en este laboratorio durante 6 años y rápidamente ascendió de asistente de laboratorio a gerente. Aquí ya ha aparecido la característica "caligrafia" de Wexler como un talentoso científico experimental. Su alumno, el profesor M. S. Rabinovich, escribió posteriormente en sus memorias sobre Wexler: “Durante casi 20 años él mismo montó e instaló varias instalaciones que inventó, sin rehuir nunca ningún trabajo. Esto le permitió ver no solo la fachada, no solo su ideológica. lado , pero también todo lo que se esconde detrás de los resultados finales, detrás de la precisión de las mediciones, detrás de los brillantes gabinetes de las instalaciones. Estudió y reaprendió toda su vida hasta los últimos años de su vida, por las tardes, durante las vacaciones. Estudié cuidadosamente y tomé notas sobre trabajos teóricos”.

En septiembre de 1937, Wexler se trasladó del Instituto Electrotécnico de toda la Unión al Instituto de Física de la Academia de Ciencias de la URSS que lleva el nombre de P. N. Lebedev (FIAN). Este fue un evento importante en la vida del científico.

En ese momento, Vladimir Iosifovich ya había defendido su tesis doctoral, cuyo tema era el diseño y aplicación de los "amplificadores proporcionales" que había diseñado.

En FIAN, Wexler comenzó a estudiar los rayos cósmicos. A diferencia de A.I. Alikhanov y sus colegas, que se enamoraron del pintoresco monte Aragats en Armenia, Wexler participó en expediciones científicas al Elbrus y luego al Pamir, el Techo del Mundo. Físicos de todo el mundo estudiaron corrientes de partículas cargadas de alta energía que no se podían obtener en laboratorios terrestres. Los investigadores se acercaron a las misteriosas corrientes de radiación cósmica.

Incluso ahora, los rayos cósmicos ocupan un lugar importante en el arsenal de los astrofísicos y especialistas en física de altas energías, y se proponen teorías apasionantes e interesantes sobre su origen. Al mismo tiempo, era simplemente imposible obtener partículas con tal energía para estudiarlas, y para los físicos simplemente era necesario estudiar su interacción con campos y otras partículas. Ya en los años treinta, muchos científicos atómicos tuvieron una idea: qué bueno sería obtener partículas de energías "cósmicas" tan altas en el laboratorio utilizando instrumentos confiables para estudiar partículas subatómicas, cuyo método de estudio era uno: el bombardeo (como decían). En sentido figurado solía decir y rara vez digo ahora) unas partículas por otras. Rutherford descubrió la existencia del núcleo atómico bombardeando átomos con poderosos proyectiles: partículas alfa. Las reacciones nucleares se descubrieron utilizando el mismo método. para cumplir uno elemento químico en otro, fue necesario cambiar la composición del núcleo. Esto se logró bombardeando núcleos con partículas alfa, y ahora con partículas aceleradas en potentes aceleradores.

Después de la invasión de la Alemania nazi, muchos físicos se involucraron inmediatamente en trabajos de importancia militar. Wexler interrumpió su estudio de los rayos cósmicos y comenzó a diseñar y mejorar equipos de radio para las necesidades del frente.

En ese momento, el Instituto de Física de la Academia de Ciencias, al igual que otros institutos académicos, fue evacuado a Kazán. Recién en 1944 fue posible organizar una expedición al Pamir desde Kazán, donde el grupo de Wexler pudo continuar la investigación iniciada en el Cáucaso sobre los rayos cósmicos y los procesos nucleares causados ​​por partículas de alta energía. Sin considerar en detalle la contribución de Wexler al estudio de los procesos nucleares asociados con los rayos cósmicos, a los que dedicó muchos años de su trabajo, podemos decir que fue muy significativo y dio muchos resultados importantes. Pero quizás lo más importante es que su estudio de los rayos cósmicos le llevó a ideas completamente nuevas sobre la aceleración de partículas. En las montañas, a Wexler se le ocurrió la idea de construir aceleradores de partículas cargadas para crear sus propios “rayos cósmicos”.

Desde 1944, V. I. Veksler se trasladó a una nueva dirección, que ocupó el lugar principal en su trabajo científico. Desde entonces, el nombre de Wexler ha estado asociado para siempre con la creación de grandes aceleradores de "fase automática" y el desarrollo de nuevos métodos de aceleración.

Sin embargo, no perdió el interés por los rayos cósmicos y continuó trabajando en este campo. Wexler participó en expediciones científicas de alta montaña al Pamir durante 1946-1947. En los rayos cósmicos se detectan partículas de energías increíblemente altas, inaccesibles a los aceleradores. Para Wexler estaba claro que el "acelerador natural" de partículas de energías tan altas no se puede comparar con la "creación de manos humanas".

Wexler propuso una salida a este impasse en 1944. El autor llamó autofase al nuevo principio por el cual funcionaban los aceleradores de Wechsler.

