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Aqui está a palavra sutilmente familiar "sincrophasotron"! Lembra-me como chegou aos ouvidos de um simples leigo na União Soviética? Havia algum tipo de filme ou uma música popular, alguma coisa, eu me lembro exatamente! Ou era apenas um análogo de uma palavra impronunciável?

E agora vamos ainda lembrar o que é e como foi criado...

Em 1957, a União Soviética fez um avanço científico revolucionário em duas direções ao mesmo tempo: em outubro, o primeiro satélite artificial da Terra foi lançado e, alguns meses antes, em março, o lendário sincrofasotron, uma instalação gigante para estudar o micromundo, começou operando em Dubna. Esses dois eventos chocaram o mundo inteiro, e as palavras "satélite" e "sincrofasotron" entraram firmemente em nossas vidas.

O sincrofasotron é um dos tipos de aceleradores de partículas carregadas. As partículas neles são aceleradas a altas velocidades e, consequentemente, a altas energias. Pelo resultado de suas colisões com outras partículas atômicas, a estrutura e as propriedades da matéria são julgadas. A probabilidade de colisões é determinada pela intensidade do feixe de partículas acelerado, ou seja, o número de partículas nele, então a intensidade, juntamente com a energia, é um parâmetro importante do acelerador.

Os aceleradores atingem tamanhos enormes, e não é por acaso que o escritor Vladimir Kartsev os chamou de pirâmides da era nuclear, pelas quais os descendentes julgarão o nível de nossa tecnologia.

Antes da construção dos aceleradores, os raios cósmicos eram a única fonte de partículas de alta energia. Basicamente, são prótons com energia da ordem de vários GeV, vindos livremente do espaço, e partículas secundárias que surgem quando interagem com a atmosfera. Mas o fluxo de raios cósmicos é caótico e de baixa intensidade, por isso, com o tempo, começaram a ser criadas instalações especiais para pesquisas em laboratório - aceleradores com feixes de partículas controlados de alta energia e maior intensidade.

O funcionamento de todos os aceleradores é baseado em um fato bem conhecido: uma partícula carregada é acelerada por um campo elétrico. No entanto, é impossível obter partículas de energia muito alta acelerando-as apenas uma vez entre dois eletrodos, pois isso exigiria a aplicação de uma tensão enorme, o que é tecnicamente impossível. Portanto, partículas de alta energia são obtidas passando-as repetidamente entre os eletrodos.

Os aceleradores nos quais uma partícula passa por intervalos de aceleração consecutivos são chamados de lineares. O desenvolvimento de aceleradores começou com eles, mas a necessidade de aumentar a energia das partículas levou a comprimentos de instalação quase irreais.

Em 1929, o cientista americano E. Lawrence propôs o projeto de um acelerador no qual a partícula se move em espiral, passando repetidamente pelo mesmo espaço entre dois eletrodos. A trajetória da partícula é dobrada e torcida por um campo magnético uniforme direcionado perpendicularmente ao plano da órbita. O acelerador foi chamado de ciclotron. Em 1930-1931, Lawrence e seus colaboradores construíram o primeiro ciclotron na Universidade da Califórnia (EUA). Por esta invenção, ele recebeu o Prêmio Nobel em 1939.

Em um ciclotron, um grande eletroímã cria um campo magnético uniforme e um campo elétrico surge entre dois eletrodos ocos em forma de D (daí seu nome - "dees"). Uma voltagem alternada é aplicada aos eletrodos, que inverte a polaridade toda vez que a partícula dá meia volta. Devido a isso, o campo elétrico sempre acelera as partículas. Essa ideia não poderia ser realizada se partículas com diferentes energias tivessem diferentes períodos de revolução. Mas, felizmente, embora a velocidade aumente com o aumento da energia, o período de revolução permanece constante, pois o diâmetro da trajetória aumenta na mesma proporção. É esta propriedade do cíclotron que torna possível usar uma frequência constante do campo elétrico para aceleração.

Logo os ciclotrons começaram a ser criados em outros laboratórios de pesquisa.

Edifício Synchrophasotron na década de 1950

A necessidade de criar uma base aceleradora séria na União Soviética foi anunciada no nível do governo em março de 1938. Um grupo de pesquisadores do Instituto de Física e Tecnologia de Leningrado (LFTI), liderado pelo acadêmico A.F. Ioffe voltou-se para o presidente do Conselho de Comissários do Povo da URSS V.M. Molotov com uma carta propondo a criação de uma base técnica para pesquisas no campo da estrutura do núcleo atômico. As questões da estrutura do núcleo atômico tornaram-se um dos problemas centrais da ciência natural, e a União Soviética ficou muito para trás em sua solução. Portanto, se na América havia pelo menos cinco ciclotrons, na União Soviética não havia um único (o único ciclotron do Radium Institute of the Academy of Sciences (RIAN), lançado em 1937, praticamente não funcionou devido a defeitos de projeto). O apelo a Molotov continha um pedido para criar condições para a conclusão até 1º de janeiro de 1939 da construção do ciclotron LPTI. As obras de sua criação, iniciadas em 1937, foram suspensas devido a inconsistências departamentais e ao término do financiamento.

De fato, no momento da redação da carta, havia um claro equívoco nos círculos governamentais do país sobre a relevância da pesquisa no campo da física atômica. De acordo com as memórias de M. G. Meshcheryakov, em 1938, surgiu mesmo a questão de liquidar o Radium Institute, que, segundo alguns, estava envolvido em pesquisas inúteis sobre urânio e tório, enquanto o país se esforçava para aumentar a mineração de carvão e a fundição de aço.

A carta a Molotov surtiu efeito, e já em junho de 1938, uma comissão da Academia de Ciências da URSS, chefiada por P.L. Kapitsa, a pedido do governo, deu uma conclusão sobre a necessidade de construir um cíclotron LFTI de 10-20 MeV, dependendo do tipo de partículas aceleradas, e melhorar o cíclotron RIAN.

Em novembro de 1938 S.I. Vavilov, em seu apelo ao Presidium da Academia de Ciências, propôs construir o ciclotron LFTI em Moscou e transferir o laboratório de I.V. Kurchatov, que esteve envolvido em sua criação. Sergei Ivanovich queria que o laboratório central para o estudo do núcleo atômico ficasse no mesmo local onde ficava a Academia de Ciências, ou seja, em Moscou. No entanto, ele não foi apoiado pelo LFTI. As disputas terminaram no final de 1939, quando A.F. Ioffe propôs criar três ciclotrons de uma só vez. Em 30 de julho de 1940, em uma reunião do Presidium da Academia de Ciências da URSS, foi decidido instruir a RIAN este ano para equipar o ciclotron existente, FIAN para preparar os materiais necessários para a construção de um novo e poderoso ciclotron até 15 de outubro , e LFTI para completar a construção do ciclotron no primeiro trimestre de 1941.

