Kako su Sovjeti umalo izgradili svoj akcelerator za masovne čestice, gotovo 15 godina prije CERN-a

Evropska organizacija za nuklearna istraživanja dovršila je Veliki hadronski sudarač (LHC) – najveći i najmoćniji akcelerator čestica u svijetu. Međutim, zakopani pod zemljom u blizini grada izvan Moskve ostaci su malo poznatog, ali ne manje ambicioznog projekta koji bi parirao LHC skali.

Tokom većeg dijela hladnog rata sovjetski, evropski i američki naučnici trkali su se u izgradnji sve snažnijih akceleratora čestica za sprovođenje važnih eksperimenata u nuklearnoj fizici i fizici o česticama, a komplikovane i skupe mašine u obliku prstena koriste elektromagnetna polja kako bi pokrenule naelektrisane čestice do ekstremno velikih brzina i energije i razbijaju ih jednu o drugu kako bi naučnici mogli da dobiti ključne informacije u oblastima fundamentalnih nauka, ali što je još važnije, praktične podatke za istraživanje industrijskih procesa, radioterapije, biomedicine, rendgenskih zraka i još mnogo, mnogo više.

Radovi na stvaranju sudara počeli su gotovo istovremeno kasnih 1950-ih u laboratorijama u Frascatiju (Italija), Stanford Linear Accelerator Center u Kaliforniji i Institutu za nuklearnu fiziku Budker u sibirskom gradu Akademgorodok (bukvalno ‘Grad Nauke) izvan Novosibirska.

Između ranih 1960-ih i sredine 1980-ih, sve jači sudarači izgrađeni su u Francuskoj i Italiji, Sibiru, Kaliforniji, Masačusetsu, Illinoisu, Njemačkoj i Japanu. Između 1963. i 1974. sovjetski fizičari izgradili su tri glavna sudarača – VEP-1 (“VEP” je ruski akronim za “sudaranje elektronskih čestica”), VEPP-2 (drugi P je za “Pozitron”) i VEPP- 2M.

Međutim, kako su osamdesete odmicale, činilo se da sovjetski napori usporavaju. Kako su druge zemlje otvorile nove akceleratore čestica koristeći prednost revolucije u informacionoj tehnologiji, sovjetski naučnici su ostali zaglavljeni s tehnologijom 1970-ih koja, iako revolucionarna u vrijeme svog stvaranja, više nije mogla da udovolji ambicioznim zahtjevima fizičara.

1983. vlada je istupila i odobrila novi projekat – „Akcelerator-skladišni kompleks“, ili UNK, masivno naučno postrojenje sa glavnim tunelom dužine 21 km (za poređenje, tunel LHC je u obimu 27 km), desetine zgrada za podršku i sposobnost da se istraživačima obezbijedi snaga do 3.000 giga-elektrona (GeV), tj. oko tri puta veća od Fermi National Accelerator Laboratory izvan Čikaga u državi Illinois, najmoćnijeg akceleratora čestica na svijetu u to vrijeme.

U projekat je uliveno oko milijardu sovjetskih rubalja, a izgradnja UNK-a započela je oko 100 km jugozapadno od Moskve na Institutu za fiziku visokih energija u Protvinu, velikom naučnom centru koji je stekao međunarodni značaj u zajednici fizike krajem 1960-ih nakon izgradnje U-70 protonskog sinhrotrona sa mogućnošću generisanja protonske energije od 76 GeV, svjetski rekord u to vrijeme.

Prema planu, U-70 bi se koristio za prvu fazu ubrzavanja, a tunel dugačak 21 km imao bi unutrašnji prečnik od 5 metara i bio bi smješten između 20-60 metara pod zemljom. U intervalima od otprilike svakih 1,5 km postavljale bi se masivne podzemne hale koje sadrže opremu za instrumente, pri čemu bi ta područja bila spojena sa površinom korištenjem vertikalne osovine koja se koristi za električne vodove, transport i druge svrhe.

Između 1983. i 1986. godine, radovi su se odvijali puževim tempom, sagrađeno je samo oko 1,5 km kompleksa tunela. U 1987. godini, izgradnja je dramatično intenzivirana, i u do tada neviđenom koraku, SSSR je kupio par savremenih mašina za bušenje tunela od kanadske kompanije Lovat kako bi pomogao u tom procesu.

Do 1989. godine oko 70 procenata glavnog tunela i preko 95 procenata sekundarnog “tunela za ubrizgavanje” dugog 2,5 km, namijenjenog prenosu čestica iz U-70 u UNK, je završeno, a tri od planiranih 12 građevina za inženjersku podršku je završeno i započeto je preko dvadeset industrijskih zgrada višekatnica povezanih sa komunikacijskim i komunalnim uslugama. Oduševljeni ubrzanim napretkom, fizičari Instituta nadali su se da će postrojenje biti pokrenuto i započeti svoje prve eksperimente do sredine 1990-ih.

Nažalost, upravo je u ovom trenutku projekat počeo da zapada u finansijske poteškoće, zaokupljeni ekonomskim i političkim reformama, u kombinaciji sa gubitkom mnogih država SSSR-a za uzajamnu ekonomsku pomoć, što je dovelo do virtualnog zamrzavanja finansiranja.

Raspad Sovjetskog Saveza u decembru 1991. godine izgledao da je bio predodređen da zapečati sudbinu UNK-a. Međutim, nova vlada ubrzo je izračunala da bi troškovi zataškavanja nedovršenog prstena bili previsoki, dok bi njegovo uništavanje poplavom predstavljalo opasnost za lokalni ekološki balans. Dakle, naredne tri godine gradnja se nastavila, a glavni tunel je konačno završen krajem 1994. Konačno, pokazalo se da je i skuplje i zahtjevnije tehničke komponente neophodno dovršiti. Na primjer, samo nekoliko desetina od 2.500 tona komada superprovodnih magneta isporučeno je za ugradnju.

1998. godine, iste godine kada je CERN započeo izgradnju LHC-a, Rusija nije ispunila strane dugove, a projekat UNK je zauvijek zatvoren. Glavni tunel ostaje očuvan kao u čauri, sadrži funkcionalnu rasvjetu u slučaju nužde i ventilaciju, a podzemne vode su ispumpane da bi se spriječio kolaps tunela.

CERN je 1993. godine potpisao sporazum o saradnji sa Institutom za fiziku visokih energija, a čak 700 ruskih naučnika (i mnogi drugi iz drugih bivših sovjetskih republika) na kraju su učestvovali u izgradnji LHC projekta vrijednog 4,75 milijardi dolara.

UNK projekat imao je web stranicu www.oku.ihep.su, iako se vjeruje da je izgubljen. Srećom, snimke lokacije, upotpunjene fotografijama projekta u različitim fazama izgradnje, mogu se pronaći pomoću Wayback Machine.

Nedovršeni objekat UNK-a i dalje predstavlja fascinaciju za „kopače“, rusku mladež u potrazi za uzbuđenjima, koji žele da se probiju u tajna podzemna područja. Međutim, upozorene su sve avanturističke lutalice tamo – objekat ima obezbijeđenje na licu mjesta koje preduzima aktivne mjere da spriječi ljude da „slučajno“ ušeću u ogromni nezavršeni podzemni naučni grad.