Международная научная программа ОИЯИ по физике высоких энергий Цель и место проекта NICA / MPD

1. Концептуальный проект ускорительного комплекса в проекте NICA/MPD Г.В. Трубников & NICA team • Международная научная программа ОИЯИ по физике высоких энергий • Цель и место проекта NICA / MPD • Развитие ускорительного комплекса: I-й этап проекта NICA/MPD:Нуклотрон-М Задачи первого этапа ипланы экспериментов • Заключение совещание ИФВЭ-ОИЯИ

2. Научная программа на ускорительном комплексе физики высоких энергий ОИЯИ предложенав рамках «Дорожной Карты» научных исследований ОИЯИ Основные области: • Релятивистская физика тяжелых ионов: • поиск и изучение фазовыхпереходов • иновых состояний ядерной материи, включая смешанную фазу и критическую точку; • Спиновая физика малонуклонных систем: изучение спин-зависимых процессов; • Физика ароматов: проверка правила OZI, поиск многокварковых состояний (пентакварки) поиск и изучение экзотических ядер (гиперядра); • Инновационные проекты: медицинские пучки, биология. совещание ИФВЭ-ОИЯИ

3. Статус базовой установки Нуклотрон Устойчивая работа1300  2000 час/годпоследние годы. Традиционно более чем 75% полного пучкового времени - физикам, на методические (ускорительные) эксперименты - около 25% времени сеанса. Сорта ионов: p, d, He, Li, B, C, N6+, N7+ , Mg , Ar16+, Fe24+; d - реализовано Диапазон энергий: 0.35  2.2 ГэВ/н– для ядер, 4.3 ГэВ/н– для дейтронов, 5.7 ГэВ– для протонов. Эксперименты проводятся участниками 14 коллабораций. совещание ИФВЭ-ОИЯИ

4. Интерес стран к работам на Нуклотроне Внутренние пучки ETA-NUCLEI, DELTA-2, LNS Выведенные пучки ALPOM, BECQUEREL, DELTA-SIGMA, ENERGY & TRANSMUTATION, FAZA-3, GAMMA-2, GIBS, MARUSYA, NIS, KRISTAL, TPD, STRELA, Med-Nuclotron, Radiobiological investigations совещание ИФВЭ-ОИЯИ

5. Релятивистская физика тяжелых ионов совещание ИФВЭ-ОИЯИ

6. Увеличение энергии Уменьшение энергии совещание ИФВЭ-ОИЯИ

7. M. Gazdzicki Heavy ion physics perspectives, Bad Liebenzell, 12-14 September 2007 совещание ИФВЭ-ОИЯИ

8. Новая базовая установка ОИЯИ • Коллайдер тяжелых ионовNICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) Тех. проект в стадии подготовки • Проект предусматривает создание: - модернизированного Нуклотрона (Нуклотрон-М) - нового инжекционного комплекса (КРИОН + Линак) - Бустерадля Нуклотрона - встречных колец с двумя точками пересечений - детектора MPD(MultiPurpose Detector) • Концептуальный проект NICA (CDR) - завершен • Письмо о намерениях MPD – завершен • Эскизный проект – 2008 год совещание ИФВЭ-ОИЯИ

9. КоллайдерNICA(рабочая схема): Инжектор: 2×109ионов/импульс238U32+при энергии 6 МэВ/н Бустер (25 Tm) 2 однооборотные инжекции, накопление 3.2109ионов эл.охлаждениена 100 МэВ/н, банчировкаиускорение до энергии 400 МэВ/н Коллайдер (36 Tm) накопление 15 сгустков 1109 ионов в кольцена 3.5 ГэВ/н, стохастическоеохлаждение Обдиркас эффективностью 40%238U32+ 238U92+ Нуклотрон (36 Tm) Инжекция одного сгустка 1.1109ионов, ускорение до 3.5 ГэВ/н. Два кольца коллайдера IP-1 IP-2 2x15 циклов инжекции совещание ИФВЭ-ОИЯИ

10. NICA/ MPD Схема комплекса Ионный источник + линейный инжектор здание 1 здание 1б Бустер MPD Нуклотрон Сверхпроводящий коллайдер Периметр 225 м Поле в магнитах 5 Т Магниты «два в одном» Существующие каналы вывода 2-е место встречи здание 205 Средняя светимость 1027см2с-1 (!!!) U x U Существующая инфраструктура !!! совещание ИФВЭ-ОИЯИ