Em conexão com esta decisão, a chamada brigada de ciclotron foi criada na FIAN, que incluía Vladimir Iosifovich Veksler, Sergei Nikolaevich Vernov, Pavel Alekseevich Cherenkov, Leonid Vasilyevich Groshev e Evgeny Lvovich Feinberg. Em 26 de setembro de 1940, o escritório do Departamento de Ciências Físicas e Matemáticas (OPMS) ouviu informações de V.I. Veksler sobre a tarefa de projeto do ciclotron, aprovou suas principais características e estimativa de construção. O ciclotron foi projetado para acelerar dêuterons até uma energia de 50 MeV. A FIAN planejava iniciar sua construção em 1941 e colocá-la em operação em 1943. Os planos planejados foram interrompidos pela guerra.

A necessidade urgente de criar uma bomba atômica forçou a União Soviética a mobilizar esforços no estudo do micromundo. Dois ciclotrons foram construídos um após o outro no Laboratório No. 2 em Moscou (1944, 1946); em Leningrado, depois que o bloqueio foi levantado, os ciclotrons do RIAN e LFTI foram restaurados (1946).

Embora o projeto do ciclotron de Fianovsky tenha sido aprovado antes da guerra, ficou claro que o projeto de Lawrence havia se esgotado, já que a energia dos prótons acelerados não podia exceder 20 MeV. É a partir dessa energia que começa a afetar o efeito de um aumento da massa de uma partícula em velocidades proporcionais à velocidade da luz, o que decorre da teoria da relatividade de Einstein.

Devido ao crescimento da massa, a ressonância entre a passagem da partícula pelo gap de aceleração e a fase correspondente do campo elétrico é violada, o que acarreta a desaceleração.

Deve-se notar que o ciclotron é projetado para acelerar apenas partículas pesadas (prótons, íons). Isso se deve ao fato de que, devido à massa de repouso muito pequena, o elétron já com energias de 1-3 MeV atinge uma velocidade próxima à velocidade da luz, como resultado, sua massa aumenta visivelmente e a partícula rapidamente fora de ressonância.

O primeiro acelerador de elétrons cíclico foi o betatron construído por Kerst em 1940 com base na ideia de Wideröe. O betatron é baseado na lei de Faraday, segundo a qual, quando o fluxo magnético que penetra em um circuito fechado muda, surge uma força eletromotriz nesse circuito. Em um betatron, um circuito fechado é um fluxo de partículas que se movem ao longo de uma órbita anular em uma câmara de vácuo de raio constante em um campo magnético gradualmente crescente. Quando o fluxo magnético dentro da órbita aumenta, surge uma força eletromotriz, cuja componente tangencial acelera os elétrons. No betatron, como no ciclotron, há um limite para a produção de partículas de energia muito alta. Isso se deve ao fato de que, de acordo com as leis da eletrodinâmica, os elétrons que se movem em órbitas circulares emitem ondas eletromagnéticas, que carregam muita energia em velocidades relativísticas. Para compensar essas perdas, é necessário aumentar significativamente o tamanho do núcleo magnético, que tem um limite prático.

Assim, no início da década de 1940, esgotaram-se as possibilidades de obtenção de energias mais altas tanto para prótons quanto para elétrons. Para maiores estudos do microcosmo, era necessário aumentar a energia das partículas aceleradas, então a tarefa de encontrar novos métodos de aceleração tornou-se aguda.

Em fevereiro de 1944 V.I. Veksler apresentou uma ideia revolucionária de como superar a barreira de energia do ciclotron e do betatron. Era tão simples que parecia estranho não ter sido abordado antes. A ideia era que durante a aceleração ressonante, as frequências de revolução das partículas e o campo acelerador deveriam coincidir constantemente, ou seja, ser síncronas. Ao acelerar partículas relativísticas pesadas em um cíclotron para sincronização, foi proposto alterar a frequência do campo elétrico acelerado de acordo com uma certa lei (mais tarde, esse acelerador foi chamado de sincrociclotron).

Para acelerar os elétrons relativísticos, foi proposto um acelerador, mais tarde chamado de síncrotron. Nele, a aceleração é realizada por um campo elétrico alternado de frequência constante, e o sincronismo é fornecido por um campo magnético que muda de acordo com uma determinada lei, que mantém as partículas em uma órbita de raio constante.

Para fins práticos, foi necessário certificar-se teoricamente de que os processos de aceleração propostos são estáveis, ou seja, com pequenos desvios de ressonância, o faseamento das partículas será realizado automaticamente. O físico teórico da equipe do ciclotron E.L. Feinberg chamou a atenção de Veksler para isso e ele mesmo provou a estabilidade dos processos de uma maneira estritamente matemática. É por isso que a ideia de Wexler foi chamada de "princípio do autophasing".

Para discutir a solução obtida, a FIAN realizou um seminário no qual Veksler fez um relatório introdutório e Feinberg um relatório sobre estabilidade. O trabalho foi aprovado e, no mesmo ano de 1944, a revista “Reports of the Academy of Sciences of the USSR” publicou dois artigos nos quais foram considerados novos métodos de aceleração (o primeiro artigo tratava de um acelerador baseado em múltiplas frequências, posteriormente denominado um microtron). Apenas Veksler foi listado como seu autor, e o nome de Feinberg não foi mencionado. Muito em breve, o papel de Feinberg na descoberta do princípio de autophasing foi imerecidamente destinado ao completo esquecimento.

Um ano depois, o princípio de autophasing foi descoberto independentemente pelo físico americano E. MacMillan, mas Wexler manteve a prioridade.

Ressalta-se que em aceleradores baseados no novo princípio, a "regra de alavancagem" se manifestou de forma explícita - o ganho de energia levou a uma perda na intensidade do feixe de partículas aceleradas, o que está associado à ciclicidade de sua aceleração, em contraste com a aceleração suave em ciclotrons e betatrons. Esse momento desagradável foi imediatamente apontado na sessão do Departamento de Ciências Físicas e Matemáticas em 20 de fevereiro de 1945, mas todos chegaram à conclusão unânime de que essa circunstância não deveria em caso algum interferir na implementação do projeto. Embora, a propósito, a luta pela intensidade posteriormente incomodasse constantemente os “aceleradores”.

Na mesma sessão, por sugestão do Presidente da Academia de Ciências da URSS S.I. Vavilov, decidiu-se construir imediatamente os dois tipos de aceleradores propostos por Veksler. Em 19 de fevereiro de 1946, o Comitê Especial do Conselho de Comissários do Povo da URSS instruiu a comissão competente a desenvolver seus projetos, indicando a capacidade, o tempo de produção e o local de construção. (O FIAN se recusou a criar um ciclotron.)

