ТОМСК, 27 мая – РИА Томск, Елена Тайлашева. Апгрейд
Большого адронного коллайдера (БАК), в котором участвует команда исследователей Томского политеха (ТПУ), включая старшего преподавателя Геннадия Паньшина, был приостановлен из-за пандемии, и на днях
томич вернулся домой. Как ужесточался режим на крупнейшем в мире ускорителе
частиц и как политехники усовершенствовали работу БАК – в материале РИА Томск.
Незаменимые для науки
Большой адронный коллайдер должен еще многое
рассказать человечеству об устройстве, происхождении и раннем развитии Вселенной.
Исследования на БАКе ведутся несколькими коллаборациями, одна из которых – LHCb
(Large Hadron Collider beauty experiment), она объединяет ученых разных стран,
которые изучают частицы с b-кварками.
Эти эксперименты должны дать ответ на захватывающие вопросы:
какие процессы, действующие после Большого Взрыва, позволили материи
сохраниться именно в том виде, в котором мы её наблюдаем
сегодня, и почему в ходе эволюции Вселенной исчезла антиматерия?
"Томский политехнический
университет вступил в LHCb в 2016 году (когда готовилось обновление детекторов
эксперимента) в качестве проектировщиков системы позиционирования одного из
детекторов – SciFi Tracker. Наш научный и инженерный коллектив разработал для
него достаточно сложную подвесную систему, рельсы и шасси (каретки)", –
рассказывает старший преподаватель ТПУ Геннадий Паньшин.
© предоставлено Геннадием Паньшиным
Геннадий Паньшин, ТПУ
Детектор – это "глаз"
эксперимента: именно он "считывает" энергию столкновения двух пучков протонов,
с бешеной скоростью несущихся друг к другу. Политехники за год сотрудничества с LHCb создали и предложили 12 разных
вариантов подвесной системы для перемещения детектора SciFi.
Сложность заключалась в том, что детектор – это очень тяжелая,
громоздкая конструкция (и, к слову, очень дорогая), которая должна поддерживаться
и располагаться в строго фиксированном месте с микронной точностью. Без этого не
получится правильно идентифицировать траектории частиц, рождающихся
при столкновении пучков в коллайдере…
"Ученые придумывают, как должны работать детекторы, но с
инженерной точки зрения есть ограничения, и мы, как инженеры, должны придумать
такое решение, чтобы эксперимент обязательно состоялся. Например, когда делали
каретки для SciFi, они должны были получиться максимально компактными, при этом
выдерживать вес в две тонны и работать в
условиях высокой радиации и сильного магнитного поля", – приводит пример
Геннадий Паньшин.
© предоставлено пресс-службой ТПУ
Другая интересная задача, которую выполнял Политех до
последнего времени, – апгрейд магнита.
"На детекторе LHCb есть здоровеннейший магнит, у него только
обмотка весит 50 тонн. Когда на нем начали проводить диагностику и обслуживание,
выяснилось, что две опоры вышли из строя
– переломило стальную балку…
Моей задачей было сделать стопорный
механизм – ограничители для колец магнита, чтобы они не двигались. Это нетривиальная задача, под копирку не получится. Изначально кольца сжимались двумя
пластинами, а мы сделали с одной стороны специальное устройство из нержавеющей
стали общим весом более 400 кг, с регулирующимися "ножками", чтобы удерживать
каждое кольцо", – рассказывает Геннадий.
© предоставлено Геннадием Паньшиным
"Это саморазвитие нереальное – взяться за серьезный проект в крупнейшей в мире лаборатории физики высоких энергий", – говорит Геннадий Паньшин.
ЦЕРН онлайн
Первая командировка инженеров Политеха в ЦЕРН в 2016 году
длилась 20 дней.
"К нам только присматривались – дали одну небольшую задачу,
мы ее решили, решение понравилось, дали еще, и мы стали контактировать все чаще.
