Статус и планы проекта NICA Nuclotron -based Ion Colliderf. Acility И. Н. Мешков НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 1
Содержание Введение 1. Разработка концепции и Технического проекта NICA 2. План-график разработки Проекта NICA 3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 1. Инжектор 3. 2. Бустер 3. 3. Нуклотрон-NICA 3. 4. Коллайдер И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 2
Введение Проект NICA на НТС ОИЯИ 1) 06. 11. 2007 В. Д. Кекелидзе, Стратегические направления физических исследований на ускорительном комплексе ЛВЭ ОИЯИ 2) 8. 12. 2008 В. Д. Кекелидзе, И. Н. Мешков, Сотрудничество ОИЯИ-ИФВЭ по физике высоких энергий И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 3
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA January 2008 January 2009 Conceptual Design Report of Nuclotron-based Ion Collider f. Acility (NICA) (Short version) May 2009: NICA TDR & MPD CDR will be completed И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 4
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA Ускорительно-накопительный комплекс NICA (Nuclotron-based Ion Collider f. Acility) Технический проект Руководители проекта: А. Н. Сисакян, А. С. Сорин ОИЯИ Физики и инженеры Н. Н. Агапов, В. С. Александров, А. В. Алфеев, О. И. Бровко, А. В. Бутенко, Б. Р. В. Василишин, В. И. Волков, Е. Д. Донец, Е. Е. Донец, А. В. Елисеев, В. М. Жабицкий, Е. В. Иванов, И. Б. Иссинский, Г. Г. Ходжибагиян, В. Н. Карпинский, В. Д. Кекелидзе, А. Г. Кобец, В. В. Кобец, А. Д. Коваленко, О. С. Козлов, А. Б. Кузнецов, В. А. Михайлов, В. А. Мончинский, А. Г. Ольшевский, Р. В. Пивин, Ю. К. Потребеников, А. Ю. Рудаков, А. О. Сидорин, Г. И. Сидоров, А. В. Смирнов, Г. В. Трубников, В. Ф. Шевцов, С. Л. Яковенко Конструкторы В. В. Агапова, Г. С. Березин, В. В. Борисов, А. В. Бычков, Т. И. Волобуева, Е. В. Воронина. , С. И. Кукарников, С. В. Рабцун, А. В. Шабунов, В. И. Шокин, Т. Ф. Прахова, Г. А. Титова ИФВЭ, Протвино О. К. Беляев, Ю. А. Буданов, И. А. Звонарев, С. В. Иванов, А. П. Мальцев ИЯФ СО РАН им. Г. И. Будкера В. С. Арбузов, Ю. А. Бирючевский, С. А. Крутихин, Г. Я. Куркин, Б. З. Персов, В. М. Петров, А. М. Пилан Главный инженер проекта В. Д. Калагин, Главный конструктор проекта Н. Д. Топилин Под редакцией И. Н. Мешкова и А. О. Сидорина И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 5
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза 1) CERN, May 11 - 13, 2009 Workshop “New Opportunities in the Physics Landscape at CERN” # G. V. Trubnikov ”Nuclotron-based Ion Collider f. Acility (NICA) at JINR: G. V. Trubnikov ” New Prospect for Heavy Ion Collisions and Spin Physics” 2) JINR, May 19 - 22, 2009 “Physics of Compressed Barionic Matter” 1 st CBM-Russia-JINR Collaboration Meeting # I. Meshkov “NICA Project – Status and Plans” 3) ИТЭФ, 27 мая 2009 г. Московский семинар по релятивистской ядерной физике # А. Н. Сисакян, А. С. Сорин “Физика плотной барионной материи” # И. Н. Мешков: “Тяжелоинные коллайдеры LHC, RHIC, NICA” И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 6
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза May 20, 2009 Tele-Conference of International Machine Advisory Committee (MAC) for Nuclotron-M & NICA Projects MAC members: 1. Б. Ю. Шарков (ИТЭФ/FAIR) 2. M. Steck (GSI) 3. С. Иванов (ИФВЭ) 4. N. Walker (DESY) 5. T. Roser А. Федотов (BNL) 6. П. Белошитский (CERN) [А. Сидорин (ОИЯИ)] Observers: 1. В. А. Лебедев (FNAL) 2. Ю. Сеничев (FZJ) 3. Ю. Алексахин (FNAL) ОИЯИ 1. Р. И. Ледницки 2. Члены группы NICA И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 7
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза May 20, 2009 Tele-Conference (продолжение) Доклады: 1. Г. В. Трубников “Status of ‘Nuclotron-M Project’ and Plans” 2. И. Н. Мешков “Concept and Status of The NICA Project” Членами МАС и наблюдателями были заданы многочисленные вопросы по докладам, сделаны ценные замечания и высказаны рекомендации. Выступили в дискуссии: - Члены МАС, - Наблюдатели, - Члены группы NICA: А. Д. Коваленко, А. О. Сидорин, В. А. Михайлов, О. С. Козлов И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 8
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза May 20, 2009 Tele-Conference (окончание) И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 9
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA The Project goals formulated in NICA CDR 197 Au 79+ x are the following: 197 Au 79+ 1 a) Heavy ion colliding beams 197 Au 79+ x 197 Au 79+ at s. NN = 4 11 Ge. V (1 4. 5 Ge. V/u ion kinetic energy ) at Laverage= 1 1027 cm-2 s-1 (at s. NN = 9 Ge. V/u) 1 b) Light-Heavy ion colliding beams of the energy range and luminosity 2) Polarized beams of protons and deuterons: p p s. NN = 12 25 Ge. V (5 12. 6 Ge. V/u ion kinetic energy ) d d s. NN = 4 13. 8 Ge. V (2 5. 9 Ge. V/u ion kinetic energy ) И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 10
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA “Old” Linac LU-20 Booster KRION + “New” HILAC Nuclotron Collider Н. Д. Топилин MPD SPD Beam dump И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 11
2. План-график разработки Проекта NICA 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 KRION LINAC + trans. channel Booster: magnetic system Booster + trans. channel Nuclotron-M Nuclotron-NICA Transfer channel to Collider Diagnostics PS systems Control systems Infrastructure R&D design manufctrng + mounting mountg+commssiong comms/operatn operation И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 12
