Статус и планы проекта NICA Nuclotron-based Ion Collider fAcility И.Н.Мешков НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
1. Разработка концепции и Технического проекта NICA 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.
И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. Введение Проект NICA на НТС ОИЯИ 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
January 2008 Conceptual Design Report of Nuclotron-based Ion Collider fAcility (NICA) (Short version) January 2009 1.Разработка концепции и Технического проекта NICA И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. May 2009: NICA TDR & MPD CDR will be completed
1.Разработка концепции и Технического проекта NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) 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.
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 fAcility (NICA) at JINR: New Prospect for Heavy Ion Collisions and Spin Physics” Проект NICA – Презентации и экспертиза 2) JINR, May 19 - 22, 2009 “Physics of Compressed Barionic Matter” 1st 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.
May 20, 2009 Проект NICA – Презентации и экспертиза Tele-Conference of International Machine Advisory Committee (MAC) for Nuclotron-M & NICA Projects MAC members: Б.Ю.Шарков (ИТЭФ/FAIR) M.Steck (GSI) С.Иванов (ИФВЭ) N.Walker (DESY) T.Roser А.Федотов (BNL) П.Белошитский (CERN) [А.Сидорин (ОИЯИ)] Observers: В.А.Лебедев (FNAL) Ю.Сеничев (FZJ) Ю.Алексахин (FNAL) ОИЯИ Р.И.Ледницки Члены группы NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза
1.Разработка концепции и Технического проекта NICA 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 1.Разработка концепции и Технического проекта NICA Проект NICA – Презентации и экспертиза
1.Разработка концепции и Технического проекта NICA May 20, 2009 Tele-Conference (окончание) И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
1.Разработка концепции и Технического проекта NICA The Project goals formulated in NICA CDR are the following: 1a) Heavy ion colliding beams 197Au79+ x 197Au79+ at sNN = 4 11 GeV (1 4.5 GeV/u ion kinetic energy ) at Laverage= 11027 cm-2s-1 (at sNN = 9 GeV/u) 1b) Light-Heavy ion colliding beams of the energy range and luminosity 2) Polarized beams of protons and deuterons: pp sNN = 12 25 GeV (5 12.6 GeV/u ion kinetic energy ) dd sNN = 4 13.8 GeV (2 5.9 GeV/u ion kinetic energy ) 1.Разработка концепции и Технического проекта NICA 197Au79+ x 197Au79+
1.Разработка концепции и Технического проекта NICA “Old” Linac LU-20 KRION + “New” HILAC Booster Nuclotron Collider MPD SPD Beam dump Н.Д.Топилин И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
2. План-график разработки Проекта NICA Infrastructure Control systems PS systems Diagnostics Collider Transfer channel to Collider Nuclotron-NICA Nuclotron-M Booster + trans. channel LINAC + trans. channel KRION 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 operation comms/operatn mountg+commssiong manufctrng + mounting design R & D Booster: magnetic system
3. Состояние разработки основных элементов комплекса Криостат и вакуумная система КРИОН-6Т Автоматизированный станок для намотки СП соленоида И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 3. Состояние разработки основных элементов комплекса HILAC – Heavy ion linac RFQ + Drift Tube Linac (DTL), under design and construction by the group of IHEP (Protvino). 3.1. Инжектор KRION - Cryogenic ion source of “electron-string” type developed by E.Donets group at JINR. It is aimed to generation of heavy multicharged ions (e.g.197Au32+). RFQ Electrodes 2H cavities of "Ural" RFQ (prototype) Sector H-cavity of “Ural” RFQ DTL To be commissioned in 2013. To be commissioned in 2013.
3. Состояние разработки основных элементов комплекса И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3.2. Бустер Superconducting Booster in the magnet yoke of The Synchrophasotron Synchrophasotron yoke B = 25 Tm, Bmax = 1.8 T 3 single-turn injections 2) Storage and electron cooling of 8×109 238U32+ 3) Acceleration up to 440 MeV/u 4) Extraction & stripping Booster “Nuclotron-type” SC magnets adopted for Booster Vladimir I. Veksler Nuclotron 2.3 m 4.0 m Dismounting is in progress presently To be commissioned in 2013.