Como resultado, em 13 de agosto de 1946, dois decretos do Conselho de Ministros da URSS foram emitidos simultaneamente, assinados pelo Presidente do Conselho de Ministros da URSS I.V. Stalin e o gerente do Conselho de Ministros da URSS Ya.E. Chadaev, sobre a criação de um sincrociclotron para uma energia de deutério de 250 MeV e um síncrotron para uma energia de 1 GeV. A energia dos aceleradores foi ditada principalmente pelo confronto político entre os EUA e a URSS. Os Estados Unidos já construíram um síncrotron com uma energia de dêuteron de cerca de 190 MeV e começaram a construir um síncrotron com uma energia de 250-300 MeV. Os aceleradores domésticos deveriam superar os americanos em termos de energia.

As esperanças estavam depositadas no sincrociclotron para a descoberta de novos elementos, novos métodos para obter energia atômica de fontes mais baratas que o urânio. Com a ajuda do síncrotron, eles pretendiam obter artificialmente mésons, que, como os físicos soviéticos supunham na época, eram capazes de causar fissão nuclear.

Ambos os decretos saíram com o selo "Top Secret (pasta especial)", já que a construção de aceleradores fazia parte do projeto de criação de uma bomba atômica. Com a ajuda deles, esperava-se obter uma teoria precisa das forças nucleares necessárias para cálculos de bombas, que naquela época eram realizados apenas com a ajuda de um grande conjunto de modelos aproximados. É verdade que tudo acabou não sendo tão simples quanto se pensava a princípio, e deve-se notar que tal teoria não foi criada até hoje.

As resoluções determinaram os locais para a construção de aceleradores: o síncrotron - em Moscou, na rodovia Kaluga (agora Leninsky Prospekt), no território da FIAN; sincrociclotron - na área da usina hidrelétrica de Ivankovskaya, 125 quilômetros ao norte de Moscou (na época a região de Kalinin). Inicialmente, a criação de ambas as aceleradoras foi confiada à FIAN. V.I. Veksler, e para o sincrociclotron - D.V. Skobeltsyn.

À esquerda - Doutor em Ciências Técnicas Professor L.P. Zinoviev (1912–1998), à direita - Acadêmico da Academia de Ciências da URSS V.I. Veksler (1907-1966) durante a criação do sincrophasotron

Seis meses depois, o chefe do projeto atômico, I.V. Kurchatov, insatisfeito com o progresso do trabalho no sincrociclotron de Fianovo, transferiu este tópico para seu Laboratório nº 2. Ele nomeou M.G. Meshcheryakov, liberando-o do trabalho no Leningrad Radium Institute. Sob a liderança de Meshcheryakov, um modelo de sincrociclotron foi criado no Laboratório nº 2, que já confirmou experimentalmente a correção do princípio de autofasagem. Em 1947, começou a construção de um acelerador na região de Kalinin.

14 de dezembro de 1949 sob a liderança de M.G. O Meshcheryakov Synchrocyclotron foi lançado com sucesso dentro do cronograma e se tornou o primeiro acelerador desse tipo na União Soviética, bloqueando a energia de um acelerador semelhante criado em 1946 em Berkeley (EUA). Permaneceu um recorde até 1953.

Inicialmente, o laboratório baseado no sincrociclotron foi chamado de Laboratório Hidrotécnico da Academia de Ciências da URSS (GTL) por questão de sigilo e era uma filial do Laboratório nº 2. Em 1953 foi transformado em um Instituto independente de Problemas Nucleares de a Academia de Ciências da URSS (INP), chefiada por M.G. Meshcheryakov.

Acadêmico da Academia Ucraniana de Ciências A.I. Leipunsky (1907–1972), baseado no princípio da autofasagem, propôs o projeto de um acelerador, mais tarde chamado de sincrofasotron (foto: Ciência e Vida)
A criação do síncrotron por várias razões falhou. Primeiro, devido a dificuldades imprevistas, dois síncrotrons tiveram que ser construídos para energias mais baixas - 30 e 250 MeV. Eles estavam localizados no território da FIAN, e o síncrotron de 1 GeV foi decidido a ser construído fora de Moscou. Em junho de 1948, ele recebeu um local a poucos quilômetros do sincrociclotron já em construção na região de Kalinin, mas também nunca foi construído, pois deu preferência ao acelerador proposto por Alexander Ilyich Leipunsky, acadêmico da Academia Ucraniana de Ciências. Aconteceu da seguinte maneira.

Em 1946 A. I. Leipunsky, baseado no princípio de autophasing, apresentou a ideia da possibilidade de criar um acelerador no qual os recursos de um síncrotron e um sincrociclotron fossem combinados. Posteriormente, Veksler chamou esse tipo de acelerador de sincrofasotron. O nome fica claro se levarmos em conta que o sincrociclotron foi originalmente chamado de fasotron e, em conjunto com o síncrotron, é obtido um sincrofasotron. Nele, como resultado de uma mudança no campo magnético de controle, as partículas se movem ao longo do anel, como em um síncrotron, e a aceleração produz um campo elétrico de alta frequência, cuja frequência varia com o tempo, como em um sincrociclotron. Isso possibilitou aumentar significativamente a energia dos prótons acelerados em comparação com o sincrociclotron. No sincrofasotron, os prótons são acelerados preliminarmente em um acelerador linear - um injetor. As partículas introduzidas na câmara principal sob a ação de um campo magnético começam a circular nela. Este modo é chamado de modo betatron. Em seguida, a tensão de aceleração de alta frequência é ligada nos eletrodos colocados em duas lacunas retilíneas diametralmente opostas.

De todos os três tipos de aceleradores baseados no princípio da autofasagem, o sincrofasotron é tecnicamente o mais complexo, e muitos duvidaram da possibilidade de sua criação. Mas Leipunsky, confiante de que tudo daria certo, corajosamente começou a implementar sua ideia.

Em 1947, no Laboratório "B" perto da estação de Obninskoye (agora a cidade de Obninsk), um grupo especial de aceleradores sob sua liderança começou a desenvolver um acelerador. Os primeiros teóricos do sincrofasotron foram Yu.A. Krutkov, O. D. Kazachkovsky e L. L. Sabsovich. Em fevereiro de 1948, foi realizada uma conferência fechada sobre aceleradores, que, além de ministros, contou com a presença de A.L. Mints, um conhecido especialista em engenharia de rádio na época, e engenheiros-chefes da Leningrad Electrosila e plantas de transformadores. Todos afirmaram que o acelerador proposto por Leipun poderia ser feito. O estímulo aos primeiros resultados teóricos e o apoio de engenheiros de plantas líderes permitiram iniciar um projeto técnico específico para um grande acelerador para energias de prótons de 1,3 a 1,5 GeV e desenvolver trabalhos experimentais que confirmaram a correção da ideia de Leipunsky. Em dezembro de 1948, o projeto técnico do acelerador estava pronto e, em março de 1949, Leipunsky deveria apresentar um projeto de projeto do sincrofasotron de 10 GeV.

