Fermilab вътре, котка на Шрьодингер

Физик, завършил ги -MGTU. Н. Д. Baumana и изследовател в университета в Екс-Марсилия (Франция).

Националната Accelerator Laboratory -imeni Енрико Ферми (Fermilab) - един от -veduschih E rovyh центрове в физиката на високите енергии-гии и ускорител технология. Тук през 1983-Година е създадена ускорител на протони и антипротони - на Теватрон, който се надмина по силите -znamenity Съветския синхротрона построен в Дубна. Тези,-vatrone са открити "-kirpichiki" -Стандартен модел: красивия и истинските кварки (б-кварк и т-кварк), първоначално регистрирани тау неутрино направи и още много важни открития.

Успешно работи 28 години, Теватрон даде предимство Large Hadron Collider. Но Fermilab не е станала по-малко престижни. От своя -Setting и сега се провеждат различни експерименти, тя е - все още се счита за най-добрата лаборатория за изучаване на неутрино в света. Всеки "Котка на Шрьодингер", завършил и служителите им -MGTU. Н. Д. Baumana, това лято имаше стаж в легендарната американска Accelerator Laboratory и сподели дневника си бележки.

Между другото, в Fermilab работят много български учени. Така например, ръководителят на отдел -бързо / -IOTA - разделение, което занимава с технологичните и научни постижения, - Александър Valishev, който проведе встъпителна интервю за Skype - възпитаник на Факултета по физика, Новосибирск държавен университет.

Американската дата формат ще изглежда по различен начин: 06.04.16 - първи месец, след ден и година. По време на престоя си в САЩ, всеки път, когато трябваше да се мисли, преди да напише дата на всеки документ.

В чикагското летище O'Hare след мен Аз дойдох дълга черна лимузина. "О, Надя, какво ще се случи след това?" - си мислех. Лимузини ме заведе в кокетна двуетажна вила - няколко месеца, тези апартаменти са дом на мен и другите стажанти. Около чистотата и перфектно изрязани тревни площи - отличителна черта на Америка, която е преди всичко личи български човек.

Първият ден на Fermilab.

Запознаване започна с обиколки на науката комплекс. Тя е построена през 1967 г. в разгара на дивите прериите на Илинойс по специален проект, който цели да се запази природата непокътната. Този район в момента представлява нещо като резерва.

До и от работа от служителите отида степи, царевични ниви и езера. Около цветя, цветни птици, диви животни - природата тук очарова и вдъхновява.

И в Fermilab има неофициален талисман - бизон. Те започнаха да се размножават тук в годината на основаването на лабораторията. За учените, тези животни са символ на връзката между великите творения на природата и човека - ядрена физика и безкрайни американските прерии. Местните учени и инженери са много любители на тези животни. Когато новината дума за служители, които в стадо бизони се роди още едно бебе, искрено щастливи целия огромен екип Националната лаборатория.

07.06.16-12.06.16

Първите стажантски дни бяха изпълнени с организационни въпроси: това е необходимо да се изготви работници и документи за виза, държани от обучение за сигурност.

Един от най-важните е обучение по радиационна защита. Стажантите, или както ние, наречен тук, стажанти, научават да определят радиоактивни материали с помощта на специални устройства, за да използвате радиационни детектори.

Беше забавно, а ни учи специалист започна да се сравни вредата за здравето от излагането на радиация и от бакалавърска живот. Той каза, че за да получите годишно в продължение на 70 години, доза от 100 mrem намалява нашата възраст от само 6 дни. А 70-годишна възраст, са живели без втората половина - (!) В продължение на 1 600 ден за жените и 3500 за мъже. Очевидно е, че такъв необичаен начин в САЩ насърчават институцията на брака.

13.06.16-19.06.16

В края на обучението ни, стажанти, се изпращат за медицински преглед. Тъй като аз трябваше да работя с лазери, оптометрист проучени задълбочено очите ми. Внимателното изследване се извършва в началото и края на стажа. В случай на влошаване на лабораторията поема отговорността за разходите за лечение. Така благоговейно отношение към здравето на стажанти и персонал е едно невероятно уважение.

И накрая, ние започнахме да работим по проекта. В началото беше странно, че надзорниците са благодарни за всяка, дори и малка стъпка напред и помощта. По-късно забелязах, че като общуват помежду си на всички служители, и аз бях изумен колко добре мотивира хората към добре координирана работа.

