Синхротронное излучение и его применение
Выступление академика Г.Н. Кулипанова в клубе «Горизонты» Дома Ученых было посвящено синхротронному излучению (СИ) и его применению в различных областях науки.
СИ это излучение, производимое заряженными частицами (электронами, позитронами) движущимися в магнитном поле с почти релятивистской скоростью по криволинейным траекториям. Вследствие криволинейности траектории на частицу действует центробежная сила, которая и вызывает СИ. Впервые СИ наблюдалось в природе (и это зафиксировано в летописях китайских монахов) в 1054 г. На небесном своде появилась яркая звезда, которая была видна даже днем в течение трех недель, а затем ее было видно ночью невооруженным глазом целый год. Как выяснилось впоследствии, это был взрыв сверхновой. На месте этого взрыва сейчас образовалась Крабовидная туманность, расширяющаяся со скоростью 1500 километров в секунду. Свет от этой туманности идет до нас 6000 лет.
Рукотворное СИ наблюдалось впервые в 1947 г. на синхротроне, произведенном фирмой «Дженерал электрик». Российские ученые И.Я. Померанчук, Л.А. Арцимович, В.И. Векслер, А.М. Будкер, В.Л. Гинзбург стояли у истоков теории СИ и внесли в нее неоценимый вклад. Геннадий Николаевич рассказал о принципах создания СИ на ускорителях заряженных частиц, накопителях СИ, способах использования СИ и областях применения.
СИ является могучим инструментом исследований в различных областях науки, и конечно, прежде всего, в физике микромира. Оказывается, что СИ нередко встречается и в природе. В частности, нейтронные звезды-пульсары производят СИ. Наблюдения за ними позволяют оценить мощность магнитных полей этих звезд. СИ широко применяется в биологии, медицине, катализе, археологии, климатологии, позволяет производить неразрушающий контроль изделий, изучать такие скоротечные явления, как движение детонационного фронта. В 1973 году на ВЭПП-3 в ИЯФ М.А. Мокульским впервые в мире была получена рентгенограмма ДНК. Детальное изучение структуры кернов, взятых со дна озер Телецкое и Байкал, позволяет сделать точные выводы о природных циклах на Земле.
Методы создания СИ и увеличения его светимости развиваются значительно более быстрыми темпами, чем даже увеличение быстродействия компьютерной техники. Центры синхротронного излучения существуют в настоящее время во многих странах. У нас в Академгородке такой центр существует при ИЯФ. Его руководителем уже много лет является Г.Н. Кулипанов. Здесь регулярно проводятся международные научные конференции по СИ, читаются лекции для школьников, студентов и жителей Академгородка. Одну из таких лекций и прослушали члены клуба « Горизонты», за что очень благодарны академику Г.Н. Кулипанову.
Член-корр.РАН В.Г. Романов
Фото В. Коллегова