Вера Черногорова - Загадки микромира

Каждое такое устройство создается в течение многих лет большими коллективами научных сотрудников, специалистов-криогенщиков, инженеров и техников.

Треки, возникающие в жидком водороде камеры, фотографируются через окна, сделанные из оптического стекла, весящего несколько сотен килограммов. Когда строились первые камеры, проблема большого окна порой казалась непреодолимой. Л. Альварец, один из создателей первых больших пузырьковых камер, вспоминал: «Как-то, просматривая перечень докладов, представленных на недавнюю конференцию по криогенной технике, я обнаружил среди них один, который гласил: „Большое стеклянное окно для наблюдения за жидким водородом“. Сжигаемый нетерпением, я бросился разыскивать сам доклад, но в нем описывался металлический сосуд Дьюара с окном диаметром… в один дюйм!»

В лаборатории высоких энергий ОИЯИ в Дубне создана двухметровая жидководородная пузырьковая камера. «Людмила» — так назвали эту установку физики — потребовала напряженной работы большей части сотрудников всей лаборатории. По финансовым и трудовым затратам «Людмила» в 5–10 раз превышает затраты на сложный экспериментальный комплекс для работы с нейтральными ка-мезонами.

Зажатая в большом магните, окруженная со всех сторон многочисленными трубами и трубками, вспомогательными конструкциями, камера, скажем прямо, не производит особенно приятного впечатления. Не мудрено, что один из присутствующих на ее открытии спросил: «Зачем поэтическим именем назвали такое чудовище? Может быть, здесь сыграли роль те же соображения, по которым самыми красивыми женскими именами называют ужасные тайфуны южных морей?»

Директор лаборатории высоких энергий профессор А. Балдин объяснил это имя так: «Название камеры „Людмила“ возникло более или менее случайно, но оно многим понравилось: „Людмила“ — „милая людям“. Мы хотим, чтобы „Людмила“ приносила людям много радости научного творчества и настоящих крупных научных результатов».

Первого января 1970 года «Людмилу» в первый раз начали заполнять жидким водородом. Редкий эксперимент в области физики высоких энергий не нуждался в большом участии специалистов-криогенщиков. А в создании жидководородной пузырьковой камеры их участие было решающим. Поэтому первый пуск «Людмилы» проходил под руководством сотрудников криогенного отдела. Его начальник, доктор технических наук А. Зельдович, с почти документальной точностью описал самый волнующий момент запуска камеры:

«Камера почти полна. Стоп! Опять закупорка. Меняем фильтр. При первом запуске всегда что-нибудь „летит“. Продолжаем заливку. Начинают путаться дни и ночи. Наконец появился уровень жидкого водорода и достиг верхнего стекла. Запираем камеру. Греем. Дальше опять закупорка, и еще одна. Потом пришлось срочно перепаивать в пульте управления. И, наконец, включаем камеру на цикл. Два сотрудника упорно высматривают треки глазом. Но вот кончается монтаж системы фотографирования, и начинается съемка. Первый пробный кусок пленки. В оперативном журнале появляется запись: „8 января, 14.20, Шафранов обнаружил на пленке треки!!!“ Все ходят счастливые. Выполнена программа-максимум. Устанавливаем еще один экспериментальный факт — пробка от шампанского до потолка не долетает, только до мостового крана».

В феврале 1971 года камеру начали демонтировать для перевозки в Серпухов, в Институт физики высоких энергий. В течение полугода продолжался до предела напряженный труд по демонтажу, перевозке и сборке «Людмилы». Иногда до семи грузовиков в день отправляли из Дубны и соответственно принимали в Серпухове сотрудники отдела водородных камер.

Начальник установки вздохнул облегченно, когда в окно камеры благополучно вставили 700-килограммовое оптическое стекло. В сентябре «Людмила» возродилась из отдельных деталей на новом месте. Начались водородные испытания. Ученым предстояло вторично вдохнуть в камеру жизнь.

«Первым впечатлением, — вспоминал А. Балдин, — оставшимся у большинства людей, ознакомившихся с системами камеры, было: „Не может быть, чтобы это бесконечное число узлов и соединений безотказно работало, — слишком оно велико“».

«Во всяком случае, не может быть, чтобы после сборки все сразу заработало, — так не бывает» — это уже мнение некоторых известных специалистов, высказанное в категорической форме.

Но сразу, «без дыма», как иногда случается, заработал электромагнит — одна из наиболее крупных и важных частей всей установки. Он создает магнитное поле до 30 000 гаусс в шахте объемом 6 кубических метров, куда в «дьюаре» (термосе) опускается водородная пузырьковая камера.

Строго по графику и без сбоев прошел первый пуск камеры. Все системы установки работали безотказно. В конце сентября — начале октября «Людмила» уже работала в пучке протонов с энергией 35 миллиардов электрон-вольт, и на ней были получены первые фотографии ядерных реакций.

Теперь у физиков появились новые заботы: чтобы начать рабочие облучения, надо было прежде всего ликвидировать крупные и мелкие недоделки. Как ни привлекательна для физиков-экспериментаторов большая личина магнитного поля, она становится еще интересней, если точно измерена. Причем измерена в объеме водородной камеры при рабочих условиях — при температуре минус 248 °C!

Ленинградские специалисты сконструировали механизм, автономно работающий в корпусе собранной камеры по командам системы телеуправления. Согласитесь, условия работы этого прибора ненамного легче, чем у знаменитого лунохода.

14 января 1972 года в Протвине состоялось официальное открытие жидководородной камеры «Людмила». Академик Н. Боголюбов сказал: «В мире существует всего лишь несколько подобных камер. Однако эта имеет существенное преимущество. Это будет первая крупная установка подобного рода, работающая на самом большом в мире советском ускорителе заряженных частиц в Серпухове. Дубненская жидководородная камера даст возможность институтам и университетам социалистических стран, в том числе и Советского Союза, включиться в исследования элементарных взаимодействий и элементарных частиц при самых высоких энергиях, полученных на гигантском ускорителе. Ученые разных стран смогут получать и исследовать сотни тысяч снимков следов уникальных ядерных „событий“».

Возник даже термин — «физика на расстоянии», означающий, что физикой высоких энергий могут заниматься не только те, кто непосредственно работает на крупнейших ускорителях и установках, подобных «Людмиле». В пузырьковой камере, напоминающей завод не только по технической сложности, но и по количеству «продукции», делаются миллионы снимков в год, на которых «бесстрастно» и «непредвзято» — без всякого отбора — зафиксированы все элементарные частицы, попавшие в камеру, и все, что с ними произошло в ее объеме.