Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание сверхбыстродействующих компонентов тяжелоионного супердетектора АЛИСА Большого адронного коллайдера ЦЕРН для экспериментальных исследований кварк-глюонной плазмы в столкновениях тяжелых ионов.

Докладчик: Пересунько Дмитрий Юрьевич

Должность: старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук

Цель проекта:
1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект: Создание сверхбыстродействующих компонентов тяжелоионного супердетектора АЛИСА Большого адронного коллайдера ЦЕРН для экспериментальных исследований кварк-глюонной плазмы в столкновениях тяжелых ионов 2. Формулировка цели реализуемого проекта: Создание, испытания и лабораторный запуск компонентов детекторных устройств, предназначенных для использования в составе модернизируемых детекторных установок (супердетектора АЛИСА) Большого адронного коллайдера, в интересах приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и обеспечения возможности проведения физических экспериментов при повышенных уровнях светимости коллайдера, в рамках реализации сотрудничества Российской Федерации с Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов (основные практические и экспериментальные результаты, фактические данные, обнаруженные взаимосвязи и закономерности):
В рамках ПНИЭР планируются к разработке и созданию следующие усовершенствованные детекторные устройства супердетектора АЛИСА:
фотонный спектрометр – ФОС;
мюонный спектрометр – МЮОН;
внутренняя трековая система – ВТС;
фронтальный интеллектуальный триггер – ФИТ;
времяпролётный идентификатор – ВИ;
детекторное устройство «космический и мюонный триггер» - АККОРД;
специальное программное обеспечение, способное обеспечить возможность проведения экспериментальных исследований на пучках БАК повышенной в 10 раз
Должны быть изготовлены компоненты детекторных устройств супердетектора АЛИСА
Должны быть проведены экспериментальные исследования созданных компонентов по подтверждению достижения в них требуемых параметров.
Должны быть разработаны рекомендации по усовершенствованию детекторных устройств супердетектора АЛИСА в 2017-2018 г.г. для проведения экспериментальных исследований кварк-глюонной материи на пучках реконструированного БАК, в условиях увеличенной в 10 раз светимости коллайдера (до 2⋅1034 см-2с-1).
Должны быть разработаны Проекты технических заданий на разработку и производство в 2017-2018 г.г. экспериментальных образцов усовершенствованных детекторных устройств супердетектора АЛИСА. Должны быть проведены исследования в интересах оптимизации детекторных устройств супердетектора АЛИСА.

2. Основные характеристики планируемых результатов (в целом и/или отдельных элементов), планируемой научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Модернизированные детекторные устройства супердетектора АЛИСА должны обеспечивать проведение экспериментальных исследований кварк-глюонной материи на пучках реконструированного БАК, в условиях увеличенной в 10 раз светимости коллайдера (до 2⋅10^34 см-2с-1).

3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик и решений:
Большинство применявшихся методик и решений, применявшихся для модернизации детекторных устройств, применялись ранее только в НИР 2012-2013 г.г., развитием которой является данная ПНИЭР.

4. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень:
работы, проводимые в рамках государственного контракта, соответствуют мировому уровню развития данного направления техники.

5. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски:
Пути и способы достижения заявленных результатов: выбор направления исследований, теоретические исследования поставленных перед НИР задач, экспериментальные исследования поставленных перед НИР задач, обобщение и оценка результатов исследований.
Ограничения и риски отсутствуют

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться или планируемая на их основе инновационная продукция):
Научно-исследовательские разработки в рамках данного проекта могут найти применение в различных областях техники и медицины:
для дальнейшего развития методик регистрации частиц в современных детекторных системах физики высоких энергий в условиях предельно высоких загрузок, для дальнейшего развития методик регистрации частиц в области энергоэффективности и энергосбережения в ядерной энергетике, в кристаллографии, в атомной и космической промышленности;для дальнейшего развития методик регистрации частиц в ядерной биофизике и медицине (протонная терапия, томография).

2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования:
Результаты проведенных ПНИЭР будут использованы российскими участниками Международного Объединения ALICE для проведения последующих ПНИЭР, направленных на окончательное усовершенствование детекторных систем мегадетектора ALICE, с тем, чтобы были обеспечены возможности проведения экспериментальных исследований на пучках Большого адронного коллайдера после реконструкции коллайдера в 2017-2018 гг., когда его светимость будет увеличена более, чем в 10 раз.
Результаты будут использованы при выполнении последующих этапов программы по усовершенствованию детекторных систем мегадетектора ALICE в 2017 - 2018 гг.

3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений; разработка новых технических решений; на изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка и социальной сфере. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечении развития материально-технической и информационной инфраструктуры:

Влияние планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечении развития материально-технической и информационной инфраструктуры:
интеграция российской науки в мировое научное сообщество и усиление роли науки и научного сообщества в стране;
значительное расширение географии международного сотрудничества научно-исследовательских организаций и университетов;
укрепление позиций российской науки и высшего образования в мире;
развитие новых перспективных направлений исследований и прикладных разработок за счет привлечения к совместным работам ведущих международных специалистов участников проектов ЦЕРН;
взаимовыгодный информационный и научно-технический обмен между странами-партнерами участниками проектов ЦЕРН;
создание эффективных механизмов международного сотрудничества, направленных на повышение уровня работ университетов и научно-исследовательских организаций; повышение международного имиджа России.

Полученные результаты будут прямо доведены до потребителя - международного мегапроекта ALICE на БАК в ЦЕРН, так как модернизированные детекторные системы мегадетектора ALICE будут установлены непосредственно в шахте эксперимента.
Для доведения полученных результатов до потребителя в других областях физики высоких энергий: в кристаллографии, в атомной и космической промышленности, в биофизике и медицине (протонная терапия, томография), необходимы распространение информации о результатах НИР, взаимодействие с заинтересованными организациями и проведение НИР, направленных на внедрение результатов в конкретных условиях различных областей техники и медицины.
Конкурентные преимущества вероятных результатов работы – их новизна, мировой уровень, эффективность и экологичность.

Текущие результаты проекта:
Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и
методической литературы для исследования возможности усовершенствования
детекторных устройств супердетектора АЛИСА с целью обеспечения возможностей
проведения экспериментальных исследований на пучках Большого адронного коллайдера
после реконструкции коллайдера в 2018-2019 г.г., когда его светимость будет увеличена
более чем в 10 раз.
Отчёт о патентных исследованиях по ГОСТ 15.011-96.
Отчёт о выборе и обосновании направлений исследований для создания
усовершенствованных детекторных устройств супердетектора АЛИСА:
ФОС, МЮОН, ВТС, ФИТ, ВИ, АККОРД.
Конструкторская документация на специализированное оборудование для ВТС -
матрицы для изготовления образцов ферм длиной до 1500мм.

Акты изготовления специализированного оборудования для ВТС -
матриц для изготовления образцов ферм длиной до 1500мм.