Навигация

Навигация по ссылкам

Основной функционал

Рубежи науки За кулисами CERN, или От кого на самом деле тут все зависит?

Machinery at CERN's cryomagnet testing facility

Так выглядит повседневная работа инженеров и наладчиков в CERN: идет настройка параметров работы гигантских магнитов, функционирующих при температурах, приближающихся к абсолютному нулю.

(Bill Harby. © All rights reserved without written permission)

К числу великих физиков, размышляющих о том, что могло произойти спустя наносекунды после Большого Взрыва, она не принадлежит, однако без таких инженеров, как Марта Байко (Marta Bajko), поддерживающих и налаживающих работу Большого адронного коллайдера, все эти высоколобые ученые никогда не смогли бы проверить жизнеспособность своих сумасшедших теорий.

Может быть это и не самое удачное сравнение, но тем не менее: нам всем на  концертах видны только солисты и рок-звезды, но мы не задумываемся, как правило, о том, что без обслуживающей их команды менеджеров-профессионалов, настраивающих инструменты, подключающих их к сети, занимающихся продажей билетов, рекламой, арендой залов и другими не столь уж гламурными, но совершенно необходимыми вещами, все эти грандиозные концерты были бы просто невозможны.

Рок-звездами в ЦЕРН, Европейской организации ядерных исследований, являются специалисты из области физики элементарных частиц. Именно к ним приковано внимание всей мировой общественности, и когда они обнаруживают новую элементарную частицу, помогающую понять, как, возможно, выглядела Вселенная в момент своего зарождения, и из чего она состоит сейчас, именно они оказываются в центре всеобщего внимания.

Марта и ее «царство техники».

(Bill Harby. © All rights reserved without written permission)

Однако без инженеров-наладчиков и конструкторов, проектирующих, монтирующих и испытывающих сложнейшие машины и устройства, вся эта наука остается «всего лишь» набором сухих теоретических выкладок и бездушных уравнений. А теперь попробуйте организовать столкновение двух двигающихся со скоростью света элементарных частиц? Представили себе? Вот и я о том же! А вот Марта Байко способна еще и не на такое!

Гигантские магниты

Если продолжить рок-н-рольные аналогии, то Марта Байко — это как раз участник команды, занимающейся решением задач по организации концертной деятельности рок-звезд. Когда мы с ней встретились на территории CERN, то с удивлением обнаружили, что одета она была не в серый комбинезон рабочего сцены или белый халат сотрудника лаборатории, а в яркое платье с психоделическим орнаментом, пурпурные чулки, а на запястье у нее красовался браслет из нитей всех цветов радуги, сплетённый её семилетней дочерью.

Будучи руководителем команды из примерно трех десятков техников-наладчиков, Марта Байко настраивает сейчас гигантские магниты, работающие при почти абсолютном нуле (- 273.15 градуса Цельсия / −459.67 градусов по Фаренгейту). Только при таких экстремальных условиях ученые могут добиться наступления состояния сверхпроводимости. 

На Большом адронном коллайдере установлено ровным счетом 1 232 больших дипольных магнита, с помощью которых Коллайдер собственно и превращается в ускоритель элементарных частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений, например, так называемых бозонов Хиггса, частиц, внесших огромный вклад в поиск ответа на вопрос о том, а почему, собственное, Вселенная имеет массу?

«До сих пор удивляюсь, как вся эта техника и все эти люди умудряются слаженно работать вместе».

Конец цитаты

Без таких специалистов, как Марта Байко, все эти прорывные достижения современной науки так и остались бы теорией. «Наша первая задача — провести диагностику, пытаясь понять, что работает хорошо, а что нет. После того, как наши коллеги его доработают, мы еще проверим состояние магнита и уточним окончательную его конфигурацию. Допущен к установке магнит может быть только после успешных тестовых испытаний», — говорит она.

При переходе на новое поколение техники весь процесс, от первоначального тестирования до первичной доработки, повторного тестирования, повторной доработки и окончательного допуска после установки, может занять годы. Сейчас, например, Марта Байко и ее команда приступила к работе в рамках проекта «High-Luminosity LHC» или «БАК на высокой светимостиВнешняя ссылка». Речь идет о качественной модернизации Коллайдера, завершение которой планируется не ранее 2026 года.

Марта родилась в городе Георгени (Gheorgheni), Румыния, училась в Будапеште. Как и все специалисты в ЦЕРН она полиглот, владеет венгерским, румынским, испанским, французским, английским и итальянским языками. Ее первым местом работы после университета был Государственный центр экспериментов и исследований CEDEX в Мадриде. Именно там она навечно полюбила криогенную технику и встретила своего нынешнего мужа Хуана Карлоса Переса (Juan Carlos Perez), который тоже занимается наладкой уникальных магнитов.