E de repente, em 1949, no auge da obra, o governo decidiu transferir para a FIAN a obra do sincrofasotron que havia começado. Pelo que? Por quê? Afinal, a FIAN já está construindo um síncrotron de 1 GeV! Sim, o fato é que ambos os projetos, tanto o síncrotron de 1,5 GeV quanto o síncrotron de 1 GeV, eram muito caros, e surgiu a questão sobre sua conveniência. Foi finalmente resolvido em uma das reuniões especiais da FIAN, onde os principais físicos do país se reuniram. Eles consideraram desnecessário construir um síncrotron de 1 GeV devido à falta de muito interesse na aceleração de elétrons. O principal oponente desta posição foi M.A. Markov. Seu principal argumento era que é muito mais eficiente estudar prótons e forças nucleares com a ajuda da já bem estudada interação eletromagnética. No entanto, ele não conseguiu defender seu ponto de vista, e uma decisão positiva acabou sendo a favor do projeto de Leipunsky.

É assim que o sincrofasotron de 10 GeV se parece em Dubna

O sonho acalentado de Veksler de construir o maior acelerador estava desmoronando. Não querendo aturar a situação atual, ele, com o apoio de S.I. Vavilov e D. V. Skobeltsyna sugeriu abandonar a construção de um sincrofasotron de 1,5 GeV e proceder imediatamente ao projeto de um acelerador de 10 GeV, anteriormente confiado à A.I. Leipunsky. O governo aceitou esta proposta, porque em abril de 1948 ficou conhecido sobre o projeto sincrophasotron 6-7 GeV na Universidade da Califórnia e eles queriam estar à frente dos Estados Unidos pelo menos por um tempo.

Em 2 de maio de 1949, o Conselho de Ministros da URSS emitiu uma resolução sobre a criação de um síncrofasotron para uma energia de 7 a 10 GeV no território anteriormente alocado para o síncrotron. O tema foi transferido para a FIAN, e V.I. Veksler, embora os negócios de Leipunsky estivessem indo muito bem.

Isso pode ser explicado, em primeiro lugar, pelo fato de que Veksler foi considerado o autor do princípio de autophasing e, de acordo com as memórias de seus contemporâneos, L.P. o favoreceu muito. Béria. Em segundo lugar, S. I. Vavilov era naquela época não apenas o diretor da FIAN, mas também o presidente da Academia de Ciências da URSS. Leipunsky foi oferecido para se tornar vice de Veksler, mas ele recusou e depois não participou da criação do sincrofasotron. De acordo com o deputado Leipunsky O.D. Kazachkovsky, "ficou claro que dois ursos não podiam se dar bem em um covil". Posteriormente, A. I. Leipunsky e O.D. Kazachkovsky tornou-se um dos principais especialistas em reatores e em 1960 recebeu o Prêmio Lenin.

A resolução continha cláusula sobre a transferência para o trabalho na FIAN dos funcionários do Laboratório "V", que estavam engajados no desenvolvimento do acelerador, com a transferência dos equipamentos correspondentes. E havia algo a transmitir: o trabalho no acelerador no Laboratório "B" naquela época havia sido levado ao estágio de um modelo e fundamentação das principais decisões.

Nem todos ficaram entusiasmados com a transferência para a FIAN, pois era fácil e interessante trabalhar com Leipunsky: ele não era apenas um excelente consultor científico, mas também uma pessoa maravilhosa. No entanto, era quase impossível recusar uma transferência: naquele momento difícil, a recusa ameaçava com julgamento e campos.

O grupo transferido do Laboratório "B" incluía o engenheiro Leonid Petrovich Zinoviev. Ele, como outros membros do grupo de aceleradores, no laboratório de Leipunsky foi o primeiro envolvido no desenvolvimento de componentes individuais necessários para o modelo do futuro acelerador, em particular, a fonte de íons e os circuitos de pulso de alta tensão para alimentar o injetor. Leipunsky imediatamente chamou a atenção para um engenheiro competente e criativo. Seguindo suas instruções, Zinoviev foi o primeiro a se envolver na criação de uma planta piloto na qual foi possível simular todo o processo de aceleração de prótons. Então ninguém poderia imaginar que, tendo se tornado um dos pioneiros no trabalho de dar vida à ideia do sincrofasotron, Zinoviev seria a única pessoa que passaria por todas as etapas de sua criação e aperfeiçoamento. E não apenas passar, mas liderá-los.

Resultados teóricos e experimentais obtidos no Laboratório "V" foram utilizados no Instituto de Física Lebedev no projeto do sincrofasotron de 10 GeV. No entanto, aumentar a energia do acelerador para este valor exigiu melhorias significativas. As dificuldades de sua criação foram agravadas em grande medida pelo fato de que naquela época não havia experiência na construção de instalações tão grandes em todo o mundo.

Sob a orientação dos teóricos M.S. Rabinovich e A. A. Kolomensky da FIAN fez uma justificativa física do projeto técnico. Os principais componentes do sincrofasotron foram desenvolvidos pelo Instituto de Engenharia de Rádio de Moscou da Academia de Ciências e pelo Instituto de Pesquisa de Leningrado sob a orientação de seus diretores A.L. Mints e E. G. Mosquito.

Para obter a experiência necessária, decidimos construir um modelo de um sincrofasotron para uma energia de 180 MeV. Ele estava localizado no território da FIAN em um edifício especial, que, por razões de sigilo, foi chamado de armazém nº 2. No início de 1951, Veksler confiou a Zinoviev todo o trabalho no modelo, incluindo instalação de equipamentos, ajuste e seu lançamento integrado .

O modelo Fianovsky não era de forma alguma um bebê - seu ímã com um diâmetro de 4 metros pesava 290 toneladas. Posteriormente, Zinoviev lembrou que quando eles montaram o modelo de acordo com os primeiros cálculos e tentaram iniciá-lo, a princípio nada funcionou. Muitas dificuldades técnicas imprevistas tiveram que ser superadas antes que o modelo fosse lançado. Quando isso aconteceu em 1953, Veksler disse: “Bem, é isso! O sincrofasotron de Ivankovsky funcionará!” Tratava-se de um grande sincrofasotron de 10 GeV, que já havia começado a ser construído em 1951 na região de Kalinin. A construção foi realizada por uma organização de codinome TDS-533 (Direção Técnica de Construção 533).

