ВЭПП-2000 — НОВАЯ УСТАНОВКА
СО ВСТРЕЧНЫМИ ПУЧКАМИ
ИНСТИТУТА ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
Коллектив Института ядерной физики СО РАН одержал очередную трудовую победу — 26 июня на ускорительном комплексе ВЭПП-2000 получен режим встречных пучков и первая светимость.
Ю. Шатунов, д.ф.-м.н., профессор
Шесть лет назад в Институте ядерной физики было начато строительство новой установки со встречными электрон-позитронными пучками ВЭПП-2000. Читателям сибирской научной газеты наверняка известен один из самых успешных проектов ИЯФ — накопитель ВЭПП-2М, который проработал к тому времени уже более 25 лет. Столь долгая, а главное, плодотворная жизнь e+e–-коллайдера на самую низкую в мире энергию (2 × 0,7 ГэВ) безусловно говорила о правильности решения о его создании.
Данные, полученные на ВЭПП-2М к 2000 году, позволяли сделать аппроксимацию его результатов в соседнюю область энергии до 2 ГэВ, где набранная экспериментальными группами Орсе и Фраскати светимость составляла менее 10 % от накопленной на ВЭПП-2М. Однако точность знания адронных сечений в этой области энергий требует новых и более детальных измерений. В итоге анализа ситуации и родилось предложение о создании взамен и на месте ВЭПП-2М нового накопителя с большей энергией при использовании всей системы воспроизводства пучков старого комплекса.
 |
| Так ВЭПП-2000 выглядит сверху.
|
Такая постановка проблемы и практически полное отсутствие государственного
финансирования проекта фактически определили скромные параметры нового
коллайдера: радиус орбиты примерно 8 м, максимальная энергия 2000 МэВ и
требуемая светимость порядка 1032 см-2 с-1. Двадцатикратное (по сравнению
с ВЭПП-2М) увеличение светимости основано на применении концепции круглых
встречных пучков, разработанной ранее в институте. Основу этой методики
составляет «организация» специальной фокусирующей магнитной системы, сохраняющей момент импульса частиц. При этом появление дополнительного интеграла движения качественно изменяет поперечное движение частиц даже при воздействии поля встречного сгустка. Возникающая ситуация напоминает движение в поле тяжести, где, как известно, движение планет финитно и строго интегрируемо, несмотря на нелинейность самой силы притяжения.
 |
| Д.ф.-м.н. Ю. Шатунов, аспирант Д. Штоль и к.ф.-м.н. А. Васильев.
|
Практическая реализация идеи круглых пучков была найдена при использовании
в качестве фокусирующих элементов в местах встречи пучков сильных
сверхпроводящих соленоидов с полем до 13 Т. Но самым сложным препятствием
при создании нового накопителя оказались бетонные стены старого
экспериментального зала, которые диктовали применение магнитов с большим
полем и малой апертурой, что, в свою очередь, потребовало высокого
качества изготовления магнитных элементов (20 — 30 микрон) и
стабилизированного питания с точностью 10-5.
 |
 |
| К.ф.-м.н. В. Попов и Д. Букин.
|
Механик В. Тимофеев.
|
Для управления комплексом ВЭПП-2000 была создана система на основе
локальной сети «ETHERNET», объединяющей более 10 современных персональных ЭВМ под ОС «Linux» и системную аппаратуру нескольких уровней, разработанной в стандарте «CANbus». Эта система позволяет в режиме реального времени обслуживать около 400 каналов управления и более 600 точек наблюдения за работой питающих устройств и измерения параметров пучков на всех ускорителях комплекса.
 |
| Аспирант Д. Штоль и к.ф.-м.н. А. Васильев.
|
Последовательный ввод в действие различных частей комплекса по мере их
готовности был начат в середине прошлого года. Сначала была восстановлена
работоспособность инжекционной части: импульсный линейный ускоритель ИЛУ, синхротрон Б-3М, конверсионная система для производства позитронов и получен пучок в промежуточном накопителе БЭП. Затем пучок был инжектирован в ВЭПП-2000 в технологическом«режиме без сверхпроводящих соленоидов. В этом режиме была освоена диагностика пучка, основанная на регистрации видимой части синхротронного излучения полупроводниковыми матрицами. Проведена тренировка вакуумной камеры накопителя пучком электронов с током до 150 мА. В результате десорбция газов от жесткой части синхротронного излучения была снижена на несколько порядков и время жизни пучка достигло 12 часов. Для освоения необычной оптики со сверхпроводящими соленоидами их первое включение с полем 10 Т было решено провести на промежуточной энергии 508 МэВ. В итоге трех недель работы по освоению новой оптической системы 26 июня на ВЭПП-2000 был получен режим круглых встречных пучков. Первые результаты подтверждают наши ожидания относительно перспектив круглых пучков для достижения высокой светимости.
Одновременно с созданием накопителя ВЭПП-2000 проведена коренная модернизация сферического нейтрального детектора и криогенного магнитного
детектора с учетом более сложных задач в предстоящих экспериментах.
Обсуждаемая область энергии представляет особый интерес для изучения
спектроскопии легких кварк-антикварковых образований, некоторые из
которых уже наблюдались ранее. Однако их фундаментальные свойства и даже
сама их природа еще не установлены. Они могут быть просто возбужденными
состояниями легких векторных (ро-, омега-, фи-) мезонов. Но имеются также серьезные аргументы в пользу существования и более экзотических объектов типа гибридов или четырехкварковых состояний. При большом интеграле светимости, доступном для ВЭПП-2000 в его диапазоне энергий, возможны открытия и других неизвестных резонансов. Особый интерес представляет изучение рождения протон-антипротонных и нейтрон-антинейтронных пар при электрон-позитронной аннигиляции. Приведенные примеры измерений далеко не исчерпывают список возможных экспериментов на ВЭПП-2000, результаты которых является решающими для лучшего понимания многих явлений в физике высоких энергий.
Фото В. Новикова
стр. 1, 3
| 
