Ускорители заряженных частиц составляют основу экспериментальной базы современной физики элементарных частиц, ядерной физики, прочно вошли в такие научные направления как биология, физика твердого тела, физика трансурановых элементов, используются для решения целого ряда прикладных задач , как например, в медицине, материаловедении, микрорадиоэлектронике и др. Существуют предложения по созданию на базе сильноточных ускорителей безопасных ядерно-энергетических установок. Отсюда возникают самые разнообразные требования к пучкам ускоренных частиц.

С помощью ускорителей заряженных частиц получают мощные потоки электронов (позитронов), протонов (антипротонов) и ядер всех элементов таблицы Менделеева. Физика высоких энергий, которая изучает фундаментальные закономерности на субъядерных расстояниях, ставит задачи повышения энергии и интенсивности пучков ускоренных частиц.

Сегодня умеют получать электроны и протоны с фантастическими энергиями, измеряемыми сотнями и тысячами миллиардами электронвольт. Для этого создаются гигантские ускорительные установки. Длины линейных ускорителей достигают нескольких километров, периметры орбит циклических ускорителей – десятков километров. Стоимости таких монстров становятся соизмеримы с масштабом ассигнований на науку вообще и превышают миллиарды рублей.

При создании таких уникальных наукоемких установок привлекаются большие коллективы творческих и нестандартно мыслящих участников.

Ускорительные установки на высокие энергии созданы и успешно работают во многих научных центрах России, США, Англии, Германии, Швейцарии (ЦЕРН), Италии, Японии, Китае. На ускорителях сделаны выдающиеся открытия современности, которые в настоящее время положены в основу наших представлений о структуре материи.

Открыты принципиально новые особенности микромира, как например, кварковое строение элементарных частиц, новые квантовые числа: странность, очарование, цветные заряды кварков и глюонов. Исследования взаимодействия цветных зарядов образовали новое направление – квантовую хромодинамику. Открытия последних лет дают основания для построения общей теории, объединяющей сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия элементарных частиц.

В Протвино строится ускорительно-накопительный комплекс (УНК), который позволяет получать встречные пучки протонов с энергиями 3 ТэВ. Периметр кольца УНК 21 км. В США был спроектирован супер-ускоритель со встречными протонными пучками с энергиями 20 ТэВ каждый. Периметр кольца 80 км. Однако по ряду причин строительство его прекращено.

Проекты больших ускорителей основаны на принципах открытых еще 50-60 лет тому назад. Однако, применение этих принципов требует решения многочисленных проблем с использованием теории относительности, электродинамики, статистической физики, атомной физики и других разделов современной науки.

По технологии ускорительная наука хорошо продвинулась за последнее время. Внедрена сверхпроводимость, широко используется вычислительная техника для управления ускорителями и для диагностики пучка частиц.

Стратегические перспективы развития ускорителей, по всей вероятности, надо связывать с новыми механизмами ускорения, которые сейчас разрабатываются.

Например, может использоваться лазерное излучение, обращенный Эффект Черенкова, ускорение в кристаллах, получение высоких напряженностей электрического поля с помощью уплотнения энергии поля и др. Пока это только возможности и , чтобы они превратились в реальные установки , необходимо пройти еще трудный путь исследований. Освоение новых принципов позволило бы резко поднять темп набора энергии на единицу длины и сократить тем самым габариты ускорительных установок (экономика).

Сегодняшний прогресс ускорителей связан с решение интересных и сложных проблем по динамике интенсивных пучков частиц в электромагнитных полях и по взаимодействию их с веществом.

Обучение студентов ведется на базе ускорительного комплекса Института физики высоких энергий в Протвино. Кафедра активно сотрудничает с зарубежными научными центрами.

Выпускники кафедры могут работать по специальности в научных центрах Протвино, Троицка, Дубны, Гатчины, Санкт- Петербурга, Москвы и в других городах России, где развивается ускорительная тематика, а также по смежным направлениям науки техники.

Можно сказать, что тот , кто придет к нам на кафедру, сможет в дальнейшем найти для себя интересную и богатую содержанием работу.

Зав. кафедрой,
профессор Ю. М. Адо.