Эксперимент панда




НазваниеЭксперимент панда
Дата конвертации08.02.2013
Размер445 b.
ТипДоклад


Эксперимент ПАНДА

    • А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ)

Содержание доклада

  • Эксперимент ПАНДА.

  • Физическая программа эксперимента.

  • Сотрудничество ПАНДА. Участие российских институтов в эксперименте.

  • Заключение.



PANDA Collaboration

  • From the Ulrich Wiedner’s report at GSI at the end of January 2008:

  • • PANDA at present is a group of 420 physicists

  • from 54 institutions from 17 countries

  • Basel, Beijing, Bochum, IIT Bombay, Bonn, Brescia, IFIN Bucharest, Catania, Cracow, IFJ PAN Cracow, Cracow UT, Dresden, Edinburgh, Erlangen, Ferrara, Frankfurt, Genova, Giessen, Glasgow, GSI, Inst. of Physics Helsinki, FZ Jülich, JINR Dubna, Katowice, KVI Groningen, Lanzhou, LNF, Lund, Mainz, Minsk, ITEP Moscow, MPEI Moscow,

  • TU München, Münster, IIT Mumbay, Northwestern, BINP Novosibirsk, IPN Orsay, Pavia, Piemonte Orientale, IHEP Protvino,

  • PNPI St.Petersburg, KTH Stockholm, Stockholm, Torino, Torino Politecnico, Trieste, TSL Uppsala, Tübingen, Uppsala, Valencia,

  • SINS Warsaw, TU Warsaw, AAS Wien



Эксперимент ПАНДА в проекте FAIR

  • ПАНДА – это уникальный эксперимент по исследованию экстремальных состояний материи, фундаментальных проблем адронной и ядерной физики через взаимодействия антивещества с веществом (антипротонов с нуклонами и ядрами).

  • Исследования предлагается проводить на антипротонном пучке накопительного кольца с электронным и стохастическим охлаждением (HESR) c энергией до 15 ГэВ, запуск которого запланирован на 2011-2012 год. Ожидается рекордная интенсивность чистого антипротонного пучка, обеспечивающая до 107 взаимодействий на водородной мишени в секунду.



Эксперимент ПАНДА в проекте FAIR

  • Пучок антипротонов будет беспрецедентным по степени монохроматичности, ожидаемой на уровне p/p = 10-5-10-6 , что позволит проводить прецизионные исследования процессов сильного взаимодействия.

  • Детектор ПАНДА создается с использованием самых современных достижений науки и техники (в том числе – разработанных российскими учеными) и обеспечивает регистрацию и идентификацию нейтральных и заряженных частиц почти в полном телесном угле и в широком диапазоне энергий. Запуск установки ПАНДА и первый набор статистики планируются на 2014 год.



Установка ПАНДА в проекте FAIR



Установка ПАНДА (стоимость € 64.95M )



Физическая программа эксперимента ПАНДА

  • Физическая программа нацелена на поиск новых форм материи во взаимодействиях антивещества с веществом, в основном :

  • экзотических частиц, таких как глюболы и гибриды,

  • спектроскопию предсказанных теоретически, но еще не обнаруженных состояний чармония выше порога образования пар D-анти-D- мезонов,

  • исследования гипер-ядер (в том числе – двойных) и чарм-ядер, когда вместо обычного нуклона в ядре возможны странная (одна или две) или очарованная частицы.



PANDA at FAIR – using antiprotons to study QCD

  • Our knowledge of the behaviour of QCD-strong interaction at large distances is still primitive. Spectroscopy experiments within hadron physics are the tool to investigate both in the dynamics governing the interaction of fundamental particles and the existence of new forms of matter.

  • PANDA is a state-of-the-art universal detector for strong interaction studies at storage ring HESR with circumference of 442 m at FAIR

  • Antiprotons 1.5-15 GeV/c, L=21032 cm-2sec-1, p/p=10-5-10-6

  • Physics program at PANDA :

    • charmonium spectroscopy => testing confinement
    • exotics – glueballs (ggg) , hybrids (ccg) , pentaquarks…
    • hidden and open charm mesons in nuclei
    • strange and charmed baryons in nuclear fields


Спектр глюболов в КХД на решетках



Взаимодействие антивещества с ядром



Участие российских институтов в эксперименте ПАНДА

  • Эксперимент ПАНДА представлен научным сотрудничеством, куда входят научные центры и университеты из 17 стран. В состав официально входят шесть российских научных центров:

  • ГНЦ Институт физики высоких энергий (ИФВЭ, Протвино),

  • ГНЦ Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ, Москва),

  • Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна),

  • Петербургский институт ядерной физики (ПИЯФ, Гатчина),

  • Московский энергетический институт (МЭИ, Москва),

  • Институт ядерной физики Сибирского Отделения РАН им. Будкера (ИЯФ СО РАН, Новосибирск).