Аз имам в разделението FAST / IOTA. Има вече няколко години построени 40-метров съхранение пръстен -IOTA (интегрируеми оптика Тест Accelerator) - като "играчка модел" за местните физици а. Поради спе-циален технологии пръстен може да бъде постоянно модифициран чрез добавяне или премахване на компоненти. Учените ще го тестват за инженерни иновации, провеждане на експерименти с ускорени електрони и протони. Освен това, тези тестове могат да бъдат възпроизвеждани, например, в съоръженията на Големия адронен ускорител в -TsERNe. С него Fermilab работи в тясно сътрудничество и редовно доставя елементи за експерименти (детектори, магнити, кухини).

I е изготвено за създаване на радиация детектор на синхротрон-cheniya - с това се предвижда да се получи информация за формата на напречното сечение и позицията на ускорението с електронен лъч на всяка крачка в -IOTA съхранение пръстен. Такъв инструмент ще бъде от полза едва ли у дома си. Но в бъдеще тя ще ви позволи да експериментира с ускорени електрони - прецизен контрол на траекторията на движението им, така че те не се режат на стената на педала на газта и не губи енергия чрез разпространяване на вредно йонизиращо лъчение.

В действителност, ми детектор е супер-бърз и ултра-чувствителна камера: тя ще бъде в състояние да правите снимки на зелена светлина място всеки 120 наносекунди - по време на един цикъл на ускорени електрони в -IOTA пръстен.

Срещнах се с главния инженер на FAST / -IOTA Кърмит Карлсън. Той бързо се намери в своите запаси от резервни части за случай камерата ми, сме маркирали входове и изходи, те отвора и започва да спойка. Това беше наистина вълнуващ ден, защото бях на работа под ръководството на един от водещите лаборантите - събрахме детектор, и тя е готова за тестване! Дадох й името на -BPSM на камерата (Beam позицията и формата Монитор - Monitor, за да определи позицията и формата на лъча на частиците).

Експерименталната настройка за тестване на оптични -BPSM готов. За да се възстанови и с подновена енергия да започнат да работят, ние с един съсед в общежитието решава да правя йога в поляната до лабораторните сгради. Fermilab монументални структури, простираща се до тях в прерията е най-добрата помощ да усмири и въвеждат в баланс на емоциите.

Той започна ежедневно и усърден труд на експеримента. По време на манипулация на уморените очи оптичен маса, тъй като е необходимо през цялото време интензивно оценка на качеството на настройки за инсталиране. Но когато видите напредъка, вече не може да спре, и по-продължителен пролив се топи бързо. Въпреки това, моята ръководителка -kitaets Chinhao Руан не ми даде да останат на работа. "Претоварване вреда и неизбежно води до намаляване на производителността," - той ме научи.

Преди този стаж, не е участвал в -eksperimentami ускорител физика. За мен това беше откритието, че бустери - е не само огромна машина в най-големите лаборатории, които са повече от десет хиляди в света. По-често, отколкото ускорители, използвани в медицината за диагностика и лечение на рак (томография, радиационна терапия). Започнах да мисля за използването на техните -BPSM в други области на експерименталната физика. Например, такова устройство може да бъде полезен за определяне пикосекундни лазери.

Разхождайки се по време на почивка на територията на научната комплекса, се натъкнах на ... градините! Оказа се, че в Fermilab има градинарство кръг: за $ 50 на година всеки може да си наемете парцел тук и да копаят на леглата в удоволствието - да засадят салата или растат ягоди. Имах чувството, че съм се телепортира в Москва: Руснак се чу навсякъде. Очевидно е, че американците не се чувстват за градинарството същата страст като нашите сънародници.

Моят -BPSM детектор е успешно тествана с помощта на импулсна диод в симулиране радиационни.

Време е да продължиш напред и да започне тестове върху педала на газта, или по-скоро, за photoinjector -бързо с енергия 50 MeV. Тя ще -бързо ускорен донор на електрони за съхранение пръстен -IOTA, когато неговото стартиране. Photoinjector - мощен лазер пикосекундни осветяване на катода от които принципа на фотоелектричния ефект се отделят в гредите на тунела на ускорени електрони. Формата на тунел и контрол на енергията на лъча як магнити и свръхпроводящ ниобий кухини. Действие на магнитите върху електронния лъч може да се сравни с действието на обектива в лъча светлина, принципът е един и същ - във фокуса или разпиляване. След преминаване през електрони резонатори се ускоряват, тъй като се получава допълнителна енергия.