3. Состояние Автоматизированный станок для намотки СП соленоида разработки основных элементов комплекса 3. 1. Инжектор KRION - Cryogenic ion source of “electron-string” type developed Криостат и вакуумная by E. Donets group система КРИОН-6 Т at JINR. It is aimed to generation of heavy multicharged ions (e. g. 197 Au 32+). To be commissioned in 2013. HILAC – Heavy ion linac RFQ + Drift Tube Linac (DTL), under design and construction by the group of IHEP (Protvino). To be commissioned in 2013. RFQ Electrodes 2 H cavities of "Ural" RFQ (prototype) Sector H-cavity of “Ural” RFQ DTL (prototype) И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 13
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 2. Бустер “Nuclotron-type” SC magnets adopted for Booster Superconducting Booster in the magnet yoke of The Synchrophasotron Nuclotron Synchrophasotron yoke Booster Vladimir I. Veksler 2. 3 m 4. 0 m B = 25 T m, Bmax = 1. 8 T 1) 3 single-turn injections Dismounting is in progress presently 2) Storage and electron cooling of 8× 109 238 U 32+ To be commissioned in 2013. 3) Acceleration up to 440 Me. V/u 4) Extraction & stripping И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 14
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 3. Нуклотрон-NICA To be disigned, constructed and commissioned: 1. Injection system (up-grade) 2. RF system – new version with bunch compression 3. Dedicated diagnostics 4. Single turn extraction with fine synchronization 5. Acceleration of polarized protons up to 12 Ge. V To be commissioned in 2013 И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 15
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 4. Коллайдер Double ring collider; (B )max = 45 T m, Bmax = 4 T “Twin magnets” for NICA collider rings “Twin” dipoles “Twin” quadrupoles To be commissioned in 2014. 1 – Cos coils, 2 – “collars”, 3 – He header, 4 – iron yoke, 5 – thermoshield, 6 – outer jacket И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 16
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 4. Коллайдер: система электронного охлаждения Electron cooling system of the Collider Max electron energy, Me. V Max electron current, A Solenoid magnetic field, T 2. 5 0. 3 “Magnetized” electron beam To be commissioned in 2014. Solenoid type: “warm” at acceleration columns superconducting at transportation and cooling sections HV generator: Dynamitron type 3 m Under development in collaboration with - All-Russian Institute for Electrotechnique (Moscow) - FZ Juelich - Budker INP 6 m И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 17
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3. 4. Коллайдер: Проблемы, которые ждут своего решения Ø Collider SC dipoles with max B up to 4 T, Ø Lattice and working point “flexibility”, Ø RF parameters (related problem), Ø Single bunch stability, Ø Vacuum chamber impedance and multibunch stability, Ø Stochastic cooling of ion bunched beam 1), Ø Electron cooling at electron energy up to 2. 5 Me. V 1) S-Cooling prototype to be tested at Nuclotron in 2010! И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 18
4. Пучки поляризованных частиц Longitudinal в коллайдере NICA polarization formation Spin rotator: “Full Siberian snake” B Upper ring SPD “Siberian snake”: Protons, 1 E 12 Ge. V (BL)solenoid 50 T∙m И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 19 Deuterons, 1 E 5 Ge. V/u (BL) 140 T∙m solenoid
4. Пучки поляризованных частиц в коллайдере NICA Longitudinal polarization formation “Full Siberian snake” B Lower ring SPD И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 20
4. Пучки поляризованных частиц в коллайдере NICA Polarized particle beamsa ainjection nsverse a h t bout tr And w polarization? From S Nuc lotr on Spin rota tor B ~ 900 Protons, 1 E 12 Ge. V (BL)dipole 3 T∙m И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 21 Deuterons, 1 E 5 Ge. V/u (BL)dipole 5. 8 T∙m
3. Polarized particle beams in NICA (Contnd) Polarized proton beams parameters Energy, Ge. V 5 Proton number per bunch Rms relative momentum spread Rms bunch length, m Rms (unnormalized) emittance, mm mrad Beta-function in the IP, m Lasslet tune shift Beam-beam parameter Number of bunches Luminosity, cm-2∙s-1 12 6 E 10 1. 5 E 10 10 E-3 1. 7 0. 8 0. 24 0. 027 0. 5 0. 0074 0. 0033 0. 005 10 10 1. 1 E 30 И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 22
4. NICA project status and nearest plans ü ü ü 4. 4. NICA Collaboration IHEP (Protvino) Budker INP Injector Linac Booster RF system Booster electron cooling Collider RF system Collider SC magnets (expertise) HV electron cooler for collider Electronics (? ) All-Russian Institute for Electrotechnique HV Electron cooler GSI/FAIR SC dipoles for Booster/SIS-100 SC dipoles for Collider/SIS-300? FZ Jűlich (IKP) HV Electron cooler Stoch. cooling Fermilab HV Electron cooler Stoch. cooling BNL (RHIC) Electron & Stoch. Cooling Corporation “Powder Metallurgy” (Minsk, Belorussia): Technology of Ti. N coating of vacuum chamber walls И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. for reduction of secondary emission 23
Спасибо за интерес и внимание! И. Н. Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 24
Скачать презентацию Статус и планы проекта NICA Nuclotron -based Ion
a3c969947e229af3dab6fe6fe418941b.ppt