В Дубне завершился сеанс пусконаладочных работ на ускорительном комплексе NICA, в ходе которого одновременно функционировали все ускорители в составе инжекционного комплекса. Ученые впервые одновременно охладили «Бустер» и «Нуклотрон» — два сверхпроводящих ускорителя в составе комплекса. Физикам удалось провести пучок ионов углерода сквозь все элементы комплекса и ускорить их до энергии в 3 гигаэлектронвольта на нуклон. Сформированный пучок использовали для набора данных на эксперименте SRC, который теперь будет демонтирован и заменен на оборудование эксперимента BM@N, говорится в сообщении, поступившем в редакцию N + 1 из пресс-службы Минобрнауки РФ.
NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) — это ускорительный комплекс, который создается на базе Объединенного института ядерных исследований в Дубне для изучения свойств плотной барионной материи. Предполагается, что данные исследования будут проводиться на трех экспериментальных установках: детекторах SPD и MPD на коллайдере и установке BM@N для экспериментов с фиксированной мишенью. Основная задача комплекса — изучение образующейся в столкновениях релятивистских ионов кварк глюонной плазмы. Но для ее формирования сами ионы нужно ускорить до релятивистских энергий.
Именно задачу ускорения ионов до близких к скорости света скоростей и формирования из них пучка должен будет выполнять инжекционный комплекс. В случае NICA, помимо источников ионов, в его состав входят три основных ускорителя: линейный ускоритель тяжелых ионов HILac и сверхпроводящие синхротроны «Бустер» и «Нуклотрон». Линейный ускоритель используется для первичного захвата и ускорения ионов до энергии порядка 3.2 мегаэлектронвольт на нуклон, «Бустер» — для ускорения ионов до энергии, достаточной для инжекции в «Нуклотрон», а сам «Нуклотрон» — для разгона пучка до финальной необходимой энергии. Причем для полноценного функционирования инжекционного комплекса все три установки должны работать одновременно.
Теперь же в Дубне завершили сеанс пусконаладочных работ, в ходе которого ученые добились одновременной работы всех элементов инжекционного комплекса. Для этого впервые были одновременно охладили сверхпроводящие «Бустер» и «Нуклотрон». В результате физики провели пучок через все элементы комплекса, в результате чего ионы углерода ускорились до энергии в 3 гигаэлектронвольт на нуклон.
«Сначала был заранее оптимизирован линейный ускоритель на получение ионов С4+. На этом этапе в ускоритель попадает порядка 109 ионов, длительность тока соответствует частоте лазера в лазерном источнике — 2-3 микросекунды. После начала сеанса 2 января первоначально был охлажден „Бустер“, затем был охлажден „Нуклотрон“ — на это ушло порядка трех недель. После этого мы начали инжекцию в „Бустер“ и провели его настройку. В результате в каждый из циклов пучок находился в „Бустере“ примерно 4 секунды. После пучок был проведен по каналу перевода между „Бустером“ и „Нуклотроном“, была настроена инжекция в „Нуклотрон“ и ускорение пучка на последнем этапе. Также работу инжекционного комплекса протестировали с ядрами углерода С6+, нарабатываемыми на мишени. Наконец, мы настроили „Нуклотрон“ на необходимую экспериментаторам энергию», — рассказал N + 1 начальник Ускорительного отделения ЛФВЭ ОИЯИ Анатолий Сидорин.
Полученный в ходе пусконаладочных работ пучок провели в зону установки BM@N, где располагался эксперимент SRC, и использовали пучок для набора данных на эксперименте. В таком режиме ускорительный комплекс проработал 3 недели. По словам Сидорина, важное достижение сеанса — высокая длительность вывода пучка из «Нуклотрона». «После того как пучок ускорен в „Нуклотроне“, ускоряющее электрическое поле выключается, а магнитное поле становится постоянным. Это называется стол магнитного поля, или стол вывода пучка. Длительность вывода в этом сеансе была 6 секунд, чего до этого не позволяла добиться энергетика канала. Это важно для физиков, так как полная продолжительность цикла работы двух ускорителей была 16 секунд, и чем большую часть этого времени занимает вывод пучка, тем выше средняя интенсивность. Мы и обеспечили длительный вывод, а также хорошее качество пучка».
Предполагается, что следующий сеанс на NICA будет уже не пусконаладочный, а экспериментальный: пучок будет целенаправленно использоваться в целях эксперимента BM@N. Также инжекционный комплекс планируют настроить на работу с пучками уже тяжелых ионов, выбор предстоит между ксеноном или криптоном в зависимости от конечной интенсивности от источника. По словам Сидорина, сеанс запланирован на сентябрь 2022 года.
Ранее мы уже рассказывали о завершении предыдущего этапа настройки инжекционного комплекса: в сентябре 2021 года пучок ионов на NICA провели от «Бустера» к «Нуклотрону». Подробнее про задачи самого ускорительного комплекса можно почитать в нашем материале «Маленький взрыв».
От редактора
После выпуска в новости были скорректированы данные об источнике информации (в первом абзаце).
Значимость обнаружения составила 3,7 стандартного отклонения
Немецкие физики смогли обнаружить сигнал от упругого когерентного рассеяния реакторных антинейтрино на ядрах атомов при помощи германиевого детектора CONUS+. Статистическая значимость обнаружения составила 3,7 стандартного отклонения. Результаты работы доступны на сайте препринтов arXiv.org.