Най-малката дефект кухина е неговата пълна безполезност. Тук, в Fermilab, той веднага се превръща в изкуство - Ob-кратко сътрудничество. Взех снимка на един от тези резонатори вътре.

04.07.16-08.07.16

Следваща BPSM трябва да бъде конфигуриран да работи по photoinjector. За да направите това, моята единица трябва да бъде поставен в кутия, която местните учени шеговито наричат ​​шарено хижа, която в разговорен английски означава "лош хижа". Всичко, което се среща често, разбира се, че не е в това поле. Нещо повече, на когото не може да се разчита хижа беше официалното й име - по причина, че във вътрешността на кутията е жилка камера, на Руски "photochronograph". BPSM трябваше да се определи по същия сигнал от ускорено лъч и че камерата серия.

Най-великия ден на стажа - в деня на старта на педала на газта, специално за нашия експеримент. На сутринта, в контрола стая напомняли двама инженери. На големия екран проблесна безброй прозорци стартиране, контрол и контрол на работата на всяка част от педала на газта. Внимателно наблюдават и записват всяка стъпка: те включват photoinjector лазер, като резонатори стабилност следващата фаза, за загуби в сноп и центриране по пътя на газта се контролира чрез стабилизиране на охладителни системи.

Когато всичко беше готово, аз съм с инструкторите слизаха към тунела. Започнахме тестовете.

BPSM камера улови сигнал. Научен ръководител въодушевен, но бях скептичен. Да, сигналът беше и продължил точно върху гредата в педала на газта: брой импулси съвпада, но в този случай амплитудата на сигнала нямат никакво значение. Въпреки това, в името на нашия експеримент, не можем да глобално промените настройките на педала на газта и са били принудени да спрат работа, съдържание достигната. Научен ръководител още веднъж напомни, че в областта на експерименталната физика не трябва да се радваме дори малки успехи.

Уча и започнете да пишете в доклада.

Има още един важен тест -BPSM с помощта на лазерен лъч от fotoinzhektornogo и дигитализират сигнали.

Този път трябваше да работя с най-опасното лазер, четвърти клас. Работата с него е възможно само в специални затъмнени стъкла, след като получи разрешение за сигурност Център Fermilab и извършване още редица условия.

Експериментирайте с лазер отне повече от седмица. През цялото това време е преминал в мрака - дойде успеха, но не веднага. След резултатите от тестовете са били изискванията за експлоатация и записа сигнали за моя фотоапарат. Според надзорниците, аз бях няколко пъти превишават стажантската програма.

В края на стажа стажант-обиколка на офисите Fermilab. Първото нещо, което те показаха ни пещери с три детектори: -MINERvA, -NOvA и -MINOS. С тяхна помощ учените улавят неутрино изучават тяхната вибрация маса дисперсия, взаимодействие с различни вещества, и така нататък.

Следваща посещение Si-Det лаборатория (Silicon детектори) за производство на чувствителни детектори за проучване на всички възможни частици се разпада. Тези устройства са в основата на най-големите в света на детектора CMS (Compact Muon Solenoid) като част от Големия адронен ускорител. CMS се използва за изучаване на бозона на Хигс и тъмна енергия.

В двора на Si-Det лаборатория трябва балон камера, която функционира през 1980г. Сега тя е паметник, а в миналото е бил записан някои песни на йонизиращи частици.

Повече посетихме завода за производство на криостат и свръхпроводящи резонатори. Там на стената срещу съветски плакати на космически теми и дори застана Съветския оборудването да дръпне свръхпроводими проводници, произведени в Института по физика на високите енергии, който се намира в предградията града на науката Протвино.

Към края ние получихме малко разходка чрез Теватрон - второ в сила след LHC ускорител на заредени частици от подземен пръстен около шест и половина километра.

01.08.16-12.08.16

В последните дни на стажа, които прекарах за изготвянето на доклада. Твърдо съм решил, че след завръщането си в Москва, развитието на student'll експериментална лаборатория по физика в родния си университет - -MGTU Бауман. Исках да помогна на бъдещите инженери да се влюбват в експериментална физика като веднъж съм се влюбил в нея.