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3.3. Нуклотрон-NICA To be disigned, constructed and commissioned: Injection system (up-grade) RF system – new version with bunch compression Dedicated diagnostics Single turn extraction with fine synchronization Acceleration of polarized protons up to 12 GeV To be commissioned in 2013 И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3.4. Коллайдер Double ring collider; (B)max = 45 Tm, 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.
3.4. Коллайдер: система электронного охлаждения 3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3.4. Коллайдер: система электронного охлаждения Electron cooling system of the Collider Max electron energy, MeV 2.5 Max electron current, A 0.5 Solenoid magnetic field, T 0.3 “Magnetized” electron beam Solenoid type: “warm” at acceleration columns superconducting at transportation and cooling sections HV generator: Dynamitron type To be commissioned in 2014. 6 m 3 m Under development in collaboration with All-Russian Institute for Electrotechnique (Moscow) FZ Juelich Budker INP И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
Проблемы, которые ждут своего решения И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. 3. Состояние разработки основных элементов комплекса 3.4. Коллайдер: Проблемы, которые ждут своего решения Collider SC dipoles with max B up to 4 T, Lattice and working point “flexibility”, RF parameters (related problem), Single bunch stability, Vacuum chamber impedance and multibunch stability, Stochastic cooling of ion bunched beam1), Electron cooling at electron energy up to 2.5 MeV 1) S-Cooling prototype to be tested at Nuclotron in 2010!
4. Пучки поляризованных частиц в коллайдере NICA Longitudinal polarization formation И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. Spin rotator: “Full Siberian snake” B B Upper ring SPD SPD “Siberian snake”: Protons, 1 E 12 GeV (BL)solenoid 50 T∙m Deuterons, 1 E 5 GeV/u (BL)solenoid 140 T∙m
B Lower ring 4. Пучки поляризованных частиц в коллайдере NICA Longitudinal polarization formation И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. “Full Siberian snake” B Lower ring SPD SPD
Polarized particle beams injection 4. Пучки поляризованных частиц в коллайдере NICA Polarized particle beams injection ~ 900 И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г. And what about transverse polarization? From Nuclotron S Spin rotator B Protons, 1 E 12 GeV (BL)dipole 3 T∙m Deuterons, 1 E 5 GeV/u (BL)dipole 5.8 T∙m
Polarized proton beams parameters 3. Polarized particle beams in NICA (Contnd) Polarized proton beams parameters Energy, GeV 5 12 Proton number per bunch 6E10 1.5E10 Rms relative momentum spread 10E-3 Rms bunch length, m 1.7 0.8 Rms (unnormalized) emittance, mmmrad 0.24 0.027 Beta-function in the IP, m 0.5 Lasslet tune shift 0.0074 0.0033 Beam-beam parameter 0.005 Number of bunches 10 Luminosity, cm-2∙s-1 1.1E30 И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
Budker INP IHEP (Protvino) FZ Jűlich (IKP) Fermilab BNL (RHIC) 4. NICA project status and nearest plans 4.4. NICA Collaboration Budker INP Booster RF system Booster electron cooling Collider RF system Collider SC magnets (expertise) HV electron cooler for collider Electronics (?) IHEP (Protvino) Injector Linac FZ Jűlich (IKP) HV Electron cooler Stoch. cooling Fermilab HV Electron cooler Stoch. cooling All-Russian Institute for Electrotechnique HV Electron cooler BNL (RHIC) Electron & Stoch. Cooling GSI/FAIR SC dipoles for Booster/SIS-100 SC dipoles for Collider/SIS-300? Corporation “Powder Metallurgy” (Minsk, Belorussia): Technology of TiN coating of vacuum chamber walls for reduction of secondary emission И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.
Спасибо за интерес и внимание! И.Н.Мешков, Статус и планы Проекта NICA НТС ОИЯИ 22 мая 2009 г.