Как в СССР строили коллайдер, и что из этого вышло

Мощности Тэватрона в США и швейцарского суперколлайдера значительно уступали советской разработке. Но пришли 90-е, а с ними и развал Союза. Финансирование по понятным причинам прекратилось, и сегодня ускоритель частиц в законсервированном виде по-прежнему занимает километры подземелья под Протвино.

Самый большой коллайдер в мире

Первые строительные работы.

Советский коллайдер был масштабнейшим проектом со сложной судьбой из позднего СССР. Его то ударными темпами строили, то вовсе забрасывали. Ну а результат оказался плачевным. Тоннели коллайдера по габаритам не уступали кольцевой линии столичного метро. И вся эта махина под лесами Подмосковья осталась недостроенной.

В 1960-м, задолго до принятия решения о стратегическом строительстве крупнейшего научного объекта Советского Союза, был основан засекреченный поселок Серпухов-7. Эта точка на карте появилась в качестве базы для деятельности ИФВЭ (Института физики высоких энергий). Место выбирали, исходя из геологических соображений. Грунт на том участке Московской области представлял собой дно древнего моря, что позволяло само по себе защищать от сейсмической активности возведенные подземные объекты.

В 1965-м отсутствующий на карте Серпухов получил статус поселка городского типа и обновленное имя — Протвино — по названию мелкой местной реки Протвы. А спустя 2 года в Протвино запустили крупнейший на тот момент ускоритель частиц — протонный синхротрон У-70. Учёные, проживавшие в закрытом населенном пункте, вели на действующем синхротроне дальнейшие разработки. По их задумке У-70 впоследствии стал бы частью будущего крупного советского коллайдера. К слову, тот ускоритель действует поныне, являясь высокоэнергетичным объектом.

На заре восьмидесятых, когда правительство дало отмашку на реализацию проекта ускорителя, в мире отсутствовали аналоги. Мощность американского коллайдера Тэватрона, как и самого передового швейцарского суперпроекта, значительно уступала детищу советских ученых. Проектом нового, самого мощного в мире протонного ускорителя руководил академик-физик Анатолий Логунов — научный наставник Института физики высоких энергий. Из теоретического обоснования УНК следовало, что давно функционирующий У-70 будет использован, как первая разгонная ступень. Проектом предполагалась и вторая. Если на первом этапе пучок протонов из У-70 с энергией 70 ГэВ поднимался до 400–600 ГэВ, то на втором кольце протонная энергия доводилась уже до максимальных величин. Обе ступени УНК планировалось разместить в общем кольцевом тоннеле, размеры которого по плану превосходили бы кольцевую линию метро Москвы. Из общего с метрополитеном еще и то, что строительство подземных тоннелей вели столичные метростроевцы и специалисты из Алма-Аты.

Трудности строительства и что успели сделать

Наземная стройплощадка.

Первые инженерные работы по созданию беспрецедентного ускорителя стартовали в 1983 году. Объект возводился горным способом с использованием 26 вертикальных шахт. Первые годы строительные работы велись в размеренном режиме, и тоннель продвинулся всего на полтора километра. Проблема заключалась не только в масштабах финансирования и сложности всего мероприятия. В Советском Союзе банально не хватало буровой техники необходимой мощности. В 1987-м правительство выдало декрет о срочной активизации работ, и уже в следующем году Советский Союз впервые за долгое время пошел на покупку за границей современных тоннелепроходческих комплексов.

Когда машины Lovat поступили на баланс Протонтоннельстрой, процесс значительно ускорился. За истекшие 11 лет строительства на глубине, в некоторых местах достигающей 60 метров, появился тоннель с внутренним диаметром в 5 метров. На всей протяженности подземного хода на каждой полуторакилометровой отметке находились просторные залы под крупногабаритное оборудование, которые и выходили на поверхность вертикальными шахтами. В 1989 году было проложено почти 70% основного подземного кольца и 95% тоннеля для перевода протонного пучка из У-70 в новый коллайдер. Из 12 зданий под инженерное обеспечение в проекте успели построить три. Строительство наземных конструкций велось по всему периметру на 20 промышленных площадках. К многоэтажным производственным зданиям прокладывались трассы водоснабжения, отопление, высоковольтные линии электропередач, сжатый воздух.

Консервация подземелья и сегодняшняя ситуация в Подмосковье

Нынешнее состояние тоннеля.

С развалом СССР в 1991-м финансирование проекта сократилось до минимума. Утратила актуальность и сама передовая идея. Возможно, коллайдер забросили бы сразу, но стоимость консервации незаконченного тоннеля была слишком высокой. А допустить разрушение подземных ниш и подтопление грунтовыми водами представляло бы серьезную опасность для жизнедеятельности и экологии всего московского региона. В 1994-м ввели в строй 1-й участок ускорителя вместе с готовой электромагнитной и вакуумной системами, приборами наблюдения за введенным пучком. После необходимых настроек протоны пролетели до будущей точки входа в подземное кольцо коллайдера. Однако все дальнейшие работы заморозились в виду отсутствия денег.

Проект законсервировали, планируя обязательно вернуться к его реализации позже. Но в таком состоянии коллайдер пребывает и сейчас. В 2000-е в СМИ попала информация о том, что ученые из Курчатовского института работают над восстановлением подземного ускорителя в Подмосковье. На тот момент Большой адронный коллайдер в Европе только строился, и мероприятие имело смысл. Но по каким-то причинам намерения остались на бумаге. Есть сведения и об альтернативных идеях реновации подземного комплекса. В тоннеле, говорят специалисты, можно разместить индукционный накопитель для стабилизации электросети столичного региона или же основать грибную ферму. Но пока подземелье остается лишь памятником несбывшихся надежд советских физиков.