Надпровідний суперколайдер

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: SSC.

Надпровідний суперколайдер (англ. Superconducting Super Collider, SSC, також відомий як «Дезертрон») — комплекс прискорювачів елементарних частинок, який на початку 1990-х років будували, але так і не завершили, поблизу Ваксагачі в Техасі в США.

Він повинен був мати довжину кільця 87,1 км і розганяти протони до енергії 20 ТеВ, перевершивши за розміром та енергією всі інші прискорювачі частинок у світі. У 1993 році, коли на проєкт витратили близько 2 млрд доларів і пробурили 22,5 км тунелю, проєкт був скасований Конгресом США.

Розробка проєкту

Суперколайдер офіційно обговорювався в Національному дослідженні еталонних проєктів 1984 року, в якому розглядалася технічна та економічна доцільність прискорювача з проєктною енергією 20 ТеВ на протон.

На початку 1983 року ^[en] сформував підкомітет нових приладів у рамках програми США з фізики високих енергій. Її очолив фізик Стенфордського університету ^[en]. Підкомітету було доручено розробити рекомендації «для передової Програми з фізики високих енергій США у найближчі п'ять-десять років». Підкомітет рекомендував США побудувати надпровідний суперколайдер.

Директор Фермілабу і майбутній лауреат Нобелівської премії з фізики Леон Ледерман був дуже помітним раннім прихильником (а за деякими джерелами — архітектором або ініціатором) проєкту надпровідного суперколайдера, а також головним рушієм і захисником протягом усього часу існування проєкту.

Центральну конструкторську групу (Central Design Group, CDG) було організовано в Каліфорнії в лабораторії Лоуренса в Берклі, яка стала місцем збору фізиків для розробки проєкту надпровідного суперколайдера. У середині 1980-х багато провідних фізиків високих енергій доклали зусиль до просування проєкту, включаючи теоретика ^[en] з Берклі, ^[en] з Фермілабу, ^[en] з Корнелла, ^[en], а також Леона Ледермана, Джеймса Кроніна з Чикаго, теоретика Шелдона Глешоу з Гарварду та ^[en].

Директором лабораторії був ^[en], фізик з Техаського університету в Остіні. Директором проєкту був адміністратор Департаменту енергетики Луїс Янніелло, а потім Джо Сіпріано, який прийшов до проєкту з Пентагону в травні 1990 року.

У середині 1980-х років Міністерство енергетики США провело великий огляд проєкту. До кінця 1993 року пробурили 17 шахт і прокопали 23,5 км тунелю.

Будівництво й фінансування

Загальна схема лабораторії на завершальних етапах проєктування

Під час проєктування та першого етапу будівництва точилася гостра дискусія про високу вартість проєкту. У 1987 році Конгресу доповіли, що проєкт може бути завершений за 4,4 мільярда доларів, і він отримав гарячу підтримку спікера Джима Райта з сусіднього міста Форт-Ворт у Техасі. Постійним аргументом було порівняння із внеском НАСА в Міжнародну космічну станцію, який складав подібну ж суму. Критики проєкту (конгресмени, які представляли інші штати США, і вчені, що працювали в інших галузях) стверджували, що США не можуть дозволити собі обидва проєкти одночасно.

Оцінки додаткових витрат, спричинених невикористанням наявної інфраструктури та команди у Fermilab в Іллінойсі, коливались від 495 млн доларів до 3,28 млрд доларів.

Керівники проєкту сподівалися отримати фінансову підтримку з Європи, Канади, Японії, Росії та Індії. Цьому завадило представлення проєкту як доведення американської переваги. Європейське фінансування залишилося в CERN, який уже працював над Великим адронним колайдером. Індія пообіцяла виділити 50 мільйонів доларів. Переговори з Японією провалилися через напруженість у торгівлі в автомобільній промисловості. Американо-японська торговельна місія, де передбачалося обговорити фінансування Надпровідного суперколайдера, закінчилася ^[en].