Pouco antes do lançamento do modelo, uma revista americana publicou inesperadamente uma reportagem sobre um novo design do sistema magnético do acelerador, chamado hard-focusing. É realizado como um conjunto de seções alternadas com gradientes de campo magnético direcionados de forma oposta. Isso reduz significativamente a amplitude das oscilações das partículas aceleradas, o que, por sua vez, permite reduzir significativamente a seção transversal da câmara de vácuo. Como resultado, uma grande quantidade de ferro é economizada, o que vai para a construção do ímã. Por exemplo, o acelerador de 30 GeV em Genebra, baseado em foco rígido, tem três vezes a energia e três vezes a circunferência do sincrofasotron Dubna, e seu ímã é dez vezes mais leve.

O design de ímãs de foco rígido foi proposto e desenvolvido pelos cientistas americanos Courant, Livingston e Snyder em 1952. Alguns anos antes deles, a mesma coisa foi inventada, mas não publicada por Christophilos.

Zinoviev imediatamente apreciou a descoberta dos americanos e propôs redesenhar o sincrofasotron Dubna. Mas para isso, o tempo teria que ser sacrificado. Veksler disse então: "Não, mesmo por um dia, mas devemos estar à frente dos americanos". Provavelmente, nas condições da Guerra Fria, ele estava certo - "os cavalos não são trocados no meio do caminho". E o grande acelerador continuou a ser construído de acordo com o projeto desenvolvido anteriormente. Em 1953, com base no sincrofasotron em construção, foi criado o Laboratório Eletrofísico da Academia de Ciências da URSS (EFLAN). V.I. foi nomeado seu diretor. Veksler.

Em 1956, INP e EFLAN formaram a base do Instituto Conjunto para Pesquisa Nuclear (JINR). Sua localização ficou conhecida como a cidade de Dubna. Naquela época, a energia do próton no sincrociclotron era de 680 MeV e a construção do sincrofasotron estava sendo concluída. Desde os primeiros dias da formação do JINR, o desenho estilizado do edifício sincrofasótron (autor V.P. Bochkarev) tornou-se seu símbolo oficial.

O modelo auxiliou na solução de uma série de problemas para o acelerador de 10 GeV, porém, o projeto de muitos nós sofreu mudanças significativas devido à grande diferença de tamanho. O diâmetro médio do eletroímã sincrofasotron era de 60 metros e o peso era de 36 mil toneladas (de acordo com seus parâmetros, ainda permanece no Guinness Book of Records). Surgiu uma série de novos problemas complexos de engenharia, que a equipe resolveu com sucesso.

Finalmente, tudo estava pronto para o lançamento integrado do acelerador. Por ordem de Veksler, foi liderado por L.P. Zinoviev. O trabalho começou no final de dezembro de 1956, a situação era tensa e Vladimir Iosifovich não poupou nem a si mesmo nem a seus funcionários. Muitas vezes pernoitávamos em catres bem na enorme sala de controle da instalação. De acordo com as memórias de A.A. Kolomensky, Veksler gastou a maior parte de sua energia inesgotável naquele momento em "extorquir" ajuda de organizações externas e em colocar em prática propostas práticas, em grande parte vindas de Zinoviev. Veksler valorizou muito sua intuição experimental, que desempenhou um papel decisivo no start-up do acelerador gigante.

Por muito tempo eles não conseguiram o modo betatron, sem o qual o lançamento é impossível. E foi Zinoviev quem, no momento crucial, percebeu o que precisava ser feito para dar vida ao sincrofasotron. A experiência, que foi preparada durante duas semanas, para alegria de todos, foi finalmente coroada de sucesso. Em 15 de março de 1957, o sincrophasotron Dubna começou a funcionar, o que foi relatado ao mundo inteiro pelo jornal Pravda em 11 de abril de 1957 (artigo de V.I. Veksler). Curiosamente, esta notícia apareceu apenas quando a energia do acelerador, gradualmente aumentada desde o dia do lançamento, ultrapassou a energia de 6,3 GeV do então líder sincrophasotron americano em Berkeley. "Existem 8,3 bilhões de elétron-volts!" - informou o jornal, anunciando que um acelerador recorde havia sido criado na União Soviética. O sonho acalentado de Veksler se tornou realidade!

Em 16 de abril, a energia do próton atingiu o valor de projeto de 10 GeV, mas o acelerador foi colocado em operação apenas alguns meses depois, pois ainda havia problemas técnicos suficientes não resolvidos. E, no entanto, o principal estava por trás - o sincrofasotron começou a funcionar.

Veksler relatou isso na segunda sessão do Conselho Acadêmico do Instituto Conjunto em maio de 1957. Ao mesmo tempo, o diretor do instituto D.I. Blokhintsev observou que, em primeiro lugar, o modelo sincrofasotron foi criado em um ano e meio, enquanto na América levou cerca de dois anos. Em segundo lugar, o próprio sincrophasotron foi lançado em três meses, cumprindo o cronograma, embora a princípio parecesse irreal. Foi o lançamento do synchrophasotron que trouxe a Dubna sua primeira fama mundial.

Na terceira sessão do Conselho Académico do Instituto, o Membro Correspondente da Academia de Ciências V.P. Dzhelepov observou que "Zinoviev foi em todos os aspectos a alma do lançamento e trouxe uma enorme quantidade de energia e esforço para este negócio, ou seja, esforços criativos durante a configuração da máquina". A D.I. Blokhintsev acrescentou que "Zinoviev realmente suportou o enorme trabalho de ajuste complexo".

Milhares de pessoas estiveram envolvidas na criação do sincrofasotron, mas Leonid Petrovich Zinoviev desempenhou um papel especial nisso. Veksler escreveu: “O sucesso do lançamento do sincrophasotron e a possibilidade de iniciar uma ampla frente de trabalho físico nele estão amplamente relacionados à participação de L.P. Zinoviev.

Zinoviev planejava retornar à FIAN após o lançamento do acelerador. No entanto, Veksler implorou para que ele ficasse, acreditando que não poderia confiar a mais ninguém o gerenciamento do sincrofasotron. Zinoviev concordou e supervisionou o trabalho do acelerador por mais de trinta anos. Sob sua liderança e com participação direta, o acelerador foi constantemente aprimorado. Zinoviev amava o sincrofasotron e muito sutilmente sentiu a respiração desse gigante de ferro. Segundo ele, não havia um único, mesmo o menor detalhe do acelerador, que ele não tocasse e cuja finalidade ele não conhecesse.

