Найден способ в полтора раза увеличить область движения частиц в коллайдере NICA

Группа ученых из Института ядерной физики СО РАН и Объединенного института ядерных исследований разработала метод, который, согласно расчетам, позволит увеличить область устойчивого движения частиц в магнитной структуре коллайдера NICA в полтора-два раза. Результаты работ опубликованы в журнале «Физика и техника ускорителей» и представлены на заседании Международного консультативного ускорительного комитета коллайдера NICA (NICA Machine Advisory Committee, MAC) в ОИЯИ.

NICA — ускорительный комплекс класса mega-science, который создается на базе ОИЯИ. Основная цель экспериментов на новом коллайдере — исследование свойств плотной барионной материи и кварк-глюонной плазмы (состояния вещества, в котором пребывала наша Вселенная первые мгновения после Большого взрыва). Кроме того, на базе комплекса планируется проведение исследований в области материаловедения, нано- и пикотехнологий, медицины, биологии, электроники.

Динамическая апертура коллайдера — одна из самых важных характеристик любого кольцевого ускорителя или накопителя заряженных частиц. Это область устойчивого движения частиц в шестимерном фазовом пространстве.

«Если частицы находятся вне динамической апертуры, они будут потеряны в процессе ускорения или накопления. Динамическая апертура установки должна быть больше ее реальной геометрической апертуры, тогда ускоритель спроектирован правильно. От динамической апертуры зависит время жизни пучка, эффективность инжекции частиц и количество столкновений частиц в единицу времени — а это очень важные характеристики коллайдера», — отметила один из авторов работы, поддержанной Российским научным фондом, младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Ксения Карюкина.

На динамическую апертуру частиц в коллайдере NICA оказывают влияние магниты, корректирующие так называемый натуральный хроматизм, и нелинейные краевые поля квадрупольных линз. Оказалось, что именно последние являются «помехами», которые ограничивают динамическую апертуру коллайдера NICA, причем самое большое влияние оказывают линзы финальной фокусировки пучков перед точкой встречи.

Ислледователи предложили добавить в ускорительную структуру комплекса восемь новых магнитов, по два с каждой стороны от места встречи пучков, вблизи линз финального фокуса. По их расчетам, это поможет в полтора-два раза увеличить область устойчивого движения частиц.

«Расчеты и эксперимент обычно совпадают с точностью 10-20%, то есть в реальном эксперименте все же могут быть отклонения от моделирования. Кроме того, при расчетах не учитывались возможные ошибки выставки элементов, но даже с их учетом видно, что характеристики динамической апертуры будут удовлетворительными», — подчеркнула Карюкина.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.