NICA - NICA
NICA ist ein Teilchenbeschleunigerkomplex , der von JINR in Dubna , Russland, gebaut wird , um Experimente wie Nuclotron- Ionenstrahlen, die auf ein festes Ziel extrahiert werden, und kollidierende Strahlen von Ionen, Ionen-Protonen, polarisierten Protonen und Deuteronen durchzuführen . Die projizierte maximale kinetische Energie der beschleunigten Ionen beträgt 4,5 GeV und 12,6 GeV für Protonen .
Die Abkürzung NICA steht für Nuclotron-based Ion Collider fAcility .
NICA-Setup
Hauptelemente des NICA-Komplexes sind:
- Zweistufiger Injektionskomplex
- Booster
- Supraleitendes Synchrotron Nuclotron
- Collider-Anlage
- Mehrzweckdetektor (MPD)
- Spinphysik-Detektor (SPD)
- Strahltransportkanäle.
Das Injektionsgerät LU-20 erzeugt Ionen mit einer Energie von 5 MeV/n. Es folgt ein dreistufiger Light Ion Linac (LILAc), der in der Lage ist, leichte Teilchen auf eine Energie von 7 MeV/n zu beschleunigen, einen 13 MeV-Protonenbeschleunigungsabschnitt und einen 20 MeV supraleitenden HWR-Protonenbeschleunigungsabschnitt.
Schwerionen Linac (Hilac) im Jahr 2016 durch die JINR-Bevatech Zusammenarbeit konzipiert beschleunigt schweres Gold Ionen bis zu der Energie von 3,2 MeV / n mit einer Strahlintensität von 2 * 10 ^ 9 Teilchen pro Impuls, und die Wiederholungsrate von 10 Hz . Die Goldionen werden von einer von JNIR hergestellten supraleitenden KRION-Elektronenketten-Schwerionenquelle injiziert.
Der Booster, ein supraleitendes Synchrotron akkumuliert, kühlt und beschleunigt schwere Ionen weiter auf 600 MeV/n Energie. Der Umfang des Boosters beträgt 211 Meter, seine magnetische Struktur ist im Joch des Nuclotrons montiert. Der Booster soll ein Ultrahochvakuum von 10^11 Torr gewährleisten .
Das in NICA zu verwendende Nuclotron wurde 1987–1992 gebaut. Es ist das weltweit erste Synchrotron basierend auf schnell zyklierenden Elektromagneten vom Typ „Fensterrahmen“ mit supraleitender Spule.
Der Collider besteht aus zwei identischen 503 Meter langen Speicherringen mit MPD und SPD, die in der Mitte der gegenüberliegenden geraden Abschnitte platziert sind. Die magnetische Steifigkeit beträgt bis zu 45 Tm, der Restgasdruck in der Strahlkammer liegt unter 10^10 Torr, das maximale Feld in den Dipolmagneten - 1,8 T , die kinetische Energie der Goldkerne - 1,0 bis 4,5 GeV/n. Die Balken werden in der vertikalen Ebene kombiniert und getrennt. Beim Passieren des Abschnitts, der sie zusammenführt, bewegen sich die Teilchenpakete im oberen und unteren Ring entlang einer gemeinsamen geraden Bahn aufeinander zu, um an MPD und SPD zu kollidieren. Entlang der letzten Fokusabschnitte sind Linsen mit einer einzigen Blende installiert, um sicherzustellen, dass beide Strahlen auf SPD und MPD fokussiert werden.
Die MPD-Anlage wurde entwickelt, um Hadronen- Materie bei hohen Temperaturen und Dichten zu untersuchen, wo Nukleonen "schmelzen" und ihre Quarks und Gluonen freisetzen und einen neuen Zustand bilden, das Quark-Gluon-Plasma .
Die SPD-Anlage ermöglicht es, die polarisierten Strahlen von Protonen und Deuteronen zu kollidieren , um die Teilchenspinphysik zu studieren.
Konstruktion
Bis 2013 wurde eine internationale Ausschreibung für die Lieferung von wissenschaftlicher Ausrüstung abgeschlossen, bei der fünf Kernlieferanten ausgewählt wurden. Bis 2019 wurden die meisten Geräte geliefert und montiert. Die ersten Tests begannen Ende 2019. Der ursprünglich für 2016 geplante Bau soll nun (2020) bis 2022 abgeschlossen sein.