11. Параметры NICA для U-U ||,rms = 3 эВсек = 0.013 эВсек/н совещание ИФВЭ-ОИЯИ

12. Временная схема накопления Eion/A КРИОНRFQ RFQ DTL БустерНуклотронКоллайдер • 3.5 GeV/u • 400 MeV/u • 100 MeV/u • MeV/u • 470 keV/u • 25 keV/u эл. охл-е 2 цикла инжек-ции 30 циклов инжекции 1109ионов238U92+ за цикл 238U92+ 2с 0.4с 2с 3с 4.5с 135с t 238U32+ совещание ИФВЭ-ОИЯИ

13. Injection chain ESIS EBIS 25 keV/u 17 keV/u U32+ Au32+ 2 x 109 ions 3.4 x 109 ions 85% RFQ 90% RFQ 470 keV/u 300 keV/u U32+ Au32+ 1.7 x 109 ions 3.0 x 109 ions RFQ DTL 95% Linac 90% 6 MeV/u 2 MeV/u U32+ Au32+ 1.6 x 109 ions 2.7 x 109 ions 2 injections BOOSTER 90% BOOSTER 85% 400 MeV/u 70 MeV/u U32+ Au32+ 2.9 x 109 ions 1.4 x 109 ions 40% STRIPPER FOIL, 60% STRIPPER FOIL, 400 MeV/u 70 MeV/u U92+ Au77+ 1.2 x 109 ions 1.2 x 109 ions NUCLOTRON 90% AGS 90% 9 GeV/u 1  3.5 GeV/u U92+ Au77+ 1.2 x 109 ions 1.1 x 109 ions STRIPPER FOIL, 100% NICA 9 GeV/u Au79+ 1.2 x 109 ions RHIC совещание ИФВЭ-ОИЯИ

14. Ионный источник «электронная струна» EBIS: 300 kW DC electron beam power ESIS: 200 W совещание ИФВЭ-ОИЯИ

15. Общий вид ионного источникаКРИОН (соленоид 3Т) Е. Донец 3 T соленоид: 5108 Au30+ Эксп. результат Ожидаем 6 T соленоид: 2109 U32+ совещание ИФВЭ-ОИЯИ

16. Инжектор: источник + форинжектор + линак совещание ИФВЭ-ОИЯИ

17. B = 25 Tm, C = 210 m • 2 однооборотных инжекции • Накопление 3×109238U32+ • Эл. охлаждение на 100 MэВ/н • 4) Ускорение до 400 МэВ/н • 5) Вывод и обдирка Бустер БУСТЕР НУКЛОТРОН Фундамент Синхрофазотрона совещание ИФВЭ-ОИЯИ

18. Параметры Бустера Сетка резонансов и рабочая точка Рабочий цикл бустера β-функции и дисперсия для одного супер-периода совещание ИФВЭ-ОИЯИ

19. Кольца коллайдера 1- диполи, 2- квадруполи, 3- разделительные диполи, 4 – сброс пучка Два кольца расположены друг над другом, что предполагает 2 возможных схемы: поворотные и квадрупольные магниты будут двух-апертурными в одном ярме, или схема с двумя раздельными кольцами. Пока рассматривается 1-й вариант.. Магнитная жесткость колец равна максимальной магнитной жесткости Нуклотрона (45 Тм). Максимально поворотное поле в сверхпроводящих диполях выбрано равным 5,5 Т. Для обеспечения круглого пучка в ТВ, коллайдер должен работать на равных бетатронных частотах (горизонтальной и вертикальной). совещание ИФВЭ-ОИЯИ

20. совещание ИФВЭ-ОИЯИ

21. проектные параметрыкомплексаNICA совещание ИФВЭ-ОИЯИ

22. Основные этапы проекта NICA /MPD • I этапускорительный комплекс Нуклотрон-М (2008-2010) и необходимая инфраструктура,программа R&D подготовка технического проекта (TDR) • II этапразработка и создание элементов ускорителя (2008-2012) развитие инфраструктуры • III этаппродолжение работ+монтаж (2010-2012) • IV этап наладка, приемка (2013-2014)и запуск в эксплуатацию совещание ИФВЭ-ОИЯИ