Em outubro de 1957, em uma reunião ampliada do Conselho Acadêmico do Instituto Kurchatov, presidido pelo próprio Igor Vasilyevich, dezessete pessoas de diferentes organizações que participaram da criação do sincrophasotron foram nomeadas para o Prêmio Lenin mais prestigioso da época na União Soviética. União. Mas de acordo com as condições, o número de laureados não poderia exceder doze pessoas. Em abril de 1959, o diretor do JINR High Energy Laboratory V.I. Veksler, chefe do departamento do mesmo laboratório L.P. Zinoviev, Vice-Chefe da Direção Principal para o Uso de Energia Atômica do Conselho de Ministros da URSS D.V. Efremov, Diretor do Instituto de Pesquisa de Leningrado E.G. Komar e seus colaboradores N.A. Monoszon, A.M. Stolov, diretor do Instituto de Engenharia de Rádio de Moscou da Academia de Ciências da URSS A.L. Mints, funcionários do mesmo instituto F.A. Vodopyanov, S. M. Rubchinsky, equipe da FIAN A.A. Kolomensky, V. A. Petukhov, M. S. Rabinovich. Veksler e Zinoviev tornaram-se cidadãos honorários de Dubna.

O sincrofasotron permaneceu em serviço por quarenta e cinco anos. Durante este tempo, uma série de descobertas foram feitas sobre ele. Em 1960, o modelo sincrofasotron foi convertido em um acelerador de elétrons, que ainda está operando na FIAN.

fontes

Literatura:
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http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larissa-zinovyeva.com

E vou lembrá-lo sobre algumas outras configurações: por exemplo, e como é. Lembre-se do que é. Ou talvez você não saiba? ou o que é O artigo original está no site InfoGlaz.rf Link para o artigo do qual esta cópia é feita -

Em 1957, a URSS fez um avanço científico e técnico em várias áreas: lançou com sucesso um satélite artificial da Terra e, alguns meses antes desse evento, um sincrofasotron começou a operar em Dubna. O que é e por que essa instalação é necessária? Essa questão preocupava não apenas os cidadãos da URSS naquela época, mas o mundo inteiro. Claro, na comunidade científica eles entenderam o que era, mas os cidadãos comuns ficaram perplexos quando ouviram essa palavra. Ainda hoje, a maioria das pessoas não entende a essência e o princípio do sincrofasotron, embora já tenham ouvido essa palavra mais de uma vez. Vamos ver que tipo de dispositivo é e para que foi usado.

Por que você precisa de um sincrofasotron?

Esta instalação foi desenvolvida para estudar o micromundo e entender a estrutura das partículas elementares, as leis de sua interação entre si. O próprio método de cognição era extremamente simples: quebrar a partícula e ver o que está dentro. No entanto, como um próton pode ser quebrado? Para isso, foi criado um sincrofasotron, que acelera as partículas e as atinge em um alvo. O último pode ser estacionário, mas no moderno Large Hadron Collider (é uma versão melhorada do bom e velho sincrophasotron), o alvo está se movendo. Lá, feixes de prótons se movem em direção uns aos outros com grande velocidade e colidem.

Acreditava-se que esta instalação possibilitaria um avanço científico, descobrir novos elementos e métodos para obter energia atômica de fontes baratas, que seriam superiores em eficiência ao urânio enriquecido e seriam mais seguras e menos prejudiciais ao meio ambiente.

Alvos militares

Claro, objetivos militares também foram perseguidos. A criação de energia atômica para fins pacíficos é apenas uma desculpa para os ingênuos. Não é à toa que o projeto do sincrofasotron saiu com o selo de assinatura "Top Secret", pois a construção desse acelerador foi realizada como parte do projeto de criação de uma nova bomba atômica. Com sua ajuda, eles queriam obter uma teoria aprimorada das forças nucleares, necessária para calcular e criar uma bomba. É verdade que tudo acabou sendo muito mais complicado e até hoje essa teoria está ausente.

O que é um sincrofasotron em termos simples?

Para resumir, esta instalação é um acelerador de partículas elementares, prótons em particular. O sincrofasotron consiste em um tubo em loop não magnético com um vácuo dentro, bem como eletroímãs poderosos. Alternadamente, os ímãs ligam, direcionando as partículas carregadas para dentro do tubo de vácuo. Quando atingem a velocidade máxima com a ajuda de aceleradores, são enviados para um alvo especial. Os prótons o atingem, quebram o próprio alvo e se quebram no processo. Os fragmentos se espalham em diferentes direções e deixam vestígios na câmara de bolhas. Seguindo esses rastros, um grupo de cientistas analisa sua natureza.

Este foi o caso no passado, mas em instalações modernas (como o Grande Colisor de Hádrons) são usados ​​detectores mais modernos em vez de uma câmara de bolhas, que fornece mais informações sobre fragmentos de prótons.

A instalação em si é bastante complexa e de alta tecnologia. Podemos dizer que o sincrofasotron é um "parente distante" do moderno Grande Colisor de Hádrons. De fato, pode ser chamado de análogo de um microscópio. Ambos os dispositivos destinam-se ao estudo do microcosmo, mas o princípio do estudo é diferente.

Mais sobre o dispositivo

Então, já sabemos o que é um sincrofasotron, e também que aqui as partículas são aceleradas a velocidades enormes. Como se viu, para acelerar prótons a uma velocidade tremenda, é necessário criar uma diferença de potencial de centenas de bilhões de volts. Infelizmente, está além do poder da humanidade fazer isso, então eles tiveram a ideia de dispersar as partículas gradualmente.

Na instalação, as partículas se movem em círculo, e a cada revolução são alimentadas com energia, ganhando aceleração. E embora essa recarga seja pequena, por milhões de revoluções você pode ganhar a energia necessária.

A operação do sincrofasotron é baseada neste princípio. Partículas elementares dispersas em pequenos valores são lançadas no túnel, onde estão localizados os ímãs. Eles criam um campo magnético perpendicular ao anel. Muitos acreditam erroneamente que esses ímãs aceleram as partículas, mas na verdade esse não é o caso. Eles apenas mudam sua trajetória, forçando-os a se mover em círculo, mas não os aceleram. A própria aceleração ocorre em certos intervalos de aceleração.

Aceleração de Partículas

Essa lacuna de aceleração é um capacitor, que é energizado em alta frequência. By the way, esta é a base de toda a operação desta instalação. Um feixe de prótons voa para um determinado capacitor no momento em que a tensão nele é zero. À medida que as partículas voam através do capacitor, a tensão tem tempo para aumentar, o que impulsiona as partículas. No círculo seguinte, isso se repete, pois a frequência da tensão alternada é especialmente selecionada para ser igual à frequência da revolução da partícula ao redor do anel. Consequentemente, os prótons são acelerados de forma síncrona e em fase. Daí o nome - sincrofasotron.

By the way, com este método de aceleração, há um certo efeito benéfico. Se de repente um feixe de prótons voar mais rápido do que a velocidade necessária, ele voará para o intervalo de aceleração com um valor de tensão negativo, o que o desacelera um pouco. Se a velocidade do movimento for menor, então o efeito será o oposto: a partícula é acelerada e alcança o grupo principal de prótons. Como resultado, um feixe denso e compacto de partículas se move na mesma velocidade.

