В подмосковном Протвино изготовили первый десятиметровый фрагмент накопительного кольца синхротронно-лазерного комплекса «СИЛА». Российские учёные завершили основной этап разработки технологий для установки, которая позволит исследовать структуру вещества на атомном уровне и наблюдать сверхбыстрые физические процессы.
О готовности первого сегмента на конференции SKIF-2026 объявил вице-президент НИЦ «Курчатовский институт» Александр Благов. По его словам, специалисты завершили основной этап научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, подготовив технологии для ускорителя, накопительного кольца и экспериментальных станций. Все компоненты первого фрагмента изготовлены и собраны в одном помещении, что позволяет перейти к следующему этапу проекта.
Будущий комплекс объединит два мощных источника электромагнитного излучения. Первый представляет собой синхротрон, в котором электроны движутся почти со скоростью света по замкнутой траектории. Магниты заставляют частицы менять направление, вследствие чего возникает интенсивное излучение, включая рентгеновское. С его помощью исследователи смогут изучать внутреннее строение материалов, не разрушая образцы.
Второй источник представляет собой рентгеновский лазер на свободных электронах. В отличие от обычных лазеров, где свет возникает при переходах электронов между энергетическими уровнями атомов, подобная установка использует пучок ускоренных электронов, проходящий через специальную систему магнитов. Лазер формирует чрезвычайно короткие и интенсивные импульсы, позволяющие наблюдать процессы, которые происходят за миллионные доли миллиардной доли секунды.
По проектным параметрам, периметр накопительного кольца превысит 1100 метров, а энергия электронов достигнет 6 гигаэлектронвольт (ГэВ). Для сравнения, энергия пучка новосибирского синхротрона СКИФ составляет 3 ГэВ. Однако энергия частиц сама по себе не определяет качество научной установки. На возможности синхротрона также влияют яркость излучения, точность управления пучком и характеристики экспериментальных станций.
Одна из особенностей «СИЛЫ» заключается в объединении синхротронного источника четвёртого поколения и рентгеновского лазера на свободных электронах в рамках единого научного комплекса. Разработчики рассчитывают получить доступ как к интенсивному излучению для детального изучения структуры вещества, так и к сверхкоротким импульсам для исследования быстропротекающих процессов. По оценке создателей, сочетание запланированных характеристик сделает установку уникальной.
Научная инфраструктура должна включать более 50 экспериментальных станций. На них смогут изучать поведение материалов при экстремальных температурах и давлениях, исследовать химические реакции, структуру белков и взаимодействие вещества с электрическими и магнитными полями. Подобные эксперименты востребованы при разработке лекарственных препаратов, новых полупроводников, аккумуляторов, катализаторов и конструкционных материалов.
Особенно интересные возможности открывает рентгеновский лазер. Сверхкороткие импульсы позволяют получать информацию о состоянии вещества до того, как интенсивное излучение успеет существенно изменить исследуемый образец. Такой подход применяют в структурной биологии и исследованиях динамики молекул. Учёные смогут изучать не только расположение атомов, но и изменения, происходящие во время химических реакций и других физических процессов.
Первый десятиметровый фрагмент пока не означает готовности самого ускорителя. Накопительное кольцо состоит из множества повторяющихся участков, содержащих магниты, вакуумные камеры и другое оборудование. Создание одного полного сегмента позволяет отработать компоновку и совместимость компонентов перед дальнейшим изготовлением. Для получения первого электронного пучка потребуется построить и настроить значительно более сложную систему.
Комплекс создают на базе Института физики высоких энергий имени А. А. Логунова, входящего в состав Курчатовского института. Общая площадь объекта строительства должна превысить 189,4 тысячи квадратных метров. В 2021 году на реализацию проекта предусмотрели финансирование в размере более 140 млрд рублей. Помимо ускорительной инфраструктуры, в Протвино планируют развивать научный городок и сопутствующие исследовательские объекты.
В октябре 2026 года министр науки и высшего образования Валерий Фальков подтвердил, что Курчатовский институт ведёт проектирование «СИЛЫ». Новая установка должна дополнить российскую сеть крупных исследовательских комплексов, в которую входит Сибирский кольцевой источник фотонов. СКИФ открыли в августе 2026 года, а на 2027 год запланировали дальнейшую настройку экспериментальных станций и отработку научных методик.
Ранее ввод «СИЛЫ» в эксплуатацию намечали на 2033 год. При этом в публикациях о проектной документации фигурирует и более поздний срок, декабрь 2036 года. Поэтому окончательный график завершения строительства пока требует уточнения. Нынешний результат подтверждает готовность первого собранного сегмента и завершение основного этапа разработки технологий, но до запуска полноценного синхротронно-лазерного комплекса остаётся несколько стадий строительства, монтажа и испытаний.
