Сверхпроводящий суперколлайдер - Википедия - Superconducting Super Collider

Эта статья про ускоритель частиц. О языке программирования см. Суперколлайдер. Об электронном дуэте см. Супер Коллайдер (группа).

Адронные коллайдеры
Ssc mdl.JPG
Сайт SSC, 2008 г.
Пересекающиеся кольца для храненияЦЕРН, 1971–1984
Протонно-антипротонный коллайдер (СПС )ЦЕРН, 1981–1991
ИЗАБЕЛЬBNL, отменен в 1983 г.
ТеватронФермилаб, 1987–2011
Сверхпроводящий суперколлайдерОтменено в 1993 г.
Релятивистский коллайдер тяжелых ионовBNL, 2000 – настоящее время
Большой адронный коллайдерЦЕРН, 2009 – настоящее время
Круговой коллайдер будущегоПредложил

В Сверхпроводящий суперколлайдер (SSC) (также по прозвищу пустынник[1]) был ускоритель частиц строящийся комплекс в районе г. Waxahachie, Техас.

Его запланированная окружность кольца составляла 87,1 км (54,1 мили) с энергией 20 ТэВ на протон и должен был стать самым большим и самым энергичным в мире. Директором проекта был Рой Швиттерс, физик Техасский университет в Остине. Д-р Луи Янниелло был первым директором проекта в течение 15 месяцев.[2] После того, как 22,5 км (14 миль) туннеля были пробурены и было потрачено почти два миллиарда долларов, проект был отменен в 1993 году из-за проблем с бюджетом.[3]

Предложение и развитие

Впервые система была официально обсуждена в декабре 1976 года в Национальном исследовании эталонных конструкций, в котором изучалась техническая и экономическая осуществимость машины с проектной мощностью 20 ТэВ на протон.[4] Фермилаб директор и последующие Лауреат Нобелевской премии по физике Леон Ледерман был очень выдающимся сторонником - некоторые источники говорят, что архитектор[5] или предлагающий[6] - проекта «Сверхпроводящий суперколлайдер», который был одобрен примерно в 1983 году и являлся основным сторонником и защитником на протяжении всей его жизни.[7][8]

Обширный Министерство энергетики США обзор проводился в середине 1980-х годов. К концу 1993 года было проложено 17 стволов и пробурено 23,5 км (14,6 миль) туннеля.[3][9]

Частичное строительство и финансовые вопросы

Схема высокого уровня лаборатории на заключительных этапах планирования.

Во время проектирования и первого этапа строительства разгорелись жаркие споры о дороговизне проекта. В 1987 году Конгрессу сказали, что проект можно завершить за 4,4 миллиарда долларов, и он получил восторженную поддержку. Оратор Джим Райт поблизости Форт-Уэрт, Техас.[3][10] Постоянным аргументом был контраст с НАСА вклад в Международная космическая станция (ISS), аналогичная сумма в долларах.[3] Критики проекта (Конгрессмены представление других штатов США и ученых, работающих в областях, не входящих в SSC, которые считали, что деньги лучше потратить на их собственные области)[3] утверждал, что США не могут позволить себе их обоих.

Оценки дополнительных затрат, вызванных неиспользованием существующей физической и людской инфраструктуры на Фермилаб в Иллинойсе колеблется от 495 миллионов до 3,28 миллиарда долларов.[11]

Лидеры надеялись получить финансовую поддержку из Европы, Канады, Японии, России и Индии. Этому препятствовало продвижение проекта как содействия американскому превосходству.[12] Европейское финансирование осталось на уровне ЦЕРН, который уже работал над Большой адронный коллайдер. Индия пообещала выделить 50 миллионов долларов, но переговоры с Японией провалились из-за торговой напряженности в автомобильной промышленности.[12] Торговая миссия США и Японии, где предполагалось обсудить финансирование SSC, завершилась Случай с рвотой Джорджа Буша.[12]

