«Наука в Сибири» ВЭПП-2000 НОВАЯ УСТАНОВКА
|
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
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
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
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