En ese momento, se había creado un acelerador de partículas cargadas del tipo "ciclotrón" (Wechsler, en un artículo de periódico popular, explicó el principio de funcionamiento del ciclotrón de la siguiente manera: "En este dispositivo, una partícula cargada, que se mueve en un campo magnético en espiral, es continuamente acelerado por un campo eléctrico alterno. Gracias a esto, es posible comunicar a las partículas del ciclotrón una energía de 10-20 millones de electronvoltios"). Pero quedó claro que con este método no se podía superar el umbral de 20 MeV.

En un ciclotrón, el campo magnético cambia cíclicamente, acelerando las partículas cargadas. Pero en el proceso de aceleración, la masa de las partículas aumenta (como debería ser según la TER, la teoría especial de la relatividad). Esto provoca una interrupción del proceso: después de un cierto número de revoluciones, el campo magnético, en lugar de acelerar, comienza a ralentizar las partículas.

Wexler propone comenzar a aumentar lentamente el campo magnético en el ciclotrón con el tiempo, alimentando el imán. corriente alterna. Entonces resulta que, en promedio, la frecuencia de rotación de las partículas en un círculo se mantendrá automáticamente igual a la frecuencia del campo eléctrico aplicado a los dees (un par de sistemas magnéticos que curvan la trayectoria y aceleran las partículas con un campo magnético).

Con cada paso a través de la rendija de las dees, las partículas tienen y además reciben un aumento diferente de masa (y, en consecuencia, reciben un incremento diferente en el radio a lo largo del cual las gira el campo magnético) dependiendo del voltaje del campo entre las dees. en el momento de aceleración de una partícula dada. Entre todas las partículas, se pueden distinguir las partículas de equilibrio ("afortunadas"). Para estas partículas, el mecanismo que mantiene automáticamente la constancia del período orbital es especialmente sencillo.

Las partículas "afortunadas" experimentan un aumento de masa y un aumento del radio del círculo cada vez que pasan por la rendija. Compensa con precisión la disminución del radio causada por el incremento del campo magnético durante una revolución. En consecuencia, las partículas "afortunadas" (en equilibrio) pueden acelerarse resonantemente siempre que aumente el campo magnético.

Resultó que casi todas las demás partículas tienen la misma capacidad, solo que la aceleración dura más. Durante el proceso de aceleración, todas las partículas experimentarán oscilaciones alrededor del radio orbital de las partículas en equilibrio. La energía de las partículas en promedio será igual a la energía de las partículas en equilibrio. Entonces, casi todas las partículas participan en la aceleración resonante.

Si, en lugar de aumentar lentamente el campo magnético en el acelerador (ciclotrón) con el tiempo, alimentando el imán con corriente alterna, aumentamos el período del campo eléctrico alterno aplicado a los DEES, entonces se establecerá el modo de "fase automática".

"Puede parecer que para que se produzca la fase automática y la aceleración resonante, es necesario cambiar en el tiempo el campo magnético o el período eléctrico. De hecho, esto no es así. Quizás el concepto más simple (pero lejos de serlo) simple en su implementación práctica), el método de aceleración, establecido por el autor antes que otros métodos, se puede implementar con un campo magnético constante en el tiempo y una frecuencia constante."

En 1955, cuando Wexler escribió su folleto sobre aceleradores, este principio, como señaló el autor, formó la base de un acelerador, un microtrón, un acelerador que requería potentes fuentes de microondas. Según Wexler, el microtrón “aún no se ha generalizado (1955). Sin embargo, desde hace varios años funcionan varios aceleradores de electrones con energías de hasta 4 MeV”.

Wexler fue un brillante divulgador de la física, pero, desafortunadamente, debido a su apretada agenda, rara vez publicaba artículos populares.

El principio de fase automática ha demostrado que es posible tener una región de fase estable y, por tanto, es posible cambiar la frecuencia del campo acelerador sin temor a salir de la región de aceleración resonante. Sólo necesitas elegir la fase de aceleración adecuada. Al cambiar la frecuencia del campo fue posible compensar fácilmente el cambio en la masa de las partículas. Además, cambiar la frecuencia permitió acercar la espiral del ciclotrón que gira rápidamente a un círculo y acelerar las partículas hasta que la intensidad del campo magnético fue suficiente para mantener las partículas en una órbita determinada.

El acelerador descrito con fase automática, en el que cambia la frecuencia del campo electromagnético, se llama sincrociclotrón o fasotrón.

El sincrofasotrón utiliza una combinación de dos principios de fase automática. El primero de ellos se encuentra en el corazón del fasotrón, que ya se ha mencionado: es un cambio en la frecuencia del campo electromagnético. El segundo principio se utiliza en los sincrotrones: aquí cambia la intensidad del campo magnético.

Desde el descubrimiento de la fase automática, los científicos e ingenieros han comenzado a diseñar aceleradores capaces de generar miles de millones de electronvoltios. El primero de ellos en nuestro país fue un acelerador de protones: un sincrofasotrón de 10 mil millones de electronvoltios en Dubna.