Конгресс начал ассигновать ежегодное финансирование для проекта. В 1992 году против него выступило большинство Палаты представителей (231–181), но он был включен в окончательно согласованный бюджет благодаря поддержке Сената (62–32).[13]В начале 1993 года группа при поддержке подрядчиков проекта организовала кампанию по связям с общественностью, чтобы напрямую лоббировать Конгресс в поддержку проекта.[14]В феврале Главное бухгалтерское управление сообщила о перерасходе $ 630 млн в строительном бюджете на $ 1,25 млрд. К марту Нью-Йорк Таймс сообщила, что предполагаемая общая стоимость выросла до 8,4 млрд долларов.[13] В июне некоммерческая Проект по государственному надзору выпустила проект аудиторского отчета Департамент энергетики Генеральный инспектор резко критикует суперколлайдер за его высокую стоимость и плохое управление со стороны ответственных за него должностных лиц.[14][15]Генеральный инспектор расследовал сомнительные расходы на сумму 500 000 долларов за три года, в том числе 12 000 долларов на рождественские вечеринки, 25 000 долларов на обеды с обслуживанием и 21 000 долларов на покупку и обслуживание офисных помещений.[16] В отчете также сделан вывод о недостаточности документации для 203 миллионов долларов, потраченных на проект, или 40% денег, потраченных на тот момент.[17]

В 1993 году Клинтон попытался предотвратить отмену, попросив Конгресс продолжать «поддерживать это важное и сложное усилие» до завершения, потому что «отказ от SSC на этом этапе будет сигналом того, что Соединенные Штаты ставят под угрозу свое лидерство в фундаментальной науке».[18]

Аннулирование

После того, как 2 миллиарда долларов были потрачены (400 миллионов долларов принимающим штатом Техас, остальное - Министерством энергетики[12]), Палата представителей отклонила финансирование 19 октября 1993 г., и переговорщики Сената не смогли его восстановить.[19]После Rep. Джим Слэттери успешная оркестровка в Доме,[19] Президент Клинтон подписал законопроект, окончательно отменивший проект 30 октября 1993 года, выразив сожаление по поводу «серьезной потери» для науки.[20]

На отмену повлияли многие факторы:[3] рост сметы (до 12 млрд долларов);[21] плохой менеджмент со стороны физиков и Департамент энергетики должностные лица; конец необходимости доказать превосходство американской науки с крахом Советский союз и конец Холодная война; вера в то, что многие меньшие научные эксперименты равной ценности могут быть профинансированы за те же деньги; Желание Конгресса в целом сократить расходы (бюджетный дефицит США составляет 255 миллиардов долларов); сопротивление губернатора Техаса Энн Ричардс;[22] и президент Билл Клинтон Первоначальное отсутствие поддержки проекта, начатого во время правления предшественника Ричардса, Билл Клементс, и предшественники Клинтона, Рональд Рейган и Джордж Х. У. Буш.[23] Отмена проекта также была вызвана противодействием со стороны научного сообщества. Видный конденсированное вещество физики, такие как Филип В. Андерсон и Николаас Блумберген, свидетельствовал перед Конгрессом, выступая против проекта. Они утверждали, что, хотя SSC, безусловно, будет проводить качественные исследования, это не единственный способ получить новые фундаментальные знания, как утверждали некоторые из его сторонников, и поэтому он был неоправданно дорогим. Научные критики SSC отметили, что фундаментальные исследования в других областях, таких как физика конденсированного состояния и материаловедение, была недофинансирована по сравнению с физикой высоких энергий, несмотря на то, что в этих областях с большей вероятностью были созданы приложения с технологическими и экономическими преимуществами.[24]

Реакция на отмену

Стивен Вайнберг, лауреат Нобелевской премии по физике, рассматривает отмену SSC в контексте более крупного национального и глобального социально-экономического кризиса, включая общий кризис финансирования научных исследований и обеспечения надлежащей инфраструктуры образования, здравоохранения, транспорта и связи. , уголовное правосудие и правоохранительные органы.[3]

Леон Ледерман, промоутер и защитник с первых дней своего существования,[7][8] написал свой 1993 научно-популярный книга Частица Бога: если ответом является Вселенная, то в чем вопрос? - которые были направлены на повышение осведомленности о значении работы, которая потребовала такого проекта - в контексте последних лет проекта и потери поддержки Конгресса.[25]

Закрытие ССК имело негативные последствия для южной части Даллас – Форт-Уэрт Метроплекс, что привело к легкому спад, наиболее очевидно в тех частях Даллас который лежал к югу от Река Тринити.[26] Когда проект был отменен, уже было вырыто 22,5 км (14,0 миль) туннеля и 17 шахт на поверхность, а на строительство этого огромного сооружения было потрачено почти два миллиарда долларов.[27]

Сравнение с Большим адронным коллайдером

Запланированная энергия столкновения SSC 2 x 20 = 40 ТэВ было примерно в три раза больше, чем 2 x 6,5 = 13 ТэВ (по состоянию на июнь 2015 г.) Европейский коллега, Большой адронный коллайдер (LHC) на ЦЕРН в Женева.[28] Однако запланированные яркость составляла лишь одну десятую проектной светимости БАК.