  • Соисполнители : РНЦ Курчатовский институт, НИИЯФ МГУ, ФТИ им. Иоффе (Санкт-Петербург) и др.



10 предложений российских институтов по вкладам в ПАНДА

  • Планируют участие в создании :

  • ГНЦ ИФВЭ - два калориметра – 1) центральный из вольфрамата свинца (совместно с РНЦ КИ) и 2) типа «шашлык», а также 3)передний вершинный детектор (совместно с НИЯФ МГУ и ФТИ им.Иоффе).

  • ОИЯИ – 4) мюонная система, 5) черенковский детектор DIRC, 6) сверхпроводящий соленоид.

  • ПИЯФ – 7) передний детектор времени пролета.

  • ГНЦ ИТЭФ и МЭИ – 8) корпускулярная мишень

  • (pellet target).

  • ________________________________________________________________

  • Кроме того :

  • Все институты – 9) Монте Карло и физика.

  • ГНЦ ИФВЭ и ОИЯИ – 10) центральный детектор времени пролета





PANDA solenoid



Detector DIRC



Muon detector for PANDA



Present Gatchina involvement

  • Top view of PANDA detector



Scintillation wall



Калориметр из вольфрамата свинца

  • Рассмотрим подробнее участие России в калориметрии ПАНДА.

  • Для измерения -квантов, 0 и -мезонов в широком диапазоне энергий планируется создание калориметра на основе вольфрамата свинца (PWO), который обеспечит требуемые высокое энергетическое и координатное разрешения. PWO-кристаллы отличаются высокой плотностью, малой радиационной длиной, быстрым сигналом и хорошими радиационными свойствами.

  • Следует особо подчеркнуть участие Российской промышленности – завода в Богородицке– в производстве PWO-кристаллов. Нигде в мире, кроме России, не развито массовое производство этих кристаллов.



PANDA lead tungstate calorimeter



Калориметр из вольфрамата свинца

  • В центральном калориметре 11,360 кристаллов.

  • ГНЦ ИФВЭ - совместная работа с РНЦ Курчатовским Институтом.

    • Регистрация фотонов с энергиями от 10 МэВ до 10 ГэВ :
    • - новые кристаллы PWO-II с удвоенным световыходом;
    • рабочая температура -250С  световыход увеличивается еще в 3- 3.5 раза и разрешение улучшается (см.следующие два слайда);
    • - кристаллы должны быть радиационно-стойкими.


Богородицк вырастил 60 первых PWO-II кристаллов





Исследования свойств PWO-кристаллов

  • Более 15-ти лет назад в ИФВЭ вольфрамат свинца был впервые использован как материал для калориметрии.

  • ИФВЭ накопил большой опыт в исследованиях свойств PWO-кристаллов и создании электромагнитных калориметров на их основе для экспериментов CMS, PRIMEX и BTeV. ИФВЭ опубликовал более 20 статей в NIM по PWO-кристаллам и калориметрам на их основе. В последние годы ИФВЭ тесно сотрудничает по кристаллам с КИАЭ, создающим калориметр для ALICE.

  • ИФВЭ ведет систематические исследования радиационной стойкости PWO-кристаллов на уникальной в мире установке с непрерывным контролем во время облучения с целью улучшения технологии выращивания радиационно-стойких кристаллов. КИАЭ имеет оборудование для измерения оптических свойств кристаллов и световыхода.



ГНЦ ИФВЭ в создании калориметра из вольфрамата свинца.

  • Разработка и изготовление в российской промышленности всех основных механических элементов калориметра.

  • Контроль качества кристаллов, изготавливаемых российской промышленностью.

  • Участие в сборке калориметра, его запуске, тестах, калибровке.

  • Разработка и создание мониторной системы и системы медленного контроля всех узлов калориметра.

  • Создание программного обеспечения и участие в физическом анализе данных.



ИФВЭ в создании калориметра типа «шашлык»

  • Рассмотрим теперь второй калориметр ПАНДА.

  • В декабре 2006 года был проведен сеанс на ускорителе У-70 в ИФВЭ по изучению прототипа из 9-ти модулей «шашлыка».

  •  В каждом модуле было 380 слоев с толщиной свинцового поглотителя 300 микрон и сцинтиллятором толщиной 1,5 мм.

  •  Поперечные размеры модуля 110x110 мм2.



Модули «шашлыка» в процессе сборки



Энергетическое разрешение «шашлыка»



Калориметр типа «шашлык» в эксперименте ПАНДА

  •  Калориметр – это прямоугольная матрица 13х27 (26х54) – всего 351(1404) модуль. Длина модуля 70 см. Ячейка 11х11 см (5.5х5.5 см). Рабочая поверхность детектора 4 м2. Вес детектора около 15 тонн.

