Совещания

Такой проект России необходим!

21-22 июня проходило совещание экспертного комитета по ускорительной части проекта NICA - Machine Advisory Committee. В течение двух дней эксперты из FAIR, Фермилаб, Брукхейвенской лаборатории, ЦЕРН, GSI, FZ Juelich слушали отчеты по модернизации Нуклотрона, сооружению бустера и коллайдера, знакомились с технологическими участками установки, обсуждали ход работ, давали экспертные оценки и рекомендации.

В первый день заседания на суд экспертов, ученых мирового уровня по ускорительной тематике, были представлены сообщения по различным направлениям создания установки. Директор Лаборатории физики высоких энергий В.Кекелидзе рассказал о статусе проекта. Главная задача по проекту NICA - начало работы ускорительного комплекса на физический эксперимент, запланированное на 2017 год. На пути к этому событию предстоит пройти несколько критических точек, работы по которым ведутся параллельно: запустить инжекционный комплекс, ионный источник, построить и ввести в действие бустер, довести Нуклотрон до параметров, необходимых для работы с коллайдером, соорудить некоторые дополнительные системы и так далее.

Более подробно о том, что уже сделано и предстоит сделать в ближайшее время, рассказывает советник дирекции, научный руководитель ускорительной части проекта, член-корреспондент РАН И.Мешков:

- По линаку совсем простой ответ, хотя он состоит из двух частей. Новый линак, тяжелоионный, заказан в немецкой фирме BEVATECH, они должны в июле представить физический проект, который мы, естественно, пошлем на экспертизу нескольким независимым специалистам для проверки расчетов и состоятельности предложений, и следующий этап - сооружение. В сентябре 2013 года BEVATECH должна поставить, что называется, под ключ, готовый линак. В конце этого - начале следующего года планируется начало работы тяжелоионного источника, который разрабатывает группа Е.Донца. Группа работает просто отлично, я не боюсь перехвалить. Источник войдет в действие и будет работать с новым линаком. Параллельно проходит модернизация существующего линака ЛУ-20, который верой и правдой служил синхрофазотрону, сейчас служит Нуклотрону. Группа из ИТЭФ разрабатывает новый форинжектор - небольшой линейный ускоритель типа RFQ (эта идея и ее развитие советские, предложены замечательными физиками Капчинским и Владимирским, затем ими же воспитанный В. Тепляков предложил несколько другую версию). Сегодня RFQ-линаки распространились по миру. Производителей не так много, и BEVATECH - один из наиболее признанных. Такой маленький ускоритель, разработанный в ИТЭФ и построенный совместно с новосибирским ИЯФ имени Будкера, будет работать в качестве прединжектора, в результате эффективность старого линака повысится, и у нас будет два инжектора, которые мы можем использовать в разных вариантах параллельно. То есть появляются дополнительные возможности.

В хорошем соответствии с планом идет создание магнитной системы - сверхпроводящей системы бустера. Осенью очередные магниты (дипольный и квадрупольный) будут поставлены на криомагнитные испытания и измерения. Подготовлено здание, в котором предстоит установить как минимум четыре стенда, где будут проверяться, измеряться сверхпроводящие магниты для бустера, коллайдера и для синхротрона SIS-100 в проекте FAIR.

По коллайдеру продвижение неплохое, созданы первые прототипы магнитной системы, так называемые твин-магниты - у нас одно кольцо располагается над другим, и магниты создаются в единой конструкции и для верхнего кольца, и для нижнего. Много систем находится в разработке - и в бумажной стадии, и в железной. Ключевые элементы коллайдера - системы охлаждения, стохастического и электронного. По методу стохастического охлаждения в России практически нет специалистов. Поэтому мы решили начать с самообразования. Для этого на Нуклотроне ставится такой вот "образовательный" эксперимент. Изготовлена система охлаждения, главную часть которой - так называемый пикап и кикер, сделали в FZ Juelich, где работает наш главный учитель доктор Рольф Штассен. Сейчас система установлена на Нуклотроне, измерены ее характеристики, все готово к эксперименту, который запланирован на ноябрь.