23. I этап: Развитие Нуклотрона (Нуклотрон-М) Цель – достичь к2010г. параметров, необходимых для реализации проекта NICA: ускорение тяжелых ионов с А~200, интенсивностью пучков ~ 108ч/цикл, частотой повторения 0.2-0.4 Гц,при энергии ~ 3.5 ГэВ/н • разработка новой инжекционной системы • модернизация RF системы, систем диагностики и управления пучками • усовершенствование вакуумной системы • усовершенствование систем электро- и крио-питания • развитие минимально необходимой инфраструктуры совещание ИФВЭ-ОИЯИ

24. Новый источник КРИОН-6Т Модернизация системы питания Модернизация криогеники Наладочные и тестовые работы. Регулярные сеансы. Каждый сеанс – очередной этап Модернизация ВЧ системы Модернизация вакуумной системы Системы управления и диагностика Каналы вывода Радиационная защита Проектирование и работы по новым: линаку, бустеру, ВЧ-станциям, поляризованному источнику. ВСЕГО (2007-2010): материалыи оборудование: …… k$ оплата работ + договора: …… k$ Ремонтно-строительные работы совещание ИФВЭ-ОИЯИ

25. Статус работ по этапу I проекта NICA (Нуклотрон-М) • Новый инжекционный комплекс: новый источник (KRION) - разрабатывается совершенствованиеВЧсистемы– начаты работы новыйЛИНАК – контракт с ИФВЭ на стадии подписания • Вакуумная система -оборудование частично поставлено • Система питания и управления основных магнитов - первый блок на этапе отладки • Модернизация диагностики пучков- идут работы R&D- приоритетная задача плановых сеансов на Нуклотроне Этот этап должен быть завершен к 2010г. Сотрудничество с российскими центрами ИФВЭ, ИЯИ РАН, ИЯФ СО РАН Проведение круглых столов с участием экспертов из мировых центров (Болгария, Польша, Россия, Украина, ЦЕРН, Германия, США, Япония) совещание ИФВЭ-ОИЯИ

26. Структурные и административные реформы • Создано Ускорительное Отделение ЛВЭ (июль 2007 г.) • Состав отделения: 8 отделов, всего • около 350 чел. – ускорительные подразделения ЛВЭ (~220) и ЛФЧ (~ 70), инженерные службы площадки (~ 60); • - «Молодое руководство»: • - Начальник отделения – 31, два заместителя у начальника отделения • 33 и 40, молодые начальники 2 технологических отделов; • - Курс на обновление кадров (контакты • с МИФИ, УНЦ, Томск), возвращение иностранных контрактников и оптимизация состава – сокращение тех.персонала по мере введения АС; • - ЛФЧ (те, кто работают на CLIC, ИРЕН, ЛИНАК-800, ILC) – в помощь на НИКА. Создан центр NICA: (июнь 2007) - группа по ускорительному комплексу - группа по разработке детектора - группа по разработке компьютинга - группа по развитию инфраструктуры Общая численность: около 45чел. из них по NICA + инфр. – 25 чел. по MPD+ физики - 20 чел. Всесторонняя поддержка дирекции, УС и КПП ОИЯИ в плане: дополнительного финансирования, укомплектования оборудованием, административного ресурса, рекламы проекта во вне, создания коллабораций в РФ и СНГ совещание ИФВЭ-ОИЯИ

27. Заключение • Стратегический план развития ускорительного комплекса ОИЯИ в области ФВЭ + адекватная научная программа. Приоритетная задача - проект NICA/MPD • Реализация I этапа этого проекта(2008–2010) имеет принципиально важное значение для критической оценки предложенного стратегического плана развития ускорительного комплекса ОИЯИ совещание ИФВЭ-ОИЯИ

28. Программа физических исследований на Нуклотроне скоординирована с планом развития ускорительного комплекса на I-мэтапе (Нуклотрон-М) • Организация российского и международного сотрудничества, привлечение внешних ресурсов – одно из необходимых условий успешного осуществления проекта • Ведется работа с ассоциациейГельмгольц, GSI, и др. центрами по объединению усилий для создания ускорительных комплексовNICA и FAIRи совместным проведением на них актуальных физических исследований • Плодотворное начало положено – сотрудничество с ИФВЭ (Протвино) стартовало с реализации конкретной задачи – проектирование инжектора совещание ИФВЭ-ОИЯИ

29. Thank you for your attention ! совещание ИФВЭ-ОИЯИ