Конгрес почав виділяти щорічне фінансування проєкту. У 1992 році проти нього виступила більшість Палати представників (231 проти 181), але фінансування було включене в остаточний узгоджений бюджет завдяки підтримці в Сенаті (62 проти 32). На початку 1993 року група, підтримана коштами підрядників проєкту, організувала піар-кампанію, щоб лобіювати підтримку проєкту в Конгресі. У лютому ^[en] повідомило про перевиконання бюджету будівництва на 630 мільйонів доларів у розмірі 1,25 мільярда доларів. У березні «New York Times» повідомила, що орієнтовна загальна вартість зросла до 8,4 мільярда доларів. У червні некомерційна організація ^[en] опублікувала проєкт аудиторського звіту генерального інспектора Департаменту енергетики, який різко критикував суперколайдер за його високу вартість і погане управління відповідальними посадовими особами. Генеральний інспектор розслідував сумнівні витрати на суму 500 000 доларів США за три роки, включаючи 12 000 доларів на різдвяні вечірки, 25 000 доларів на обіди та 21 000 доларів на придбання та обслуговування офісних приміщень. У звіті також зроблено висновок, що документація щодо витрат на проєкт у розмірі 203 мільйони доларів (40 % грошей, витрачених до того моменту) була неадекватною.

У 1993 році президент США Білл Клінтон намагався запобігти скасуванню проєкту, попросивши Конгрес продовжити «підтримувати цю важливу та складну роботу» до завершення, тому що «відмова від SSC на даному етапі означатиме, що Сполучені Штати ставлять під загрозу свою позицію лідера у фундаментальній науці».

Скасування

Після того як було витрачено 2 млрд доларів (400 млн доларів штатом Техас, решта — Міністерством енергетики), 19 жовтня 1993 року Палата представників відхилила фінансування, а учасники переговорів у Сенаті не змогли його відновити. Після затвердження Палатою представників президент Клінтон 30 жовтня 1993 року підписав законопроєкт, який остаточно скасував будівництво, і висловив жаль з приводу «серйозної втрати» для науки.

Скасуванню сприяли багато факторів: зростання оцінки витрат (до 12 мільярдів доларів); погане управління з боку фізиків і чиновників Міністерства енергетики; припинення потреби доводити вищість американської науки після розпаду Радянського Союзу та закінчення холодної війни; віра в те, що на зекономлені гроші можна буде фінансувати багато дешевших, але таких саме важливих наукових експериментів; бажання Конгресу загалом скоротити витрати (Сполучені Штати мали бюджетний дефіцит у 255 млрд доларів); протидія губернаторки Техасу Енн Річардс; початкова відсутність підтримки президентом Біллом Клінтоном проєкту, розпочатого під час правління його попередників Рональда Рейгана та Джорджа Буша-старшого.

Скасуванню проєкту також сприяла протидія з боку наукового співтовариства. Видатні фізики конденсованого середовища, такі як Філіп Андерсон і Ніколас Блумберген, виступили перед Конгресом проти проєкту. Вони стверджували, що, хоча Надпровідний суперколайдер, безперечно, проводитиме високоякісні дослідження, це не єдиний спосіб отримати нові фундаментальні знання, як стверджували деякі з його прихильників, і тому є невиправдано дорогим. Наукові критики Надпровідного суперколайдера зазначали, що фундаментальні дослідження в інших галузях, таких як фізика конденсованих середовищ і матеріалознавство, були недофінансовані порівняно з фізикою високих енергій, попри те, що ці галузі мали більші шанси принести технологічну та економічну вигоду.

Реакція на скасування

Стівен Вайнберг, лауреат Нобелівської премії з фізики, помістив скасування Надпровідного суперколайдера в контекст більшої національної та глобальної соціально-економічної кризи, включаючи загальну кризу у фінансуванні наукових досліджень і зниження якості освіти.

Леон Ледерман, провідний рушій і захисник Надпровідного суперколайдера, написав науково-популярну книгу в контексті останніх років проєкту та втрати підтримки Конгресу. Опублікована в 1993 році «Частинка Бога: Якщо Всесвіт є відповіддю, то що є запитанням?» мала сприяти усвідомленню важливості наукової роботи, яку проводив би Надпровідний суперколайдер. Книга популяризувала прізвисько «частинка Бога» для бозона Хіггса.

Закриття Надпровідного суперколайдера мало несприятливі наслідки для південної частини агломерації Даллас-Форт-Ворт, сприяючи м'якій рецесії, особливо в тих частинах Далласа, які лежали на південь від ^[en]. На момент скасування проєкту вже прорили 22,5 км тунелю та 17 шахт на поверхню, витративши майже 2 млрд доларів.

Порівняння з Великим адронним колайдером

Запланована енергія зіткнення Надпровідного суперколайдера 2 x 20 = 40 ТеВ була приблизно в три рази більшою, ніж 2 x 6,8 = 13,6 ТеВ (станом на 2023 рік) його європейського аналога, Великого адронного колайдера у CERN у Женеві. Однак запланована кількість зіткнень становила лише одну десяту від проєктної кількості зіткнень Великого адронного колайдера. Довжина кільця Великого адронного колайдера становить 27 км проти запланованих 87,1 км для Надпровідного суперколайдера.