  • Для создания калориметра типа «шашлык» переднего спектрометра запрашивается €2.5M



Заключение

  •  Полноценное участие российских ученых в эксперименте ПАНДА обеспечит России право на интеллектуальную собственность - принципиально новые знания в ядерной физике и физике элементарных частиц.

  •  Российские ученые получат возможность участия в экспериментальных исследованиях экстремальных состояний материи в течение двух десятилетий.

  •  В России нет и не планируется проведение подобного эксперимента.

  •  Принципиально новая сверхбыстрая электроника и система сбора данных эксперимента ПАНДА позволят приобрести опыт создания подобных систем передовой технологии в России.



Заключение-2

  •  Поиск новых форм материи во взаимодействии антивещества с веществом в эксперименте ПАНДА в высокоинтенсивном и монохроматичном пучке антивещества (антипротонов) является уникальным дополнением к физике ультравысоких энергий на LHC.

  •  Нигде в мире, кроме России, не развито массовое производство кристаллов из вольфрамата свинца. Россия произвела более 70 тыс. кристаллов для CMS и ALICE. Подавляющая часть из €20.5M (оценочная стоимость центрального PWO-калориметра) останется в России и будет вложена в развитие российской промышленности.



Заключение-3

  •  Росатом интегрирует вокруг себя в ПАНДА другие Институты РАН, Минобрнауки и ОИЯИ.

  • Суммарный запрос всех российских институтов на изготовление отдельных детекторов и узлов установки ПАНДА составляет 34.55 М евро (по Cost Book 24 М евро).

  • Создав эти детекторы, Россия будет занимать лидирующее положение в эксперименте ПАНДА.



Вклад России в ПАНДА (для сетевого графика)

  • 8 российских детекторов/узлов установки ПАНДА :

  • 1) передний электромагнитный калориметр типа «шашлык»

  • 2) центральный электромагнитный калориметр из вольфрамата свинца

  • 3)передний вершинный детектор

  • 4) мюонная система

  • 5) радиаторы черенковского детектора DIRC

  • 6) ярмо сверхпроводящего соленоида

  • 7) передний детектор времени пролета

  • 8) корпускулярная мишень



Основные сроки в ПАНДА (для сетевого графика)

  • Изготовление детекторов и узлов в России

  • 2009, 2010, 2011, 2012

  • Транспортировка детекторов и узлов из России в Дармштадт

  • 2012, 2013

  • Сборка в Дармштадте, отладка и запуск детекторов и

  • узлов, сделанных в России, интеграция в установку

  • 2013, 2014



Похожие:

Эксперимент панда iconЭксперимент панда
Панда это уникальный эксперимент по исследованию экстремальных состояний материи, фундаментальных проблем адронной и ядерной физики...
Эксперимент панда icon1. Introduction: fair, hesr & panda introduction: fair, hesr & panda
Панда это уникальный эксперимент по исследованию фундаментальных проблем адронной и ядерной физики через взаимодействия антивещества...
Эксперимент панда iconПроект «Математика ставит эксперимент» Как всё начиналось ?
«Математика ставит эксперимент», результатом которого стала составленная нами книга прикладных задач по большинству тем математики....
Эксперимент панда iconПлан урока перемены во внутренней политике. Польский эксперимент. Первый опыт конституции в россии. Реформаторский проект н. Н. Новосильцева
Перемены во внутренней политике. Польский эксперимент. Первый опыт конституции в россии
Эксперимент панда iconИсследование космических лучей на аэростатных высотах. Эксперимент "сфера" в 2006 г. Аэростаты Блок-схема установки сфера-2 Установка сфера-2
Исследование космических лучей на аэростатных высотах. Эксперимент "сфера" в 2006 г
Эксперимент панда iconРешение задач механики повышенной сложности: численное моделирование и лабораторный эксперимент Образовательные ресурсы Рекомендуемая литература
Решение задач механики повышенной сложности: численное моделирование и лабораторный эксперимент
Эксперимент панда iconГаллий-германиевый нейтринный телескоп Калибровочный эксперимент с искусственным источником нейтрино на основе радионуклида 51Cr на двухзонной галлиевой мишени
Калибровочный эксперимент с искусственным источником нейтрино на основе радионуклида 51Cr на двухзонной галлиевой мишени
Эксперимент панда iconЭксперимент: Собственные числа матрицы С

Эксперимент панда iconЭксперимент: Собственные числа матрицы С

Эксперимент панда iconЭксперимент opera, целеуказание нейтринных взаимодействий

Разместите кнопку на своём сайте:
dok.opredelim.com


База данных защищена авторским правом ©dok.opredelim.com 2015
обратиться к администрации
dok.opredelim.com
Главная страница