Второй ключевой элемент - система электронного охлаждения в коллайдере. Это будет уникальное сооружение, оно сейчас в стадии проектирования. Уникальное, потому что энергия электронов в нем требуется 2,5 млн электрон-вольт. Максимальное, что достигнуто в мире, в лаборатории Ферми на аналогичной системе, - 4,3 млн. вольт. Нам нужно в полтора раза меньше, и мы хотим использовать опыт специалистов Фермилаб, но передают они нам не только опыт. Их система электронного охлаждения в связи с закрытием Тэватрона выведена из эксплуатации. Целиком эта система нам не подходит, потому что они охлаждали антипротоны, а нам нужно охлаждать два пучка ионов, летящих в противоположных направлениях. Но наиболее уникальную и дорогую часть этого ускорителя - ускорительные трубки с высоковольтными делителями Фермилаб готов нам передать. Более того, корпорация в Медисоне NЕС (это небольшая фирма с очень квалифицированными работниками, пожалуй, лучшая в мире по такой высоковольтной технике) дала согласие участвовать в нашем проекте на всех стадиях - проектирования, разборки фермилабовского ускорителя, монтажа и ввода в действие в ОИЯИ. Есть деликатные операции, которым нет смысла обучаться, а лучше пригласить тех, кто уже умеет.

Еще одна уникальная система - для ускорения частиц в коллайдере и поддержания сформированного пучка. Она состоит из трех подсистем, и это высокочастотное семейство для нас разрабатывает, проектирует и будет создавать Институт имени Будкера в Новосибирске, они же делают систему электронного охлаждения для бустера.

Следующие два доклада были посвящены отдельным узлам коллайдера, системам инжекции и формирования пучка для эксперимента. Были также представлены сообщения по системам охлаждения, магнитной системе, ионному источнику, инжекторам.

- По-моему, это заседание МАС NICA было наиболее плодотворным из всех предыдущих встреч с международными экспертами, - продолжает И.Мешков. - Если коротко, то итог такой: комитет констатировал хорошее продвижение и развитие по проекту NICA. Было доложено много конкретных результатов, ведь у нас, можно сказать, возводится гирлянда ускорителей, и предстоит решить соответствующий набор задач. Вместе с тем было задано много конкретных и очень важных для нас вопросов, потому что цель дискуссии не только в том, чтобы нас похвалили, а чтобы указали слабые места, наши упущения. С учетом прозвучавших замечаний на ближайшем совещании по проекту NICA будет сформулирован план дальнейших работ. Кроме официальных заседаний, когда все сидят за одним столом и дискутируют, прошло несколько очень полезных рабочих обсуждений по направлениям - то есть специалисты, которые говорят на одном и том же языке, понимают мгновенно суть какой-то проблемы, совещались еще и между собой, потом это было вынесено на общее обсуждение. Так строится работа этого комитета. Надо отметить, что уже во второй раз прозвучала детальная информация о том, как мы собираемся организовать систему управления всем ускорительным комплексом. Кроме того, мы представили серию коротких сообщений от конкретных команд-разработчиков, чтобы показать лица наших участников, специалистов, которые принимают участие в этом проекте.

Говорят участники совещания

Мнения экспертов были не всегда восторженные. Раздавались достаточно серьезные критические замечания, в основном это касалось узлов и систем установки, которые делаются впервые не только в России, но и во всем мире. Однако эксперты, а среди них немало выпускников советских и российских вузов, единогласно сходились в одном - России просто необходим такой масштабный проект, это даст импульс не только развитию науки, но и сопутствующих высокоточных технологий, рождению новых производственных решений.

Б.Шарков (FAIR): С самого начала мы с Алексеем Сисакяном, с которым нас связывала хорошая человеческая дружба, понимали, что два больших проекта, NICA и FAIR, дополняют друг друга по физике, по технологиям, по ускорительной части. Поэтому я очень внимательно и с интересом слежу за развитием NICA и с удовольствием принял приглашение стать председателем комитета по ускорительной части проекта. На мой взгляд, во-первых, проект необходим нашей стране, очень важно, что он международный с самого начала, без такого крупного шага вперед, который задуман здесь, в ОИЯИ, будущее Института выглядело бы на мировой арене менее ярко, это точно. Работа нашего комитета - иллюстрация к этому, поскольку мгновенно лучшие специалисты мира приезжают и интересуются этим проектом, вносят вклад, свои идеи, свой опыт, свой интеллект в решение проблем по ускорительной части. И я как представитель российской науки радуюсь тому, что привлекается молодежь. Сегодня докладывали ребята, которым около 30 лет, они вовлечены в самые передовые разработки, общаются с известными учеными, говорят по-английски, производят хорошее впечатление. То есть это то, о чем мы недавно мечтали в нашем Отечестве. Коллеги из международного проекта FAIR заинтересованы в сотрудничестве, в обмене учеными, методами, детекторными разработками, чтобы они использовались и в Германии, и в Дубне. Более того, FAIR сейчас вступил в фазу создания самого ускорительного комплекса, поэтому мне как директору проекта очень важно, чтобы ученые, занятые в настоящий момент в Дармштадте, могли приезжать в Дубну, вместе с коллегами из ОИЯИ выполнять тестовые исследования, создавать новые компоненты детекторов. Такой обмен чрезвычайно важен.