Перевагою Великого адронного колайдера з точки зору вартості було використання наявної інженерної інфраструктури та 27-кілометрового тунелю Великого електрон-позитронного колайдера та використання в ньому іншої, інноваційної конструкції магніту для утримання частинок вищої енергії в доступному тунелі. Зрештою будівництво Великого адронного колайдера обійшлося приблизно в 5 мільярдів доларів США. Загальний бюджет на роботу CERN становить близько 1 млрд доларів на рік. Великий адронний колайдер запрацював у серпні 2008 року.

В інтерв'ю 2021 року Швіттерс припустив, що якби проєкт був завершений, він призвів би до відкриття бозона Хіггса за 10 років до її відкриття в Швейцарії і привернув би до Північного Техасу таку ж кількість відвідувачів, яка зараз приїжджає в CERN — 120 000 на рік.

Поперечні перерізи зразків надпровідних стрижнів

Доля місця будівництва

Вигляд місця будівництва Надпровідного суперколайдера у 2008 році

Після того, як проєкт було скасовано, головну ділянку було передано округу Елліс штату Техас, і округ неодноразово намагався продати це майно. Майно було продано в серпні 2006 року інвестиційній групі Collider Data Center під керівництвом ^[en].

У 2009 році Collider Data Center уклав контракт із GVA Cawley на рекламу місця як центру обробки даних. У 2012 році хімічна компанія Magnablend купила майно та споруди, зіткнувшись із деяким спротивом місцевої громади. Споруди, які стали місцем для переховування злодіїв і проведення нарко-тусовок, були відремонтовані Magnablend та знову відкриті в 2013 році. Тепер тут виробляють нафтопродукти.

У масовій культурі

У 15 епізоді 3 сезону серіалу «Бівіс і Батхед» під назвою «Громадянин Батхед», який вийшов в ефір 18 жовтня 1993 року, за день до того, як Конгрес скасував фінансування Суперколайдера, один з героїв репетирував запитання до Білла Клінтона: «Враховуючи дефіцит бюджету, чи вважаєте ви, що суперколайдер справді потрібний у цей час?»

«Supercollider», пісня 1993 року бостонського гурту ^[en], представляє точку зору науковця, найнятого для допомоги в створенні проєкту, тоді ще не скасованого.

25 лютого 2001 року епізод Футурами під назвою «That's Lobstertainment!», — комік-робот робить каламбур із Суперколайдером і заявляє, що Суперколайдер побудовано.

Суперколайдер обговорюють епізоді «Західного крила» від 6 березня 2002 року, коли ^[en] допомагає старому професору фізики отримати фінансування для завершення проєкту.

В епізоді «Юного Шелдона» від 21 січня 2021 року суперколлайдер згадується, коли наставник Шелдона Купера (Ієн Армітідж), доктор Джон Стерджис (Уоллес Шон), отримує там нову роботу. Наступний епізод від 1 квітня 2021 року показує екстер’єр закладу, в якому доктор Стерджис приймає телефонний дзвінок від бабусі Шелдона (Енні Поттс).

У 2021 році проєкт був названий прикладом ^[en] бюрократичного хаосу, який «блокує хороші речі» в Міністерстві енергетики США.

Примітки

1. Cramer, John G. (May 1997). The Decline and Fall of the SSC. The Alternate View column. Analog Science Fiction and Fact Magazine. Архів оригіналу за 10 жовтня 1997. Процитовано 9 травня 2011.
2. Weinberg, Steven (10 травня 2012). The Crisis of Big Science. New York Review of Books. (необхідна підписка)
3. Hoddeson та Kolb, 2001, с. 275.
4. Wojcicki, Stanley (January 2008). The Supercollider: The Pre-Texas Days — A Personal Recollection of Its Birth and Berkeley Years. Reviews of Accelerator Science and Technology (англ.). 01 (1): 259—302. doi:10.1142/S1793626808000113. ISSN 1793-6268.
5. US Department of Energy, Report of the 1983 Subpanel on New Facilities for the U.S. High
6. Report of the 1983 HEPAP Subpanel on New Facilities, i, vii–viii, 5-6.
7. Riordan, Hoddeson та Kolb, 2015, с. 22.
8. Aschenbach, Joy (5 грудня 1993). No Resurrection in Sight for Moribund Super Collider : Science: Global financial partnerships could be the only way to salvage such a project. But some feel that Congress delivered a fatal blow. Los Angeles Times. Процитовано 16 січня 2013. Disappointed American physicists are anxiously searching for a way to salvage some science from the ill-fated superconducting super collider ... "We have to keep the momentum and optimism and start thinking about international collaboration," said Leon M. Lederman, the Nobel Prize-winning physicist who was the architect of the super collider plan
9. Hoddeson, Lillian; Kolb, Adrienne (2004). Vision to reality: From Robert R. Wilson's frontier to Leon M. Lederman's Fermilab. Physics in Perspective. 5 (1): 67—86. arXiv:1110.0486. Bibcode:2003PhP.....5...67H. doi:10.1007/s000160300003. Lederman also planned what he saw as Fermilab's next machine, the Superconducting SuperCollider (SSC)
10. Abbott, Charles (June 1987). Illinois Issues journal, June 1987. с. 18. Lederman, who considers himself an unofficial propagandist for the super collider, said the SSC could reverse the physics brain drain in which bright young physicists have left America to work in Europe and elsewhere.
11. Kevles, Dan (Winter 1995). Good-bye to the SSC: On the Life and Death of the Superconducting Super Collider (PDF). Engineering & Science. California Institute of Technology. 58 (2): 16—25. Процитовано 16 січня 2013. Lederman, one of the principal spokesmen for the SSC, was an accomplished high-energy experimentalist who had made Nobel Prize-winning contributions to the development of the Standard Model during the 1960s (although the prize itself did not come until 1988). He was a fixture at congressional hearings on the collider, an unbridled advocate of its merits
12. Riordan, Hoddeson та Kolb, 2015, с. 83.
13. In Memory of Louis Ianniello. JOM. Minerals, Metals & Materials Society. October 2005. Архів оригіналу за 28 березня 2015. Процитовано 17 серпня 2012. Ianniello initiated the effort to construct the Superconducting Supercollider as the first project director, established the organization, led the project through the first crucial 15 months defining the Texas site specific baseline, and led the project through initial Congressional approval
14. Staff, Wire services (29 грудня 2009). Q & A: Texas supercollider project scrapped. tampabay.com. St. Petersburg Times. Архів оригіналу за 3 січня 2010. Процитовано 11 липня 2010.
15. Riddlesperger, Jim (February 26, 2010).
16. Michael Riordan (1 жовтня 2016). A bridge too far: The demise of the Superconducting Super Collider. Physics Today. 69 (10): 48. Bibcode:2016PhT....69j..48R. doi:10.1063/PT.3.3329.
17. David Appell (15 жовтня 2013). The Supercollider That Never Was. Scientific American.
18. Krauss, Clifford (31 березня 1993). Budget Politics Exposed in Fight for Supercollider. The New York Times.
19. Wire Services (23 червня 1993). Super Collider's first collision is with auditors. The Milwaukee Journal. с. A9. Процитовано 29 червня 2010.
20. Super-Collider Perks Under Investigation : Science: Documents show costly parties and catered lunches. Officials say expenses are legal but some were inappropriate. Los Angeles Times. 10 червня 1993.
21. Hilts, Philip J. (1 липня 1993). Energy Chief Says Accounting Problems Snag Supercollider Project. The New York Times.
22. Clinton, Bill (16 червня 1993). Letter to Representative William H. Natcher on the Superconducting Super Collider (PDF). U.S. Government Printing Office. Процитовано 4 квітня 2012.
23. Mittelstadt, Michelle (22 жовтня 1993). Congress officially kills collider project. Sun Journal (Lewiston). ME. Associated Press. с. 7. Процитовано 28 червня 2010.
24. Stating Regret, Clinton Signs Bill That Kills Supercollider. The New York Times. 31 жовтня 1993. Процитовано 4 квітня 2012.
25. Whatever Happened to the Superconducting Super Collider?. The New Republic. 13 грудня 2011.
26. Peters, Gerhard; Woolley, John T. George Bush: "Remarks at the Superconducting Super Collider Laboratory in Waxahachie, Texas," July 30, 1992. The American Presidency Project. University of California - Santa Barbara.
27. Martin, Joseph D. (2015). Fundamental Disputations: The Philosophical Debates that Governed American Physics, 1939–1993. Historical Studies in the Natural Sciences. 45 (5): 703—757. doi:10.1525/hsns.2015.45.5.703. JSTOR 10.1525/hsns.2015.45.5.703. (необхідна підписка)
28. Calder, Nigel (2005). Magic Universe: A Grand Tour of Modern Science. Oxford University Press. с. 369—370. ISBN . The possibility that the next big machine would create the Higgs became a carrot to dangle in front of funding agencies and politicians. A prominent American physicist, Leon lederman, advertised the Higgs as The God Particle in the title of a book published in 1993 ...Lederman was involved in a campaign to persuade the US government to continue funding the Superconducting Super Collider... the ink was not dry on Lederman's book before the US Congress decided to write off the billions of dollars already spent
29. Mervis, Jeffrey (3 жовтня 2003). Scientists are long gone, but bitter memories remain. Science. 302 (5642): 40—41. doi:10.1126/science.302.5642.40. PMID 14526052. Процитовано 11 липня 2010. (необхідна підписка)
30. Mervis, Jeffrey; Siefe, Charles (3 жовтня 2003). Lots of reasons, but few lessons. Science. 302 (5642): 38—40. doi:10.1126/science.302.5642.38. PMID 14526051. Процитовано 11 липня 2010. (необхідна підписка)
31. «The Large Hadron Collider».
32. The Large Hadron Collider. CERN (англ.). Процитовано 27 вересня 2021.
33. The Superconducting Super Collider: How Texas got the world's most ambitious scientific project and why it failed. WFAA. 11 травня 2021. Процитовано 11 травня 2021.
34. Perez, Christine (18 серпня 2006). GVA Cawley to market former super collider. Dallas Business Journal. Процитовано 11 липня 2010.
35. GVA Cawley (16 серпня 2006). High Profile Superconducting Super Collider Project from Early 90s Sees New Life. Superconductor Week. Архів оригіналу (Press release) за 19 травня 2009. Процитовано 11 липня 2010.
36. Shipp, Brett (January 31, 2012).
37. Magnablend Reopens Former Superconducting Super Collider Facility In Waxahachie, TX. Business Facilities. 9 серпня 2013. Процитовано 18 листопада 2019.
38. The Demon of Bureaucratic Chaos. The New Atlantis (амер.). Процитовано 5 липня 2021.