Хотя некоторые утверждали, что стоимость SSC была в значительной степени связана с масштабным проектом гражданского строительства по рытью огромного туннеля, это было своего рода искажением. Бюджет на строительство туннелей и обычных сооружений составлял лишь около десяти процентов от общей сметной стоимости (1,1 миллиарда долларов из общей стоимости в 10 миллиардов). Основной статьей расходов были магниты, которые все еще находились на стадии лабораторных разработок, следовательно, с более высокой степенью неопределенности, связанной с окончательной стоимостью.[нужна цитата ] Окружность кольца БАК составляет 27 км (17 миль), по сравнению с запланированными 87,1 км (54,1 мили) от SSC.

Преимущество LHC с точки зрения стоимости заключалось в использовании существующей инженерной инфраструктуры и пещеры протяженностью 27 км. Большой электрон-позитронный коллайдер и использование другой инновационной конструкции магнита для загибания частиц с более высокой энергией в доступный туннель.[29] Строительство LHC в конечном итоге обошлось примерно в 5 миллиардов долларов США. Общий операционный бюджет ЦЕРН составляет около 1 миллиарда долларов в год. Большой адронный коллайдер заработал в августе 2008 года.[нужна цитата ]

Поперечные сечения преформ сверхпроводниковых стержней из серий образцов

  • Сечение преформы сверхпроводящего кабеля.jpg
  • Сечение преформ сверхпроводящего кабеля 2.jpg
  • Сечение преформ сверхпроводящего кабеля 3.jpg
  • Техас SSC.jpg

Текущее состояние сайта

Вид на сайт ГНЦ, 2008 г.

После закрытия проекта основной сайт был передан под Эллис Каунти, Техас, и округ неоднократно пытался продать недвижимость. Недвижимость была окончательно продана в августе 2006 г. инвестиционной группе во главе с покойным Дж. Б. Хант.[30]

В 2009 году Collider Data Center заключил контракт с GVA Cawley на продвижение сайта как Дата центр.[31] В 2012 году химическая компания Magnablend купила недвижимость и производственные мощности, несмотря на сопротивление местного населения.[32]. Здания на объекте, которые стали излюбленными местами для воров и наркокурьеров, были отремонтированы и вновь открыты в 2013 году компанией Magnablend. [33] Предприятие производит ряд нефтепромысловых продуктов для энергосервисной отрасли.

В популярной культуре

Джон Г. Крамер Тяжелый научно-фантастический роман 1997 года Мост Эйнштейна сосредоточен вокруг вымышленной версии сверхпроводящего суперколлайдера.

