Заварить кашу из кварков и глюонов – задачка непростая. Большому адронному коллайдеру она не под силу. А дубненские физики засучили рукава и смело взялись за дело. Назвали дело – коллайдер NICA.
В декабре 2012 года NICA получил в России официальный статус научного мега-проекта со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В истории Дубны NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) – второй мега-проект. Первым был легендарный синхрофазотрон, с которого 55 лет назад начался город.
Стоит ожидать от второго мега-проекта такой же динамики в развитии Дубны (движухи, как можно сейчас говорить), какую произвел уже ставший фольклором ускоритель-рекордсмен.
Сверхпроводящий коллайдер тяжелых ионов NICA с периметром каждого из двух колец в 503 метра месяц создается в Дубне на базе Нуклотрона – первого и пока единственного сверхпроводящего ускорителя, построенного в России после развала СССР. Бюджет комплекса NICAоценивается в 15 миллиардов рублей.
Разгонять ионы золота до почти световых скоростей сначала будут два предускорителя – бустер и Нуклотрон. Из Нуклотрона ускоренные частицы направят в кольца коллайдера, имеющие две точки пересечения. В этих «точках» размером с небольшой домик будут сталкиваться летящие навстречу пучки тяжелых ионов. Все, что произойдет в точках столкновения, зафиксируют два детектора – многоцелевой и спиновый.
Коллайдер NICA и детектор MPD предназначены для поисков смешанной фазы ядерной материи – каши из кварков и глюонов, что заварилась в первые микросекунды после Большого взрыва, родившего нашу Вселенную.
Остывая, каша образовала протоны и нейтроны, из них – ядра, из ядер и электронов – атомы, из атомов – химические элементы и всех нас, в конце концов.
Поиск области смешанной фазы ядерной материи – не по зубам ускорителям сверхвысоких энергий вроде Большого адронного коллайдера, их энергии слишком высоки для такой задачи. Все равно что, мчась на ракете, пытаться разглядеть ромашку на лугу.
Если снижать энергию ускорителя по сравнению с проектной, как сделали в Брукхейвене на коллайдере тяжелых ионов RHIC, то могут ухудшаться другие параметры пучка. Чтобы найти и исследовать заветную область фазовой диаграммы, нужны чудовищная плотность частиц и энергии. Удивительно, но
из существующих в мире ускорителей в нужную область энергии частиц вписался только дубненский Нуклотрон. Оттого-то именно он и стал базой для создания суперсовременного ускорительного комплекса NICA.
Ожидается, что в начале нынешнего года конкурсная комиссия объявит международный тендер на сооружение зданий и инфраструктуры коллайдера NICA. А в конце 2013 года в Дубне ждут пуска нового инжектора тяжелых ионов для коллайдера NICA.
В группу стран-участниц проекта NICAуже вошли Россия, Германия и Беларусь. Выразили желание присоединиться к ним Украина и ЮАР, чтобы внести свой вклад в проект разработкой и изготовлением «железа» установок. Уже два года ОИЯИ сотрудничает в рамках проекта NICA с ЦЕРНом. Европейские коллеги передали дубненским физикам камеры для детектора MPD и системы планирования проекта, делятся технологиями.
Элементарно, Ватсон!
NICA – Nuclotron-based Ion Collider fAcility – базирующаяся на Нуклотроне установка, где ускоряются и сталкиваются ионы.
Ион (от греч. Ion – идущий) – электрически заряженная частица, образующаяся при отрыве или присоединении одного или нескольких электронов к атому, молекуле.
Ионы могут быть положительными (при потере электронов) и отрицательными (при присоединении электронов). Заряд иона кратен заряду электрона. Если атом химического элемента потерял все электроны своей оболочки, то ион этого химического элемента представляет собой «голое» ядро.
Ядро любого атома состоит из протонов и нейтронов.
Протоны – это ядра водорода, они имеют положительный электрический заряд равный единице.
Нейтроны электрически нейтральны, то есть их заряд равен нулю.
Легкие ионы – ядра гелия. Их заряд равен двум.
Тяжелые ионы – ядра химических элементов, следующих за гелием в периодической таблице (с зарядом больше трех).
Коллайдер – ускоритель, где сталкиваются летящие навстречу друг другу пучки частиц.
MPD (Multi-Purpose Detector) – многоцелевой детектор коллайдера NICA. Должен обнаружить, заварилась ли каша из кварков и глюонов.
SPD (Spin Physics Detector) – спиновый детектор коллайдера NICA. Нужен для исследования спиновыхэффектов.