Problemas

Idealmente, as partículas devem ser aceleradas até a maior velocidade possível. E se os prótons estão se movendo cada vez mais rápido em cada círculo, então por que eles não podem ser acelerados até a velocidade máxima possível? Existem várias razões.

Primeiro, um aumento na energia implica um aumento na massa das partículas. Infelizmente, as leis relativísticas não permitem que nenhum elemento acelere acima da velocidade da luz. No sincrofasotron, a velocidade dos prótons praticamente atinge a velocidade da luz, o que aumenta muito sua massa. Como resultado, torna-se difícil mantê-los em uma órbita circular de raio. Desde a escola sabe-se que o raio de movimento das partículas em um campo magnético é inversamente proporcional à massa e diretamente proporcional à magnitude do campo. E como a massa das partículas cresce, o raio deve ser aumentado e o campo magnético deve ser mais forte. Essas condições criam limitações na implementação das condições de pesquisa, uma vez que as tecnologias são limitadas ainda hoje. Até agora, não foi possível criar um campo com uma indução superior a alguns teslas. Portanto, eles fazem túneis de grande comprimento, pois com um grande raio, partículas pesadas em grande velocidade podem ser mantidas em um campo magnético.

O segundo problema é o movimento com aceleração em um círculo. Sabe-se que uma carga que se move a uma certa velocidade irradia energia, ou seja, a perde. Consequentemente, as partículas durante a aceleração perdem constantemente parte da energia, e quanto maior a sua velocidade, mais energia elas gastam. Em algum ponto, ocorre um equilíbrio entre a energia recebida na seção de aceleração e a perda da mesma quantidade de energia por revolução.

Pesquisa realizada no sincrofasotron

Agora entendemos qual princípio está por trás da operação do sincrofasotron. Ele permitiu que uma série de estudos e descobertas fossem feitos. Em particular, os cientistas puderam estudar as propriedades dos deutérios acelerados, o comportamento da estrutura quântica dos núcleos, a interação dos íons pesados ​​com os alvos e também desenvolver uma tecnologia para a utilização do urânio-238.

Aplicação dos resultados obtidos durante os testes

Os resultados obtidos nestas áreas são atualmente utilizados na construção de naves espaciais, no projeto de usinas nucleares, bem como no desenvolvimento de equipamentos especiais e robótica. De tudo isso, segue-se que o sincrofasotron é um dispositivo cuja contribuição para a ciência é difícil de superestimar.

Conclusão

Por 50 anos, essas instalações serviram ao benefício da ciência e são usadas ativamente por cientistas de todo o mundo. O sincrophasotron criado anteriormente e instalações semelhantes a ele (eles foram criados não apenas na URSS) são apenas um elo na cadeia da evolução. Hoje, dispositivos mais avançados estão aparecendo - Nuclotrons, que possuem uma energia enorme.

Um dos mais avançados entre esses dispositivos é o Large Hadron Collider. Em contraste com a operação do sincrofasotron, ele colide dois feixes de partículas em direções opostas, pelo que a energia liberada da colisão é muitas vezes maior que a energia no sincrofasotron. Isso abre oportunidades para um estudo mais preciso das partículas elementares.

Talvez agora você deva entender o que é um sincrofasotron e por que ele é necessário. Esta instalação possibilitou várias descobertas. Hoje, um acelerador de elétrons foi feito a partir dele e, no momento, está funcionando na FIAN.

Em sua essência, o sincrofasotron é uma enorme facilidade para acelerar partículas carregadas. As velocidades dos elementos neste dispositivo são muito altas, assim como a energia liberada neste caso. Obtendo uma imagem da colisão mútua de partículas, os cientistas podem julgar as propriedades do mundo material e sua estrutura.

A necessidade de criar um acelerador foi discutida antes mesmo do início da Grande Guerra Patriótica, quando um grupo de físicos soviéticos chefiados pelo acadêmico A. Ioffe enviou uma carta ao governo da URSS. Enfatizou a importância da criação de uma base técnica para o estudo da estrutura do núcleo atômico. Essas questões já então se tornaram o problema central da ciência natural, sua solução poderia fazer avançar a ciência aplicada, a ciência militar e a energia.

Em 1949, começou o projeto da primeira instalação, o acelerador de prótons. Este edifício foi construído em 1957 em Dubna. O acelerador de prótons, chamado de "sincrofasotron", é uma construção de enormes dimensões. Ele é projetado como um edifício separado do instituto de pesquisa. A parte principal da área de construção é ocupada por um anel magnético com um diâmetro de cerca de 60 m. É necessário criar um campo eletromagnético com as características exigidas. No espaço de um ímã, as partículas são aceleradas.

O princípio de funcionamento do sincrofasotron

O primeiro poderoso acelerador-sincrofasotron deveria originalmente ser projetado com base em uma combinação de dois princípios, anteriormente usados ​​separadamente no fasotron e no síncrotron. O primeiro dos princípios é a mudança na frequência do campo eletromagnético, o segundo é a mudança no nível do campo magnético.

O sincrofasotron opera no princípio de um acelerador cíclico. Para manter a partícula na mesma órbita de equilíbrio, a frequência do campo acelerado muda. O feixe de partículas sempre chega à parte de aceleração da instalação em fase com o campo elétrico de alta frequência. O sincrofasotron às vezes é referido como um síncrotron de próton fracamente focado. Um parâmetro importante do sincrofasotron é a intensidade do feixe, que é determinada pelo número de partículas nele contidas.

No sincrofasotron, os erros e deficiências inerentes ao seu antecessor, o cíclotron, são quase completamente eliminados. Ao alterar a indução do campo magnético e a frequência de recarga das partículas, o acelerador de prótons aumenta a energia das partículas, direcionando-as ao longo do curso desejado. A criação de tal dispositivo revolucionou o nuclear

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Da Wikipédia, a enciclopédia livre

Sincrofasotron (a partir de sincronização + Estágio + elétron) é um acelerador cíclico ressonante com o comprimento da órbita de equilíbrio inalterado durante a aceleração. Para que as partículas permaneçam na mesma órbita durante a aceleração, tanto o campo magnético principal quanto a frequência do campo elétrico acelerado mudam. Este último é necessário para que o feixe chegue à seção de aceleração sempre em fase com o campo elétrico de alta frequência. No caso de as partículas serem ultrarelativistas, a frequência de revolução, com um comprimento fixo da órbita, não muda com o aumento da energia, e a frequência do gerador de RF também deve permanecer constante. Esse acelerador já é chamado de síncrotron.

