Ускоритель частиц в Армении

С чего всё началось?

Основанный в 1943 году как филиал Ереванского государственного университета выдающимися физиками Абрамом Алихановым и Артемом Алиханяном, ЕрФИ быстро стал опорой научных устремлений Армении. Уже через два года на склонах горы Арагац были построены высокогорные станции для изучения космических лучей — Нор Амберд на высоте 2000 метров и станция Арагац на 3200 метрах.

Правительственная делегация во главе с Брежневым у павильона Армянской ССР на ВДНХ, рядом с макетом ускорителя

К 1960-м годам мечта буквально ушла под землю — команда ЕрФИ начала строительство масштабного комплекса ускорителей, предназначенного для передовых исследований в области ядерной и физики высоких энергий.

Символ по имени «Арус»

Приближаясь к ЕрФИ, вы заметите по правую руку необычную скульптуру — загадочную двустороннюю фигуру из красного туфа, высотой около трёх метров. Это — Арус, также известная как «Армянский Сфинкс». Имя «Арус» — одновременно распространённое армянское женское имя и аббревиатура, обозначающая «Армянский Ускоритель». Говорят, что название «Армянский Сфинкс» придумал Артем Алиханян, основатель Института физики.

Созданная скульптором Арто Чакмакчяном, Арус — это не просто произведение искусства, а дань мечтам и упорству, стоявшим за научным подъёмом Армении. Она словно стережёт вход в подземные залы, где когда-то гремела наука.

Крепость из бетона и базальта

Далее вы увидите большую вывеску на русском языке на здании слева: «ЕрФИ»

В 1965 году был завершён линейный ускоритель LU-75. Спустя два года к нему присоединился синхротрон на 6 ГэВ.

Хотя по мощности он не может сравниться с современными гигантами вроде CERN, этот комплекс когда-то был одним из самых передовых в СССР, обеспечивая свыше 5000 часов работы в год на пике своей активности.

Синхротрон «Арус» диаметром около 70 метров и протяжённостью кольца примерно 220 метров был разработан для ускорения электронов до энергии в 6 ГэВ. Ускоритель также создавал пучок линейно поляризованных фотонов в диапазоне 0,9–1,8 ГэВ, что позволяло проводить точные эксперименты по взаимодействию частиц.

Технические характеристики:

• Диаметр: 70 м

• Год запуска: 1967

• Энергия электронов: до 6 ГэВ (проектная), 4.15–4.5 ГэВ (рабочая)

• Фотонный пучок: 0.9–1.8 ГэВ (линейно поляризованные фотоны)

• Экспериментальные установки: магнитные спектрометры и нейтронные ходоскопы для точных измерений
  

Научный вклад

Синхротрон «Арус» стал платформой для целого ряда новаторских экспериментов в области физики частиц. Один из ключевых проектов — измерение асимметрии фоторасщепления дейтрона при энергии фотонов до 1.8 ГэВ, на угле 90° в системе центра масс. В ходе эксперимента, проводимого с использованием магнитного спектрометра для протонов и нейтронного ходоскопа, были выявлены расхождения с принятыми моделями кварковых взаимодействий, что поставило под сомнение правила подсчёта составных кварков.

Другие направления исследований включали:

• Гадронные свойства фотонов через фотопроизводство π-мезонов на ядрах

• Структуру нуклонных резонансов с помощью мультиполяризационных экспериментов

• Поведение ядерного вещества в условиях высоких энергий
  

Одним из наиболее значимых достижений стало открытие переходного рентгеновского излучения в 1970 году — явления, которое сегодня широко применяется в детекторах идентификации частиц по всему миру. Совместные исследования с учёными Объединённого института ядерных исследований в Дубне подчёркивают международное значение и вклад «Аруса» в мировую науку.

Последний полный запуск кольцевого ускорителя состоялся в 1998 году. Работы возобновились в мае того же года, с акцентом на исследования фотодезинтеграции и изучение квази-дейтронного распада в лёгких ядрах, таких как гелий-4 и литий-6. Эти усилия были направлены на углубление понимания ядерных взаимодействий с использованием поляризованного фотонного пучка синхротрона.

От электронов к изотопам: что происходило внутри

Проще говоря, ускоритель частиц разгоняет электроны или протоны почти до скорости света и сталкивает их с мишенями. Это позволяет учёным изучать мельчайшие строительные блоки материи. Представьте это как атомный микроскоп — на стероидах.

Когда я вышел из лифта и увидел ускоритель частиц, по спине пробежала приятная дрожь

В ЕрФИ исследователи сосредоточились на:

• Электрон-фотоноядерных взаимодействиях

• Производстве медицинских радиоизотопов, таких как технеций-99m

• Переходном излучении в монокристаллах

• Ядерных резонансных структурах

• Адронных свойствах фотонов

Благодаря прецизионной линии пучка синхротрона, спроектированной для устранения электромагнитных помех и проведения экспериментов с низким фоном, исследователи смогли выполнять тонкие, мирового уровня физические исследования.

Я сфотографировал господина Акопяна, пока он объяснял, как работает ускоритель.

Многие из этих экспериментов, включая разработку широкощелевых искровых камер и детекторов переходного излучения, вывели ЕрФИ на международную арену науки — начиная с середины 1980-х годов институт стал серьёзным участником международных научных коллабораций.

Возвращаемся к нашему визиту

Пройдя через ворота, вы попадаете к большому круглому зданию, где лифт спускает вас на четыре этажа под землю — туда, где находится ускоритель.

Все приборы установлены на единой плоскости, с допуском к погрешности не более миллиметра. Настолько точным должно было быть всё. Массивные двери толщиной в полметра, обшитые свинцом, защищают лабораторию — и внешний мир — от излучения и других возможных рисков.

За толстыми армированными коридорами скрывается то, что когда-то было передовой научной машиной. Даже сегодня её фундамент остаётся прочным — и в инженерном, и в научном смысле. Хотя масштабные ускорительные эксперименты здесь прекратились, объект остаётся частично действующим. Он используется для обучения, разработки детекторов и даже для международных научных проектов. Из-за толстого стекла мы наблюдали за работой в лаборатории.

Где стоит сегодня?

После распада Советского Союза ЕрФИ пережил тяжёлые времена — нехватка финансирования, дефицит ресурсов и утечка квалифицированных специалистов. Тем не менее, институт сумел адаптироваться к новым реалиям мировой науки, продолжив исследования и внёс вклад в развитие физики в более широком масштабе. Хотя масштабные ускорительные эксперименты здесь прекратились, объект остаётся частично действующим. Он используется для обучения, разработки детекторов и даже для международных научных проектов.

Из-за толстого стекла мы наблюдали за работой в лаборатории.

Здание хранит следы прошлого, но умы внутри него устремлены в будущее.

Информационные стенды рассказывают о богатой истории Института физики

Для любознательного путешественника

ЕрФИ — это не обычная туристическая остановка, а настоящая находка для тех, кто любит науку с привкусом советской ностальгии. Так что, если вам хочется увидеть не только церкви и хачкары, а прикоснуться к грани атомов и человеческих амбиций — добавьте ЕрФИ в свой маршрут. Потому что Армения — это не только древность, но и гениальность.

Присоединяйтесь к моим турам по заброшенным местам, чтобы открыть скрытые чудеса Армении! Для персонального маршрута — свяжитесь со мной.