А.Федотов (Брукхейвенская лаборатория, США): Комплекс NICA очень похож на тот, что у нас в Брукхейвене, начиная с источника, в котором использована технология из Дубны. На комплексе RHIC изучается физика высоких энергий, но можно пытаться что-то делать и на низких энергиях, что мы сейчас и пробуем. В Америке существует Совет по ядерной физике, куда министерство приглашает профессоров со всех университетов обсуждать, что стратегически важно для страны. И вот как раз эти фазовые переходы, что собираются изучать на комплексе NICA, даже помещены на обложку отчета, который создан в 2007 году и посвящен стратегическому будущему ядерной физики и фундаментальных исследований. У нас, к сожалению, это можно только попробовать, а чтобы детально изучать - нужно строить такую машину, как NICA, и многие годы проводить исследования. А для России это вообще важно, потому что наука здесь последние 20 лет стоит на месте, и ученым нужен новый ускоритель. А адронный коллайдер - это как раз то, что необходимо.

Мы познакомились с ходом работ по проекту. С модернизацией Нуклотрона практически все закончено, нужно делать источник. Здесь создается принципиально новая система охлаждения, которую никто в мире не пробовал. Электронная система, которая закладывается в проекте, - очень сложная, никто никогда не работал с такими магнитными полями. На RHIC исследование ограничено так называемым бим-бим-эффектом; на ускорителях низкой энергии все ограничено пространственным зарядом пучков. На NICA будет и то и другое. Как говорится, гуд лак! Зато интересно будет изучать новые явления. Если спросите, можно ли такой комплекс строить, - да!

В.Лебедев (Фермилаб): За последний год прогресс был гораздо больше, чем за предыдущий период. Это вселяет надежду, что планы, которые здесь озвучены, будут выполнены. Все специалисты, которые собрались здесь, имеют практический опыт в той части проекта, экспертизу которой они представляют. И с этой точки зрения наша задача посмотреть, какие могут быть скрытые проблемы. Ясно, что за последние 20 лет в Дубне проводилось немного экспертиз, и с этой точки зрения использование экспертов из других институтов, в том числе из других стран, очень помогает. NICA по масштабам больших установок - относительно маленький проект, периметр 500 метров, не сравнить, конечно, с LHC - 27 километров. Но NICA включает в себя все структуры, которые есть в больших машинах, два метода охлаждения - стохастическое и электронное, все эффекты, связанные со столкновением пучков, которые присутствуют в больших машинах, и выглядит все это достаточно сложно. Люди, которые сделают комплекс NICA, получат неоценимый опыт, сравнимый с тем, который приобретается при создании больших установок. Поскольку создание установки - длительный процесс, то сейчас могу сказать, что все делается правильно. А через пять лет узнаем, так ли оно было.

Н.Нагайцев (Фермилаб): По моим предварительным оценкам, проект модернизации Нуклотрона закончен, результат потрясающий, прогресс огромный - это видно. А что касается самого проекта NICA, то мне кажется, что работы идут медленнее, чем хотелось бы. Скорее всего, это связано с объективными обстоятельствами, - с неопределенностью финансирования, с тем, что нужно привлекать гораздо больше молодых людей, просто с нехваткой кадров и так далее. Это не критика, это нормальная жизнь проекта. Она заключается в том, что у руководства и у физиков заведомо всегда есть оптимизм, что проект заработает вот-вот, что все получится. Но жизнь вносит свои коррективы, и это нормально, проблемы никакой в этом нет. Оценку давать еще рано, из частных разговоров с коллегами из ОИЯИ видно, что они стараются. Коллайдер - это новая установка для ОИЯИ, вообще очень сложная система. В NICA все узлы предусмотрены на пределе мирового уровня. Требуется очень детальная проработка и понимание очень тонких технических и научных деталей всего этого проекта. Весь коллайдерный комплекс будет на очень высоком уровне. И если его сделают, как обещают, это будет потрясающе интересный с точки зрения физики комплекс.

Галина МЯЛКОВСКАЯ, фото Павла КОЛЕСОВА