Способы применения в реальной жизни

Так называемые сверхпроводящие магниты являются основой БАК. Свои свойства они приобретают только при низких температурах, поэтому сам магнит, смонтированный на основе проводов из ниобий-титанового сплава (NbTi) или станнида триниобия (Nb3Sn), обычно помещают в «сосуд Дьюара», заполненный жидким гелием, который в свою очередь помещен в еще один «сосуд Дьюара» с жидким азотом для того, чтобы минимизировать испарение жидкого гелия.

Кстати, в 2010 году именно сверхпроводящие магниты были причиной неудачи при выводе коллайдера на проектную энергию, и это только еще подчеркивает, насколько важен инженер рядом с великими учеными. Создатели культового ситкома «Теория большого взрыва» это, кстати, прекрасно понимают. Но не скучно ли просто возиться с железками и проводами? Что вы, говорит Марта Байко, даже обмотка кабелей может быть необыкновенно красивой, особенно, когда сотни километров разноцветных проводов начинают складываться в своего рода мозаику.

Однажды, когда-нибудь, она планирует начать плести украшения из разноцветных проводов. А пока в вазе на ее рабочем столе стоит роскошный букет из ниобий-титановых проводов, кабелей и спиральных металлических лент с зелеными оптоволоконными вкраплениями. А наука? Ну что, наука? Принцип корпускулярно-волнового дуализма и особенности элементарных частиц от нее довольно-таки далеки. 

«Меня больше интересуют чисто практические аспекты применения той же криогеники, дипольных магнитов, а также принципов сверхпроводимости в реальной жизни, например, в сфере передовых медицинских технологий». Не забудем, в самом деле, что возможности диагностики на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ) стали людям доступны именно во многом благодаря фундаментальным открытиям, сделанным в ЦЕРНе.

«Всегда немного мечтатели»

Занимая руководящую должность, Марта Байко проводит большую часть своего времени у себя в офисе, на совещаниях, или «работая с документами». Но больше всего приятных минут доставляет работа в её, как она говорит, «техническом царстве», экспериментальной зоне «SM-18» площадью в 2 500 квадратных метров, каждый из которых до отказа забит разного рода приборами и диагностической аппаратурой.

Именно здесь проводятся испытания магнитов и их отдельных технологических узлов, для чего их помещают, как говорит Марта Байко, в «самый большой термос в мире». Тестирование одного магнита продолжается максимум два месяца, причем проходит оно при всё более низких температурах, за счет чего магнит «проходит обучение» и обретает «память». Такой подход позволяет добиться штатных технических показателей, при достижении которых магнит отказывается готовым к работе при температурах, близких к абсолютному нулю.

Одна из самых серьезных проблем для инженеров, занимающихся сверхпроводящими магнитами, заключается в изготовлении при комнатной температуре узлов и агрегатов, предназначенных для работы при температуре, равной почти −300°C. Как это выглядит? Ну, представьте себе, что вы собираете двигательную установку на фабрике, в цехах которой очень жарко, но при этом работать этой установке придется при температуре, царящей обычно в открытом космосе?

«Моя работа — это не только формулы и графики на бумаге или на экране компьютера, но это еще и реальное оборудование. Нет большего счастья убедиться в том, что все работает, как надо». Значит ли это, что физики-«звезды» и скромные инженеры-наладчики разделены своего рода классовым антагонизмом (в сериале «Теория большого взрыва» он служит неисчерпаемым источником комических ситуаций)?

«Физики — всегда немного мечтатели. Они практически никогда не думают о сложностях, связанных с наладкой и запуском сложных испытательных стендов, или о необходимых для этого финансовых ресурсах. Поэтому именно инженерам и приходится доводить до них то, что на научном жаргоне называется „практической осуществимостью проекта“. И, если честно, я до сих пор удивляюсь, как вся эта техника и все эти люди умудряются слаженно работать в единой команде», — резюмирует Марта Байко.

Рубежи науки Красота невидимых миров: открывая CERN заново

Показанный в Швейцарии фильм открывает для зрителей красоту незримых миров и дает ответ на вопрос о том, чем все-таки занимаются ученые в CERN.


Перевод с английского: Нина Шулякова, swissinfo.ch

Neuer Inhalt

Horizontal Line


swissinfo.ch

Тизер

subscription form

Подпишитесь на наш бюллетень новостей и получайте регулярно на свой электронный адрес самые интересные статьи нашего сайта

Подпишитесь на наш бюллетень новостей и получайте регулярно на свой электронный адрес самые интересные статьи нашего сайта