Кстати, главной проблемой ЦЕРН является то, что
профессиональных сотрудников всегда не хватает. Коллеги, видя компетенции
Томского политеха, готовы делегировать проекты командам мотивированных
студентов и аспирантов. При этом задачи, которые нужно решать, находятся на
передовом уровне инженерии с повышенными требованиями к точности и качеству.
Это очень хорошая мотивация поступать в наш инженерный вуз",
– отмечает инженер.
В итоге за последние три года Паньшин ездил в командировки в
ЦЕРН около 10 раз, последняя началась в январе 2020 года. Он работал в
офисе по интеграции различных элементов и компонентов детектора.
"Это реально интернациональная команда, в нее входят французы,
британцы, итальянцы, поляки, голландцы. Ограничения начались уже в январе –
уменьшилось количество взаимодействий между людьми.
Если раньше на совещания могли прийти более 500 человек, то с января стало не
более 200. У нас в офисе совещания стали по 15–20 человек максимум, и мы
рассаживались через стол", – рассказывает он.
Также люди перестали здороваться
за руку. В офисе стали проводить ежедневную дезинфекцию. Когда в марте страны
(а ЦЕРН находится на территории Швейцарии и Франции) приняли решение об
обязательной самоизоляции граждан, ЦЕРН официально закрылся – на территорию
могли попасть только люди, ответственные за безопасность. Остальные перебралась
домой, в съемные квартиры.
Перейти на дистант – даже в
таком сложном деле, как проектирование систем для коллайдера, – оказалось
довольно просто:
"ЦЕРН – международная
организация, и поэтому в работе и раньше активно использовалась система дистанционного
общения "Vidyo",
но в связи с тем, что количество людей в онлайне стало катастрофически большим,
начали использовать также и ZOOM, и Skype for business. Минимум два раза в неделю проходили совещания.
Что касается меня, то мне не
требовалось присутствия на коллайдере: чертежи, касающиеся очередной задачи по апгрейду
магнита, были подготовлены, материал уже пришел в цех – нужно было только
изготовить изделие и собственноручно спуститься в шахту и установить. Эти
работы, конечно, отменились и перенеслись на более поздний срок", –
рассказывает Геннадий Паньшин.
© предоставлено Геннадием Паньшиным
Геннадий Паньшин, ТПУ
"Вся инфраструктура коллайдера уже находится в 3D, поэтому для
проектирования не нужно спускаться в шахту – подавляющее большинство работы
делается в компьютере", – говорит инженер.
Вернуться и закончить
Сейчас Швейцария и Франция постепенно начинают снимать
ограничения, и в ЦЕРНе еженедельно увеличивают количество допускаемых до работ
сотрудников: на прошлой неделе их было 500 (включая охрану и пожарную бригаду),
на этой – 750, и так далее. Работы буквально "закипают", чтобы наверстать
месяцы отставания, вызванные самоизоляцией из-за пандемии.
© РИА Томск. Анна Глушенкова
"Моя командировка официально должна была закончиться 14 мая.
В принципе, ЦЕРН был готов оплачивать мое дальнейшее пребывание в стране из-за
того, что выбраться домой было довольно трудно, рейсы в Москву отменялись
различными авиакомпаниями.
Но мы с женой (она провела эту командировку со мной) приняли
решение улетать: сидеть два месяца в самоизоляции дома – довольно тяжело. Когда
мы приехали в аэропорт Женевы, увидели его абсолютно пустым – за день было
всего 4 рейса!" – говорит Геннадий.
Чтобы попасть домой, томичам пришлось взять билет через Минск,
а потом наземным транспортом добираться до Москвы.
"К счастью, рейс до Томска был по расписанию, и вот мы дома.
Сейчас сидим в обязательном карантине. По оптимистичным ожиданиям, осенью сможем
вернуться в ЦЕРН и закончить то, что не дала довести до конца пандемия", – надеется
политехник.
© предоставлено Геннадием Паньшиным
Геннадий Паньшин с женой в аэропорту Женевы.