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Notas

Veja também

Ver este modelo Por design Por nomeação

Um trecho caracterizando o Synchrophasotron

Saímos de casa juntos, como se eu também fosse ao mercado com ela, e na primeira curva nos separamos amigavelmente, e cada um já havia seguido seu próprio caminho e seu próprio negócio ...
A casa em que o pai da pequena Vesta ainda morava ficava em nosso primeiro “bairro novo” em construção (como eram chamados os primeiros arranha-céus) e ficava a cerca de quarenta minutos de nós. Sempre gostei de caminhar, e isso não me causou nenhum inconveniente. Só que eu realmente não gostei dessa nova área em si, porque as casas foram construídas como caixas de fósforos - todas iguais e sem rosto. E como este lugar estava apenas começando a ser construído, não havia uma única árvore ou qualquer tipo de “verde” nele, e parecia um modelo de asfalto de pedra de alguma cidade feia e falsa. Tudo era frio e sem alma, e eu sempre me sentia muito mal lá - parecia que simplesmente não havia nada para eu respirar...
E, no entanto, encontrar o número de casas, mesmo com o maior desejo, era quase impossível ali. Como, por exemplo, naquele momento eu estava entre as casas nº 2 e nº 26, e não conseguia entender como isso poderia ser?!. E eu me perguntava, onde fica minha casa “desaparecida” número 12?.. Não havia lógica nisso, e eu não conseguia entender como as pessoas podiam viver em tamanho caos?
Finalmente, com a ajuda de outra pessoa, de alguma forma consegui encontrar a casa certa e já estava de pé na porta fechada, imaginando como essa pessoa completamente desconhecida me conheceria? ..
Conheci muitos estranhos, desconhecidos para mim da mesma forma, e isso sempre exigia grande tensão nervosa no início. Eu nunca me senti confortável em invadir a vida privada de alguém, então cada "caminhada" sempre parecia um pouco louca para mim. E também entendi perfeitamente o quão selvagem deve ter soado para aqueles que literalmente acabaram de perder um ente querido, e uma garotinha de repente invadiu suas vidas e declarou que poderia ajudá-los a falar com sua falecida esposa, irmã, filho, mãe, pai... Concordo - deve ter soado absolutamente e completamente anormal para eles! E para ser sincero, ainda não consigo entender por que essas pessoas me ouviram?!.

Sincrofasotron- um acelerador cíclico com um comprimento constante da órbita de equilíbrio. Para que as partículas permaneçam na mesma órbita durante a aceleração, tanto o campo magnético principal quanto a frequência do campo elétrico acelerado mudam. A maioria dos aceleradores cíclicos modernos são sincrofasotrons altamente focais. Para elétrons ultrarelativísticos, a frequência de revolução praticamente não muda durante a aceleração, e os síncrotrons são usados.

Da história

Pela vontade do destino em 1921, ele se torna uma criança sem-teto em Moscou e acaba em uma casa da comunidade em Khamovniki. Depois de se formar em uma escola de nove anos na comuna, ele começou a trabalhar na fábrica como eletricista, onde recebeu um ingresso Komsomol para o instituto. Em 1931, ele se formou no Instituto de Engenharia de Energia de Moscou como aluno externo e começou a trabalhar no laboratório de análise de difração de raios X do Instituto Eletrotécnico All-Union em Lefortovo, onde se envolveu na construção de instrumentos de medição e no estudo de métodos para medir fluxos de partículas carregadas.

Em 1937, Veksler mudou-se para o Instituto de Física da Academia de Ciências da URSS em homenagem a P.N. Lebedev (FIAN), onde estudou raios cósmicos. Com a ajuda deles, os físicos estudaram as transformações dos elementos químicos e estudaram os processos das interações nucleares. Veksler participou das expedições de cientistas a Elbrus e depois, mais tarde, aos Pamirs, onde capturaram fluxos de partículas carregadas de alta energia que não podiam ser obtidas em laboratórios terrestres.

Já na década de 20, muitos cientistas nucleares tiveram uma idéia - como seria bom obter partículas de E. Lawrence de energias "cósmicas" tão altas no laboratório usando instrumentos confiáveis. Teoricamente, tudo estava claro - uma partícula carregada deveria ser acelerada por um campo elétrico. No entanto, os aceleradores lineares não possibilitaram a obtenção de partículas de alta energia. Em 1929, o cientista americano E. Lawrence propôs o projeto de um acelerador no qual a partícula se move em espiral, passando repetidamente pelo mesmo espaço entre dois eletrodos. A trajetória da partícula é dobrada e torcida por um campo magnético uniforme direcionado perpendicularmente ao plano da órbita. O acelerador foi chamado de ciclotron. Em 1930-1931, Lawrence e seus colaboradores construíram o primeiro ciclotron na Universidade da Califórnia (EUA). Por esta invenção, ele recebeu o Prêmio Nobel em 1939.

Desde 1938, Veksler juntou-se à criação de ciclotorons em nosso país. Mas eles também tinham um limite para a aceleração das partículas. Novas melhorias eram necessárias. O trabalho foi interrompido pela guerra, e Veksler, durante a evacuação para Kazan, junto com outros cientistas, estava envolvido em pesquisas que eram diretamente necessárias para o front. Somente em 1943 Veksler conseguiu retornar aos problemas dos aceleradores. A dificuldade era que, de acordo com a teoria da relatividade de Einstein, a massa das partículas também crescia com velocidade crescente, desviavam-se de uma trajetória circular e extinguiam-se contra as paredes do cíclotron.

Em fevereiro de 1944 V.I. Veksler apresentou uma ideia revolucionária de como superar a barreira de energia do ciclotron. Ele chamou seu método de autophasing. Veksler propôs aumentar simultaneamente o campo magnético no cíclotron no tempo, alimentando o ímã com uma corrente alternada em fase com a frequência de revolução da partícula. Então acontece que, em média, a frequência da revolução das partículas em um círculo será automaticamente mantida igual à frequência do campo elétrico acelerado. Tal acelerador foi chamado de sincrofasotron.

Um ano depois, independentemente de Wexler, o princípio da autofase foi descoberto pelo cientista americano E. Macmillan. Ambos foram posteriormente nomeados para o Prêmio Nobel por isso. Mas em nosso país, todo o trabalho foi classificado e não foi submetido ao Comitê Nobel. Mas Macmillan sozinho não recebeu o prêmio. É verdade que em 1957 ele recebeu o Prêmio Nobel de Química por outro trabalho.

Em 1949, por iniciativa de V. I. Veksler e S. I. Vavilov, cientistas e engenheiros começaram a projetar o primeiro sincrofasotron em nosso país para 10 bilhões de elétron-volts em Dubna. Foi colocado em operação em 1957. Veksler era o diretor permanente do Laboratório de Alta Energia do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna.