Нейтронный реактор ПИК выведен на мощность 100 киловатт
Исследовательский нейтронный реактор ПИК, который строится в Гатчине под Петербургом с середины 1970-х годов, прошел первую стадию энергетического пуска и был выведен на энергию 100 киловатт. Выхода на проектную мощность в 100 мегаватт можно ожидать в ближайшие два года, сообщил N+1 источник, знакомый с ситуацией. Физический пуск реактора на мощности 100 ватт состоялся еще в 2011 году.
Накануне о запуске реактора в послании Федеральному собранию заявил президент РФ. В пресс-службе НИЦ «Курчатовский институт» N+1 сообщили, что «завершился первый этап энергетического пуска реактора ПИК. В плановом порядке идет подготовка к следующим этапам энергопуска».
Реактор ПИК, принадлежащий Петербургскому институту ядерной физики (сейчас входит в состав Курчатовского института) — старейший долгострой среди российских научных проектов, его начали строить в 1976 году. Мощный поток нейтронов, который он должен генерировать, позволяет с высокой точностью исследовать структуру вещества, в частности, биологические молекулы, изучать изотопный состав образцов. После аварии на Чернобыльской АЭС строительство было остановлено из-за необходимости модернизировать систему безопасности реактора, а позже для возобновления работы не было выделено достаточно средств.
Строительство возобновилось только в 2007 году, а в феврале 2011 года состоялся физический пуск на мощности порядка 100 ватт — на минимальном контролируемом уровне мощности. Тогда же реактор вошел в программу «Мегасайенс», которая предусматривает поддержку строительства в России крупных научных установок с международным участием. В рамках этой программы идет строительства коллайдера NICA в Дубне, планируется создание нового синхротрона в Протвино.
По информации источника N+1, разрешение Ростехнадзора на энергетический пуск на мощности 100 киловатт было получено в декабре 2018 года, в январе 2019 года прошел сам пуск. В настоящее время ученые занимаются сбором и анализом информации о поведении реактора на этом уровне мощности, затем отчет будет направлен в Ростехнадзор, который, в свою очередь должен будет выдать разрешение на следующий этап энергетического пуска на мощности 1 мегаватт.
Ученые рассчитывают, что на мощность в один мегаватт реактор выйдет до конца 2019 года, а выхода на проектную мощность — 100 мегаватт — можно ожидать примерно через два года. Однако четких сроков для этой работы нет, поскольку каждый этап сопряжен с многочисленными проверками, калибровками и измерениями, кроме того, исследователи, чьи экспериментальные установки будут работать на реакторе, могут попросить «задержаться» на том или ином уровне мощности.
Сергей Кузнецов
Для этого их разнесли более чем на 30 метров
Физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха с коллегами из нескольких стран смогли впервые провести проверку неравенств Белла без лазеек с помощью сверхпроводящих кубитов. Для этого они разнесли криостаты на 30 метров и добились очень короткого (не более 50 наносекунд) времени считывания. Все вместе это позволило гарантировать, что никакой гипотетический скрытый сигнал не смог бы повлиять на результаты проверки. Исследование опубликовано в Nature. Эйнштейну не нравилась вероятностная интерпретация квантовой механики. Вместе с Подольским и Розеном он в 1935 году написал статью с описанием парадокса — мысленного эксперимента с двумя разнесенными частицами, квантовая связь между которыми якобы нарушала принцип причинности. В 1964 году Джон Белл предложил математический способ, как с помощью неравенств доказать, на самом ли деле квантовая механика управляется вероятностными законами, или в ее основе лежат некие, еще не понятые физиками скрытые параметры. Экспериментальная проверка неравенств Белла началась лишь спустя десятилетия, подтвердив ошибочность теории скрытых параметров. Подробнее об этой истории мы писали в материале «Бог играет в эти игры», посвященному Нобелевской премии по физике 2022 года. Проверка неравенств Белла — это не единомоментный процесс. Каждая следующая экспериментальная реализация оставляла небольшие лазейки, которыми можно было бы объяснить опыт, не отказываясь от локальной теории скрытых переменных. Но с 2015 года физикам наконец-то удалось закрыть их все, сначала с помощью дефектов в алмазе, затем фотонов и плененных атомов. Теперь же очередь дошла и до проверок без лазеек на сверхпроводящих кубитах. Это случилось благодаря Зимону Шторцу (Simon Storz) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и его коллегам из Испании, Канады, США, Франции и Швейцарии. Им удалось провести проверку для кубитов, разнесенных более, чем на 30 метров. Благодаря такому большому расстоянию и высокой скорости считывания физики показали, что никакой гипотетический скрытый сигнал не смог бы повлиять на исход проверки, даже двигаясь от одного кубита к другому на световой скорости. С самых первых белловских экспериментов физики находили и закрывали множество лазеек. Например, недостатком эксперимента на фотонах долгое время было малое число запутанных пар. Из-за этого всегда можно было утверждать, что набранная статистика отражает лишь свойства некоторого подмножества от полного множества, в котором неравенства выполняются. Однако в конечном счете гипотезу о скрытых параметрах можно отвергнуть, если гарантировать, что никакой скрытый сигнал — во всяком случае, на световой или досветовой скорости — не успеет передаться от одного измерения до другого. Для этого кубиты должны быть достаточно далеко, а время считывания должно быть достаточно коротким. Наконец, физики обязаны накопить приличную статистику измерений, прежде чем делать выводы. Решению этих технических задач для сверхпроводящей платформы была посвящена работа авторов. Такие кубиты основаны на способности тока находится в суперпозиции направлений течения в сверхпроводящем контуре. Для их запутывания необходимо передавать между кубитами микроволновые фотоны, причем канал их передачи также должен находится при сверхнизких температурах. Ученые справились со своей задачей, разместив свои криостаты в подземных помещениях. Ключом к успеху стало достижение времени считывания, равного 50 наносекундам, со степенью совпадения 98 процентов. Расчеты показали, что, достаточно будет разделить события проверки кубитов 33 метрами. В этом случае у физиков остается запас в 10 наносекунд, которого достаточно, чтобы закрыть лазейку — скрытый сигнал не успеет повлиять на результат. Чтобы минимизировать разрушение запутанности, переносимой микроволновыми фотонами по волноводу, физики упаковывали последний в 30-метровую трубу, в которой поддерживали температуру 50 милликельвин. Сами кубиты содержались при температуре в 20 милликельвин. Всего ученые провели четыре последовательных эксперимента, в каждом из которых было более миллиона тестов. В результате статистический параметр неравенства оказался равен S = 2,0747 ± 0,0033 — другими словами, неравенства Белла нарушаются со значимостью в 22 стандартных отклонения. Помимо самого факта белловской проверки без лазейки, работа авторов прокладывает технологический путь к построению распределенных квантовых сетей на основе сверхпроводящих кубитов. Недавно мы рассказывали об аналогичных успехах для ионных кубитов — там квантовую запутанность передали на 230 метров.