El diseño de este gran acelerador comenzó en 1949 por iniciativa de V. I. Veksler y S. I. Vavilov, y se puso en funcionamiento en 1957. El segundo gran acelerador se construyó en Protvino, cerca de Serpukhov, con una energía de 70 GeV. Actualmente trabajan en ello no sólo investigadores soviéticos, sino también físicos de otros países.

Pero mucho antes del lanzamiento de dos aceleradores gigantes “de miles de millones de dólares”, se construyeron aceleradores de partículas relativistas en el Instituto de Física de la Academia de Ciencias (FIAN), bajo la dirección de Wexler. En 1947, se lanzó un acelerador de electrones de hasta 30 MeV de energía, que sirvió como modelo de un acelerador de electrones más grande: un sincrotrón con una energía de 250 MeV. El sincrotrón se lanzó en 1949. Utilizando estos aceleradores, los investigadores del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de la URSS realizaron trabajos de primer nivel sobre la física de los mesones y el núcleo atómico.

Después del lanzamiento del sincrofasotrón de Dubna, comenzó un período de rápido progreso en la construcción de aceleradores de alta energía. Se construyeron y pusieron en funcionamiento muchos aceleradores en la URSS y otros países. Estos incluyen el ya mencionado acelerador de 70 GeV en Serpukhov, 50 GeV en Batavia (EE.UU.), 35 GeV en Ginebra (Suiza) y 35 GeV en California (EE.UU.). Actualmente, los físicos se proponen la tarea de crear aceleradores de varios teraelectrones-voltios (teraelectrones-voltios - 1012 eV).

En 1944, cuando nació el término "autofase". Wexler tenía 37 años. Wexler resultó ser un talentoso organizador. trabajo científico y director de la escuela científica.

El método de autofase, como una fruta madura, estaba esperando a un científico-vidente que la sacara y tomara posesión de ella. Un año más tarde, independientemente de Wexler, el famoso científico estadounidense McMilan descubrió el principio de autofase. Reconoció la prioridad del científico soviético. McMillan se reunió con Wexler más de una vez. Eran muy amigables y la amistad de dos científicos notables nunca se vio eclipsada por nada hasta la muerte de Wexler.

Aceleradores incorporados últimos años Aunque se basan en el principio de autofase de Wechsler, por supuesto han mejorado significativamente en comparación con las máquinas de primera generación.

Además de la fase automática, a Wexler se le ocurrieron otras ideas para la aceleración de partículas que resultaron muy fructíferas. El desarrollo de estas ideas de Wexler se persigue ampliamente en la URSS y otros países.

En marzo de 1958 tuvo lugar la tradicional reunión anual de la Academia de Ciencias de la URSS en la Casa de los Científicos de la calle Kropotkinskaya. Wexler esbozó la idea de un nuevo principio de aceleración, al que llamó "coherente". Le permite acelerar no solo partículas individuales, sino también coágulos de plasma que consisten en gran número partículas. El método de aceleración "coherente", como dijo cautelosamente Wechsler en 1958, permite pensar en la posibilidad de acelerar partículas a energías de mil billones de electronvoltios e incluso más.

En 1962, Wexler, al frente de una delegación de científicos, voló a Ginebra para participar en la Conferencia Internacional sobre Física de Altas Energías. Entre los cuarenta miembros de la delegación soviética se encontraban físicos tan destacados como A. I. Alikhanov, N. N. Bogolyubov, D. I. Blokhintsev, I. Ya Pomeranchuk, M. A. Markov. Muchos de los científicos de la delegación eran especialistas en aceleradores y estudiantes de Wexler.

Vladimir Iosifovich Veksler fue durante varios años presidente de la Comisión de Física de Altas Energías de la Unión Internacional de Física Teórica y Aplicada.

El 25 de octubre de 1963, Wexler y su colega estadounidense, Edwin McMillan, director del laboratorio de radiación de la Universidad Lawrence de California, recibieron el Premio Átomos Estadounidenses para la Paz.

Wexler era el director permanente del Laboratorio de Alta Energía del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna. Ahora la calle que lleva su nombre nos recuerda la estancia de Wexler en esta ciudad.

El trabajo de investigación de Wexler se concentró en Dubna durante muchos años. Combinó su trabajo en el Instituto Conjunto de Investigaciones Nucleares con el trabajo en el Instituto de Física P. N. Lebedev, donde en su lejana juventud comenzó su carrera como investigador y fue profesor en la Universidad Estatal de Moscú, donde dirigió el departamento.

En 1963, Wexler fue elegido secretario académico del departamento. física nuclear Academia de Ciencias de la URSS y ocupó permanentemente este importante cargo.

Los logros científicos de V. I. Veksler fueron muy apreciados, otorgándole el Premio Estatal de Primer Grado y el Premio Lenin (1959). Las destacadas actividades científicas, pedagógicas, organizativas y sociales del científico recibieron tres Órdenes de Lenin, la Orden de la Bandera Roja del Trabajo y medallas de la URSS.

Vladimir Iosifovich Veksler murió repentinamente el 20 de septiembre de 1966 a causa de un segundo infarto. Tenía sólo 59 años. En la vida siempre pareció más joven de lo que era, era enérgico, activo e incansable.