10 кадров будущего: в Новосибирске показали подготовку СКИФа к запуску

В наукограде Кольцово, расположенном под Новосибирском, завершается строительство одного из самых масштабных и технологически сложных научных объектов России — Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Корреспондент Сиб.фм побывал на стройплощадке, чтобы запечатлеть последние приготовления перед запуском установки класса «мегасайенс», которая обещает вывести отечественную фундаментальную науку на мировой уровень.

Сегодня СКИФ представляет собой уже не просто котлован с арматурой, а полноценный научно-исследовательский комплекс. Десятки зданий готовы принять ученых со всей страны для проведения экспериментов, которые ранее казались фантастикой. Этот проект реализуется в рамках Федеральной программы развития синхротронных исследований и является ключевым элементом научной инфраструктуры России.

Сердце эксперимента: первый сверхпроводящий магнит

Главным итогом недавнего визита журналистов стало подтверждение готовности первого ключевого элемента системы — сверхпроводящего вигглера. Это устройство, по сути являющееся мощным генератором рентгеновского излучения, станет основой первой экспериментальной станции комплекса.

Принцип работы таких магнитов заключается в создании сложного поля, через которое пролетает пучок электронов, разогнанный до околосветовой скорости. Взаимодействие с этим полем заставляет электроны менять траекторию, что приводит к испусканию невероятно яркого света (синхротронного излучения). Именно этот свет позволяет учёным буквально заглядывать внутрь материи, изучая структуру молекул, вирусов и новых материалов с атомарной точностью.

«Данные параметры на сегодняшний день являются рекордными. Они приближаются к физическому и техническому пределу и никем в мире пока не были продемонстрированы», — отмечает заведующий лабораторией Института ядерной физики СО РАН Виталий Шкаруба.

Особую гордость у разработчиков вызывает технология охлаждения. Для поддержания сверхпроводимости обмоток магнита была создана уникальная система «сухого» криостата. В отличие от зарубежных аналогов, где магниты погружены в ванны с жидким гелием, новосибирская установка работает автономно в вакууме. Такой подход минимизирует приток тепла до долей ватта, делая СКИФ одной из самых энергоэффективных установок своего класса в мире.

Исследование за миллионную долю секунды

Готовящийся к установке вигглер предназначен для экспериментальной станции №1-3, специализирующейся на изучении быстропротекающих процессов. Здесь учёные будут исследовать ударно-волновое воздействие на материалы совместно с коллегами из Российского федерального ядерного центра — ВНИИЭФ.

Задачи, стоящие перед исследователями, требуют предельной синхронизации оборудования. События, интересующие науку, происходят за наносекунды ($10^{-9}$ секунды).

«Мы исследуем события, время протекания которых составляет миллионные доли секунды. У нас нет возможности повторять эксперимент, нам нужно получить максимально яркий кадр за одну вспышку», — поясняет координатор разработки Иван Рубцов.

Монтаж этого и других устройств генерации излучения на накопительное кольцо запланирован на осень 2026 года. Этому будет предшествовать важнейший этап — получение стабильной циркуляции электронного пучка по всему периметру ускорителя. До конца текущего года все компоненты пройдут финальную стадию калибровки и «тренировок».

Таким образом, Сибирский кольцевой источник фотонов трансформируется из амбициозного проекта в реальный научный инструмент. Он призван совершить революцию в химии, биологии и материаловедении, предоставив российским учёным доступ к технологиям мирового уровня и дав старт новой эре открытий.