Література

• Riordan, Michael; Hoddeson, Lillian; Kolb, Adrienne (2015). Tunnel Visions: The Rise and Fall of the Superconducting Super Collider. University of Chicago Press. ISBN . OCLC 907132862.
• Hoddeson, Lillian; Kolb, Adrienne W. (August 2001). The superconducting Super Collider's Frontier Outpost, 1983–1988 (PDF). Fermilab: 271—310.
• Lederman, Leon; Teresi, Dick (1994). "The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?". Delta. .
• Wouk, Herman (2004). "A Hole In Texas", fiction. Little, Brown. .
• Sterling, Bruce (July 1994). "The Dead Collider". Science column. Issue #13, 1994.
• Riordan, Michael (2000). The Demise of the Superconducting Super Collider. Physics in Perspective. 2 (4): 411. Bibcode:2000PhP.....2..411R. doi:10.1007/s000160050053. S2CID 118349393.
• Riordan, Michael (2001). A Tale of Two Cultures: Building the Superconducting Super Collider, 1988–1993. Historical Studies in the Physical and Biological Sciences. 32 (1): 125—144. doi:10.1016/j.shpsa.2009.06.004.
• Martin, Joseph D. (November 2015). Fundamental Disputations: The Philosophical Debates that Governed American Physics, 1939–1993. Historical Studies in the Natural Sciences. 45 (5): 703—757. doi:10.1525/hsns.2015.45.5.703. JSTOR 10.1525/hsns.2015.45.5.703.
• Drell, Sidney D., Chair. (May 2004). "The Superconducting Super Collider Project: A Summary" (archive of original. U.S. Department of Energy, High Energy Physics Advisory Panel's Subpanel on Vision for the Future of High Energy Physics.
• Wienands, H.-Ulrich, ed. (1997). "The SSC Low Energy Booster" IEEE Press.

Посилання

• Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Надпровідний суперколайдер
• Photo Tour of the SSC facility (2003). Архів оригіналу за 11 квітня 2008.
• «The High Water Mark of American Science». (photo tour). American Physical Society Physics Central blog, March 24, 2011.
• Guide to the Superconducting Super Collider (SSC) Collection 1986—1988
• A bridge too far: The demise of the Superconducting Super Collider