Кіріспе

Германияның ғылыми-зерттеу институты GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research (link=no) – Германияның Дармштадт қаласындағы Wixhausen маңында орналасқан, федералды және штаттық деңгейде бірлесіп қаржыландырылатын ауыр иондарды зерттеу орталығы. Ол 1969 жылы Ауыр иондар зерттеу қоғамы (GSI) ретінде құрылды, мақсаты ауыр иондарды үдеткіштерінде зерттеу және оларды пайдалану болды. Бұл Гессен штатындағы жалғыз ірі пайдаланушыларға арналған зерттеу орталығы. Зертхана физика және оған байланысты жаратылыстану ғылымдары салаларындағы негізгі және қолданбалы зерттеулер жүргізеді. Басты зерттеу салалары: плазма физикасы, атом физикасы, ядролық құрылым және реакцияларды зерттеу, биофизика және медициналық зерттеулер. Зертхана Германияның ғылыми-зерттеу орталықтарының Гельмгольц қауымдастығының мүшесі. Акционерлері – Германия Федеративтік Республикасының Үкіметі (90%) және Гессен, Тюрингия және Рейнланд-Пфальц штаттары. Гельмгольц қауымдастығының мүшесі ретінде, осы құрылымға 2008 жылдың 7 қазанында ұлттық және халықаралық деңгейде танымалдылықты артту мақсатында қазіргі атауы берілді. GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research Дармштадт техникалық университетімен, Франкфурт Гёте университетімен, Майнц Йоханнес Гутенберг университетімен және Франкфурт жоғары оқу орнымен стратегиялық серіктестіктерді күзеді.

Технологиялық даму

ГСИ-де әзірленген тағы бір маңызды технология – қатерлі ісіктерді емдеу үшін ауыр иондық сәулелерді пайдалану (1997 жылдан бері). Рентген сәулесін пайдаланудың орнына, науқасқа көміртек иондарымен сәуле терапиясы жасалады. Бұл техника өмірлік маңызы бар органдарға жақын орналасқан ісіктерді емдеуге мүмкіндік береді, бұл рентген сәулелерімен мүмкін емес. Бұл көміртек иондарының Брэгг шыңы рентген фотондарының шыңына қарағанда әлдеқайда өткір болғандықтан мүмкін болады. Осы технологияға негізделген, Хайдельберг университетінің медициналық орталығында салынған Хайдельберг иондық сәулелік терапия орталығы (ХИТ) 2009 жылдың қараша айында науқастарды емдеуді бастады.

UNILAC және SIS-18-ден басқа нысандар

Екі жоғары энергиялы лазер, nhelix (Наносекундтық жоғары энергиялы лазер ауыр иондық эксперименттер үшін) және Phelix (Petawatt жоғары энергиялы лазер ауыр иондық эксперименттер үшін). Үлкен ауданды нейтрон детекторы (LAND). Фрагменттерді бөлуге арналған қондырғы (ФБҚ) – GSI фрагменттерді бөлуге арналған қондырғысы немесе ФБҚ 1990 жылы салынған. Ол әртүрлі (көбінесе) радиоактивті иондардың сәулелерін жасайды және бөліп алады. Бұл процесс UNILAC арқылы үдетілген тұрақты сәуле және содан кейін SIS-тің өндірістік нысанаға соқтығысуы арқылы жүзеге асырылады. Осыдан көптеген фрагменттер пайда болады. Екіншілік сәуле иондардың магниттік таңдауы арқылы құралады. Эксперименттік сақтау сақинасы (ESR), онда 0,005 – 0,5 GeV/u энергиясы бар жоғары зарядталған радиоактивті иондардың көп мөлшерін ұзақ уақыт сақтауға болады. Бұл қондырғы олардың ыдырау жолдарын дәл өлшеуге мүмкіндік береді. GSI аномалиясы деп аталатын жаңа, түсіндірілмейтін құбылыс ашылды.

Болашақ дамуы

Алдағы жылдары GSI антипротон және иондық зерттеулерге арналған FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) деп аталатын халықаралық құрылымға дамиды: бір жаңа синхротрон (сәйкес магниттік қатаңдығы 100 Т⋅м), Super FRS және антиматерияны зерттеу үшін қолданылуы мүмкін бірнеше жаңа сақиналар. Объектінің басты бөлігі 2022 жылы іске қосылады; толыққанды жұмыс 2025 жылға жоспарланған. FAIR құруға 2007 жылдың 7 қарашасында 10 ел қол қойды: Финляндия, Франция, Германия, Үндістан, Румыния, Ресей, Словения, Швеция, Ұлыбритания және Польша. Өкілдердің арасында Германияның ғылым министрі Аннет Шаван және Гессен штатының премьер-министрі Роланд Кох бар еді.