Как фотограф создал снимок изнутри ускорителя частиц «синхротрона»?

Редкие кадры, раскрывающие тайны ускорителя частиц, теперь доступны общественности благодаря усилиям и смекалке фотографа Чарльза Брукса. Он позволил людям увидеть, что происходит внутри одного из самых сложных научных приборов, в котором электроны движутся со скоростью света.



Фотограф Чарльз Брукс известен своими снимками внутренних структур музыкальных инструментов. Он получил уникальную возможность запечатлеть один из ключевых компонентов австралийского синхротрона — ускорителя частиц, который используют в передовых научных исследованиях.

Это был единственный шанс сделать снимок: вскоре устройство должны было запечатать и охлаждать до -123°C на долгие десятилетия.


Брукс использовал эндоскопическую линзу Storz. /Charles Brooks /PetaPixel

Как удалось сделать снимок изнутри синхротрона

Идея пригласить Чарльза Брукса на съемку принадлежит ведущему физику из ANSTO (Австралийская организация ядерной науки и технологий) Юджину Тану, который, будучи музыкантом, давно восхищался работами фотографа.

Когда в ускорителе частиц предстояло установить новый криогенный ундулятор — сложный компонент, создающий рентгеновские лучи высокой энергии, — Тану пришло в голову запечатлеть содержание синхротрона перед тем, как оно исчезнет из поля зрения.

«Это было мгновенное «да» с моей стороны. Я всегда стремлюсь снимать скрытые и сложные пространства, а этот объект был одним из самых необычных», — рассказал Брукс западным журналистам.

После установки криогенный ундулятор будет находиться в вакууме и работать в экстремальных условиях, оставаясь недоступным для наблюдения.

Чем ускоритель частиц похож на музыкальный инструмент

Чарльза Брукса поразило, насколько устройство напоминает инструменты, которые он фотографировал раньше.

«В скрипке давление смычка заставляет струны вибрировать, создавая обертона, которые мы воспринимаем как красивый звук. В ундуляторе происходит нечто похожее, но на уровне света: мощные магниты заставляют электроны колебаться, порождая рентгеновское излучение с интенсивностью, многократно превышающей свет Солнца», — пояснил фотограф.



Эксперты добавили: описанные рентгеновские лучи используются в научных исследованиях и позволяют изучать свойства материалов на уровне атомов.

Технические сложности съемки

Чтобы запечатлеть детали синхротрона, Брукс выбрал камеру Panasonic Lumix G9 II с матрицей Micro Four Thirds. Это позволило ему использовать эндоскопические объективы Storz, разработанные для видеосъемки в замкнутых пространствах.

Однако работа с пдобными микролинзами имела свои сложности.

Проблема с магнитами. Некоторые элементы ускорителя содержат мощные магниты, которые могли притянуть камеру и нанести ущерб оборудованию. Инженеры ANSTO провели тщательное тестирование техники перед съемкой.Ограниченный доступ. Для съемки пришлось частично разобрать устройство и стабилизировать его температуру.Малая глубина резкости. Из-за особенностей эндоскопических объективов пришлось использовать метод фокус-стекинга, объединяя множество кадров в один.

Редкий вид на компонент внутри акселератора частиц синхротрона

«Я сделал 120 кадров, используя технику наложения фокуса, панорамную сборку и удаление шумов. Это была одна из самых сложных обработок, но благодаря опыту работы с музыкальными инструментами процесс прошел довольно эффективно», — признался Чарльз Брукс.Благодаря тщательной подготовке и сложной постобработке Брукс смог создать изображение, которое позволяет заглянуть внутрь устройства, способного разгонять частицы почти до скорости света.

«Я благодарен ANSTO и Юджину Тану за этот шанс. Это был уникальный опыт», — подытожил фотограф.