Международная группа физиков провела первый пуск пучка в синхротроне SESAME — первом синхротронном источнике на Ближнем и Среднем Востоке. Благодаря излучению, испускаемому вращающимися по кругу электронами, физики смогут исследовать строение материалов и биологических объектов на молекулярном и атомарном уровне. Первые научные эксперименты на синхротроне запланированы на лето 2017 года. Об этом сообщает пресс-релиз CERN.

Синхротроны — кольцевые камеры, в которых с помощью поворотных магнитов и ускоряющих электрических полей разгоняют заряженные частицы до релятивистских энергий. Самым известным примером синхротронов является ускорительный комплекс Большого адронного коллайдера (протонные синхротрон и суперсинхротрон). Побочным эффектом ускорения является высокоэнергетическое излучение (рентгеновское), испускаемое частицами при движении по криволинейным траекториям в магнитном поле. Современные синхротроны активно используют этот побочный эффект, используя излучение для исследований строения материи: к примеру, из рассеяния рентгеновского излучения на кристалле можно узнать расположение в нем отдельных атомов. 

Синхротронное излучение гораздо ярче, чем классические компактные источники рентгеновского излучения (рентгеновские трубки) — это позволяет не только сократить время экспериментов, но и исследовать сверхбыстрые процессы. Например, поместив фотопластинку на пути синхротронного излучения, можно с миллисекундным разрешением заснять изменения в атомарной структуре, происходящие при фотографировании. На сегодняшний день синхротронные эксперименты есть в Европе (например, DESY), США (NSLS и другие), Японии (SPring-8), Китае, России («Сибирь-1»), Армении (CANDLE), Австралии, Канаде, Бразилии, Тайвани, Таиланде, Сингапуре и Индии. 

SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East) — совместный проект Бахрейна, Египта, Ирана, Израиля, Иордании, Кипра, Пакистана, Палестины и Турции. Он располагается в городе Аллан мухафазы Эль-Балка, Иордания. Энергия электронов в ускорителе достигает 2,5 гигаэлектронвольт, что сопоставимо с энергиями электронов в синхротроне Курчатовского института. 

В центре — дипольный магнит, удерживающий электроны пучка в кольце синхротрона. CERN

Пробный пуск был проведен 12 января. В следующие полгода инженеры будут настраивать прибор, оптимизируя пучки для последующих экспериментов. По оценкам специалистов, это займет около шести месяцев, а первые научные эксперименты начнутся летом 2017 года. 

В 2015 году о планах по строительству первого африканского синхротрона (African Light Source) рассказали на встрече Американского физического общества. Он будет создан по прообразу SESAME. Разработка ведется совместно ЮАР, Нигерией, Зимбабве другими странами. Ожидается, что на строительство уйдет около 10–15 лет.

Автор: Владимир Королёв