Дыра в Техасе это роман 2004 года Герман Вук, в котором описываются приключения физика высоких энергий после неожиданного объявления о том, что китайский физик открыл долгожданный бозон Хиггса. Части сюжета основаны на прерванном Сверхпроводящий суперколлайдер проект.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Крамер, Джон Г. (Май 1997 г.). «Упадок и падение SSC». Столбец "Альтернативный вид". Аналоговая научная фантастика и факты Журнал. Архивировано из оригинал 10 октября 1997 г.. Получено 9 мая, 2011.
  2. ^ "Памяти Луи Янниелло". JOM. Общество минералов, металлов и материалов. Октябрь 2005 г. Архивировано с оригинал 28 марта 2015 г.. Получено 17 августа, 2012. Янниелло инициировал усилия по созданию сверхпроводящего суперколлайдера в качестве первого директора проекта, основал организацию, руководил проектом в течение первых решающих 15 месяцев, определяя исходные условия для конкретной площадки в Техасе, и руководил проектом после первоначального одобрения Конгрессом. (в архиве Highbeam)(требуется подписка)
  3. ^ а б c d е ж грамм Вайнберг, Стивен (10 мая 2012 г.). «Кризис большой науки». Нью-Йоркское обозрение книг.
  4. ^ Ходдсон и Колб 2001, п. 275.
  5. ^ Ашенбах, Джой (5 декабря 1993 г.). «Нет воскрешения для Moribund Super Collider: Science: глобальное финансовое партнерство может быть единственным способом спасти такой проект. Но некоторые считают, что Конгресс нанес смертельный удар». Лос-Анджелес Таймс. Получено 16 января, 2013. Разочарованные американские физики с тревогой ищут способ спасти науку из злополучного сверхпроводящего суперколлайдера ... «Мы должны сохранить импульс и оптимизм и начать думать о международном сотрудничестве», - сказал Леон М. Ледерман, лауреат Нобелевской премии. физик-победитель, который был автором плана суперколлайдера
  6. ^ Ходдсон, Лилиан; Колб, Адриенн (2004). «Видение реальности: от границ Роберта Р. Уилсона до Фермилаборатории Леона М. Ледермана». Физика в перспективе. 5 (1): 67–86. arXiv:1110.0486. Bibcode:2003PhP ..... 5 ... 67H. Дои:10.1007 / с000160300003. S2CID  118321614. Ледерман также планировал то, что он видел в качестве следующей машины Фермилаба, - сверхпроводящий суперколлайдер (SSC).
  7. ^ а б Эбботт, Чарльз (июнь 1987 г.). "Журнал" Иллинойс ", июнь 1987 г.". п. 18. Ледерман, который считает себя неофициальным пропагандистом суперколлайдера, сказал, что SSC может обратить вспять утечку мозгов из физиков, в результате которой талантливые молодые физики уехали из Америки, чтобы работать в Европе и других местах. (прямая ссылка на статью: [1]
  8. ^ а б Кевлес, Дэн (зима 1995 г.). «Прощай, SSC: о жизни и смерти сверхпроводящего суперколлайдера» (PDF). Инженерия и наука. Калифорнийский технологический институт. 58 (2): 16–25. Получено 16 января, 2013. Ледерман, один из главных представителей SSC, был опытным экспериментатором в области высоких энергий, который в 1960-х годах внес Нобелевскую премию в развитие Стандартной модели (хотя сама премия была вручена только в 1988 году). Он был постоянным участником слушаний в Конгрессе по коллайдеру, безудержным защитником его достоинств.
  9. ^ Персонал, телеграфные услуги (29 декабря 2009 г.). «Вопросы и ответы: проект техасского суперколлайдера отменен». tampabay.com. Санкт-Петербург Таймс. Получено 11 июля, 2010.
  10. ^ Риддлеспергер, Джим (26 февраля 2010 г.). "Джим Райт", Историческая ассоциация Западного Техаса и Историческая ассоциация Восточного Техаса, совместная встреча в Форт-Уэрт, Техас
  11. ^ Майкл Риордан (1 октября 2016 г.). «Слишком далеко мост: гибель сверхпроводящего суперколлайдера». Физика сегодня. п. 48. Дои:10.1063 / PT.3.3329.
  12. ^ а б c d Дэвид Аппелл (15 октября 2013 г.). "Суперколлайдер, которого никогда не было". Scientific American.
  13. ^ а б Краусс, Клиффорд (31 марта 1993 г.). «Бюджетная политика в борьбе за суперколлайдер» - через NYTimes.com.
  14. ^ а б Wire Services (23 июня 1993 г.). «Первое столкновение Super Collider с аудиторами». Журнал Милуоки. п. A9. Получено 29 июня, 2010.
  15. ^ "Супер эксцессы сверхпроводящего суперколлайдера". POGO.org (PDF). Проект по государственному надзору. 7 июня 1993 г.
  16. ^ «Возможности суперколлайдера изучаются: наука: документы показывают дорогостоящие вечеринки и обеды с обслуживанием. Должностные лица говорят, что расходы являются законными, но некоторые из них неуместны». Лос-Анджелес Таймс. 10 июня 1993 г.
  17. ^ Хилтс, Филип Дж. (1 июля 1993 г.). "Начальник энергетики говорит, что проблемы бухгалтерского учета мешают проекту суперколлайдера" - через NYTimes.com.
