5 ноября в порту наукограда Дубна прошла уникальная по масштабам и сложности логистическая операция. Сотрудники Объединенного института ядерных исследований, работники порта и журналисты встречали груз с первым магнитом для коллайдера NICA. Тяжелый сверхпроводящий магнит MPD весом около 120 тонн — ключевой элемент коллайдера. По проекту российских ученых сверхпроводящий соленоидальный магнит изготовили итальянские инженеры на предприятии "ASG Superconductors".
Из Италии ценный груз отправился 25 сентября. Сложность в том, что самая большая часть магнита — криостат. Это вакуумный сосуд со сверхпроводящей обмоткой, подвешенной внутри него. Чтобы не повредить груз во время доставки, принято решение поместить криостат в еще больший металлический саркофаг, который оснащен шоковыми датчиками. Размеры и вес саркофага действительно поражают. Единственный возможный путь — по воде. Из Италии магнит прибыл в Санкт-Петербург, а оттуда продолжил свой путь по маршруту Нева — Ладожское озеро — Онежское озеро — Белое озеро — Рыбинское водохранилище — Волга — Дубна.
Подготовка крана и саркофага к выгрузке
Доставить ценный груз мирового значения — непросто. Не менее сложная задача выгрузить его и отправить в Объединенный институт ядерных исследований. Вместе с саркофагом в дубнинский порт прибыл кран, способный поднимать грузы до 350 тонн, а также два тягача мощностью 680 лошадиных сил каждая.
«Это международная коллаборация, в которой участвуют более 40 институтов со всего мира: из Европы, Азии, Америки; это более 500 ученых, которые трудятся над реализацией проекта <…> Важнейшая часть детектора называется MPD (MultiPurpose Detector), — этот магнит, который не просто создает магнитное поле, но также служит в качестве механической структуры для других детекторов. Другими словами, мы не можем начать строительство нашего детектора до тех пор, пока не получим и не установим этот магнит», — прокомментировал строительство коллайдера в Дубне профессор Адам Кищель (Варшава), представитель MPD-коллаборации, лаборатория физики высоких энергий имени Векслера и Балдина.
Профессор Адам Кищель (Варшава), представитель MPD-коллаборации, лаборатория физики высоких энергий имени Векслера и Балдина
В июле 2020 года начался монтаж первых деталей установки в специальном месте для детектора MPD. В течение нескольких недель опоры магнита, 13 плит ярма, а также два опорных кольца магнита MPD были успешно собраны с невероятной точностью. Прибытие магнита означает, что совсем скоро обе части магнита MPD, включая оставшиеся 15 плит внешнего ярма, будут полностью собраны.
Сегодня магнитопровод MPD полностью готов для установки соленоида. Сборка магнитопровода велась параллельно с транспортными операциями по завозу в павильон всех материалов и оборудования общим весом более 700 тонн. Разработанная инженерами из конструкторского отдела Лаборатории физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина конструкция и технология сборки магнитопровода MPD позволили в кратчайшие сроки повторить контрольную сборку.
Погрузка саркофага на тягачи
Комментирует Владимир Дмитриевич Кекелидзе — исполняющий обязанности вице-директора Объединенного института ядерных исследований по мегасайенс проекту NICA и директор Лаборатории физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина:
«Сегодня завершается важнейший этап в рамках реализации проект NICA: в порт Дубны прибыл груз из Италии. Саркофаг, который вы видите за моей спиной, весит 120 тонн. В нем находится криостат — вакуумный стальной сосуд, к которому подвешена сверхпроводящая катушка магнитного соленоида. Этот магнит — главный элемент детектора MPD, который будет расположен в точке столкновения ионов коллайдера NICA.
Сам по себе магнит достаточно большой. Железное ярмо весит около 700 тонн. Сборка этого магнита уже начата в экспериментальном павильоне, где он будет расположен. А вот важнейший его элемент — сверхпроводящая катушка — прибыл сегодня. После доставки на место, в павильон, она будет разгружена и с высокой точностью установлена внутри этого криостата.
Задача этого магнита — обеспечить однородное магнитное поле там, где будут расположены основные детекторы. И сам магнит, и катушка — уникальны. Для того, чтобы их заказать, мы выбирали те компании, которые имеют подобный опыт. При создании таких крупных, масштабных проектов как NICA, нельзя ошибиться! Недобросовестное изготовление тех или иных деталей может поставить под угрозу реализацию всего проекта, поэтому мы сотрудничаем только с проверенными компаниями. В данном случае, наши партнеры уже имели успешный опыт работы с БАК.
Детектор MPD нацелен на решение фундаментальных вопросов, а именно: фазовых переходов ядерной материи в той области энергии, в которой она еще не была изучена, и в той области энергии, в которой ожидается максимально достижимая в лабораторных условиях плотность ядерной материи — та, которая существует только в нейтронных звездах.
Эксперимент реализуется в рамках большой международной коллаборации MPD. Она постоянно растет, и сегодня насчитывает около 500 ученых. Специалисты уже готовятся к первым столкновениям тяжелых ионов для того, чтобы начать исследования».
Владимир Дмитриевич Кекелидзе — исполняющий обязанности вице-директора Объединенного института ядерных исследований по мегасайенс проекту NICA и директор Лаборатории физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина
Начальник ускорительного отделения, заместитель директора по научной части лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ Бутенко Андрей Валерьевич рассказал о дальнейших планах: "Впереди еще очень много работы. На сегодняшний день у нас частично собрано магнитное ярмо этого большого соленоида, и сейчас мы видим, что пришла новая часть — сверхпроводящая обмотка из Италии, ее изготавливали специально для нас, по нашим заданиям, коллеги из Италии. Сегодня мы примем этот соленоид, большой магнит, который в дальнейшем будет собираться уже в основную часть детектора. Это займет не один месяц, это достаточно длительная процедура. Дальше предстоит измерение магнитного поля и т.д. Достаточно длинная жизнь ожидает этот детектор уже после сборки".
Начальник ускорительного отделения, заместитель директора по научной части лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ Бутенко Андрей Валерьевич
Погрузка на тягач требует максимальной точности
Уже завтра магнит будет доставлен в павильон. А значит запуск уникального коллайдера NICA совсем близко. Напомним, проект NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) — это ускорительный комплекс элементарных частиц класса «Megascience», который создается на базе ОИЯИ. Его главная задача — изучение структуры Вселенной примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13 млрд лет назад. Установку уже прозвали младшей сестрой БАКа и даже "машиной времени во Вселенной".
Разгрузка саркофага в порту Дубны
Материал подготовлен при поддержке Министерства науки и высшего образования и Российской академии наук.