  18. ^ Клинтон, Билл (16 июня 1993 г.). "Письмо представителю Уильяма Х. Натчера по сверхпроводящему суперколлайдеру" (PDF). Типография правительства США. Получено 4 апреля, 2012. В письме частично говорится: «Поскольку ваш комитет рассматривает Закон об ассигнованиях на энергию и воду на 1994 финансовый год, я хочу, чтобы вы знали о моей продолжающейся поддержке сверхпроводящего суперколлайдера (SSC).… Отказ от SSC на данном этапе будет сигнал о том, что Соединенные Штаты ставят под угрозу свое лидирующее положение в области фундаментальной науки - положение, неоспоримое поколениями. Сейчас тяжелые экономические времена, однако наша администрация поддерживает этот проект в рамках своего широкого пакета инвестиций в науку и технологии. ... I прошу вас поддержать это важное и трудное усилие ».
  19. ^ а б Миттельштадт, Мишель (22 октября 1993 г.). «Конгресс официально убивает проект коллайдера». Sun Journal (Льюистон). MN. Ассошиэйтед Пресс. п. 7. Получено 28 июня, 2010.
  20. ^ «Выражая сожаление, Клинтон подписывает законопроект, убивающий суперколлайдер». Нью-Йорк Таймс. 31 октября 1993 г.. Получено 4 апреля, 2012.
  21. ^ "Что случилось со сверхпроводящим суперколлайдером?". Новая Республика. 13 декабря 2011 г.
  22. ^ Trivelpiece, Элвин В. (2005). «Некоторые наблюдения о роли Министерства энергетики в меганауке» (PDF). Форум истории физики, Американское физическое общество. Получено 11 июля, 2010. Trivelpiece рассказывает о том, что слышала «о разговоре между губернатором Техаса, достопочтенной Энн Ричардс и президентом Клинтоном в начале его правления. Он спросил ее, хочет ли она бороться за SSC. Она сказала нет. Это означало, что это больше не будет императив администрации ".(требуется подписка)
  23. ^ Петерс, Герхард; Вулли, Джон Т. "Джордж Буш:" Выступления в лаборатории сверхпроводящего суперколлайдера в Ваксахачи, штат Техас, "30 июля 1992 г.". Проект американского президентства. Калифорнийский университет - Санта-Барбара.
  24. ^ Мартин, Джозеф Д. (2015). «Фундаментальные дискуссии: философские дебаты, которые управляли американской физикой, 1939–1993». Исторические исследования в естественных науках. 45 (5): 703–757. Дои:10.1525 / hsns.2015.45.5.703. JSTOR  10.1525 / hsns.2015.45.5.703.(требуется подписка)
  25. ^ Колдер, Найджел (2005). Волшебная вселенная: большой тур по современной науке. С. 369–370. ISBN  9780191622359. Возможность того, что следующая большая машина создаст Хиггса, превратилась в пряник перед финансирующими агентствами и политиками. Выдающийся американский физик Леон Ледерман рекламировал Хиггса как Частицу Бога в названии книги, опубликованной в 1993 году ... Ледерман участвовал в кампании, чтобы убедить правительство США продолжить финансирование сверхпроводящего суперколлайдера ... чернила не было сухо на книге Ледермана до того, как Конгресс США решил списать уже потраченные миллиарды долларов
  26. ^ Мервис, Джеффри (3 октября 2003 г.). «Ученых давно нет, но горькие воспоминания остались». Наука. 302 (5642): 40–41. Дои:10.1126 / science.302.5642.40. PMID  14526052. S2CID  22356593. Получено 11 июля, 2010.(требуется подписка)
  27. ^ Мервис, Джеффри; Зифе, Чарльз (3 октября 2003 г.). «Много причин, но мало уроков». Наука. 302 (5642): 38–40. Дои:10.1126 / science.302.5642.38. PMID  14526051. S2CID  177696856. Получено 11 июля, 2010.(требуется подписка)
  28. ^ «Большой адронный коллайдер». ЦЕРН
  29. ^ Анантасвами, Анил (10 марта 2010 г.). «Это магниты, глупость: почему LHC преуспел, а SSC ​​потерпел неудачу». Блог edgeofphysics.com. Архивировано из оригинал 19 января 2012 г.
  30. ^ Перес, Кристина (18 августа 2006 г.). «GVA Cawley выведет на рынок бывший суперколлайдер». Далласский деловой журнал. Получено 11 июля, 2010. Коллайдер Дата Центр, ООО.
  31. ^ GVA Cawley (16 августа 2006 г.). «Проект высокопрофильного сверхпроводящего суперколлайдера начала 90-х годов открывает новую жизнь». Неделя сверхпроводников. Архивировано из оригинал (Пресс-релиз) 19 мая 2009 г.. Получено 11 июля, 2010.
  32. ^ Шипп, Бретт (31 января 2012 г.). «Соседи клянутся бороться с химическим заводом на площадке Суперколлайдера». WFAA (Даллас, Техас).
  33. ^ «Magnablend вновь открывает бывший сверхпроводящий суперколлайдер в Ваксахачи, Техас». Бизнес-услуги. 9 августа 2013 г.. Получено 18 ноября, 2019.

Рекомендации

внешняя ссылка

Координаты: 32 ° 21′51 ″ с.ш. 96 ° 56′38 ″ з.д. / 32,36417 ° с.ш. 96,94389 ° з.д. / 32.36417; -96.94389