Еженедельник
Объединенного института ядерных исследований
(Электронная версия с 1997 года)
Архив Содержание номера О газете На главную Фотогалерея WIN

N 40-41(3929-3930) от 24 октября 2008:

Версия N 40 в формате pdf (~7 Mb)

RuPAC-2008

Ускорители: статус, тенденции, перспективы

С 28 сентября по 3 октября в пансионате "Звенигородский" РАН, расположенном в окрестностях Звенигорода, проходила XXI Российская конференция по ускорителям заряженных частиц RuPAC-2008. В ней приняло участие около 160 специалистов по ускорительной физике и технике из основных зарубежных и российских исследовательских центров.


Открытие конференции, сопредседатель организационного комитета Б.Ю.Шарков, сопредседатель программного комитета И.Н.Мешков, ученый секретарь программного комитета А.В.Смирнов.

Российская ускорительная конференция традиционно проводится раз в два года, начиная с 1968-го, когда в Доме ученых Академии наук состоялся первый Всесоюзный семинар по проблемам ускорителей заряженных частиц. Начиная с конференции 2002 года в Обнинске, она окончательно обрела статус международной и получила свое современное название - RuPAC. Начиная с дубненской конференции 2004 года, труды этого форума публикуются на английском языке на сайте Joint Accelerator COnferences Website (JACOW) - http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/, где они на равных правах представлены в ряду трудов американской, европейской и азиатской ускорительных конференций.

Конференции серии RuPAC организуются ведущими ускорительными центрами России, и в этот раз хозяевами были Физический институт Академии наук и Институт теоретической и экспериментальной физики (сопредседатели организационного комитета А.Н.Лебедев и Б.Ю.Шарков), а финансовую поддержку предоставил Российский фонд фундаментальных исследований. Кроме того, ОИЯИ и ИЯИ РАН оказали помощь в проведении конференции. В частности, все секретари пленарных секций были "рекрутированы" из числа молодых дубненских ускорительщиков.

По многолетней традиции, конференция была открыта докладом, посвященным проблемам физики частиц, для решения которых и создаются ускорители высоких энергий. В этот раз обзор подготовил представитель дубненских теоретиков - Д.И.Казаков, и сделал он это блестяще - это была скорее беседа с участниками конференции, в открытой, доверительной манере. В работе конференции приняли участие представители 8 стран ближнего и дальнего зарубежья, было представлено 64 устных доклада и более 100 постерных. Программный комитет во главе с А.Н.Скринским и И.Н.Мешковым отлично справился и с подбором приглашенных докладов, и с распределением материала по пленарным заседаниям.

Обсуждение доклада Л.Эванса, председатель пленарной сессии - А.Н.Скринский.
Для подведения научных итогов такого форума требуется достаточно длительное время, поэтому сейчас можно лишь обозначить какие-то наиболее заметные особенности прошедшей конференции. И главная особенность RuPAC,а, благодаря которой он и не спешит влиться в состав организуемой в настоящее время международной конференции по ускорителям, заключается в том, что подавляющее большинство устных докладов представляется на русском языке. В том числе, зачастую, и от иностранных научных центров, так как их представители - наши бывшие соотечественники. Несмотря на это, достаточно серьезный интерес к конференции проявили на этот раз и "настоящие" иностранцы. Так, доклад о результатах физического пуска LHC был сделан лидером проекта - Л.Эвансом. Докладчик специально подчеркнул вклад в проект российских институтов и ОИЯИ. Статус работ по проекту Международного линейного коллайдера был представлен в докладе W.Bialowons из DESY, который, в частности, высоко оценил и участие ОИЯИ в проекте. Большой интерес вызвали сообщения по проектам CLIC в ЦЕРН (Ж.-П.Делайе) и FAIR (К.Димонополу). Были заслушаны доклады по состоянию дел большинства крупных проектов США, Европы, Китая, Канады. Как еще одно подтверждение серьезного интереса ЮАР к сотрудничеству с Россией был воспринят доклад L.Conradie о состоянии дел в ускорительном центре iThemba LABS.

Несмотря на то, что свои доклады представили более 20 научных и производственных центров (а среди них были и такие экзотические в ускорительном мире организации, как, например, Гипроникель, Подольсккабель или Архангельский университет), авторами практически трети всех устных докладов были специалисты из ОИЯИ и ИЯФ имени Будкера. К этому можно добавить, что примерно 20 процентов участников (31 человек) - это сотрудники нашего Института. Конечно, статистика - дева злокозненная, и, порой, даже один доклад по своей значимости может перевесить и целую конференцию. Но, например, иностранец, впервые попавший в Россию и не знакомый с нашими сегодняшними реалиями, после беглого взгляда на программу мог составить мнение, что в российской ускорительной физике осталось только два серьезных игрока, а все остальные составляют многочисленную пеструю "массовку".

Заметно более заинтересованно, по сравнению с несколькими последними конференциями, отнеслись к участию в ней представители МИФИ. Это связано в значительной степени с планами правительства РФ организовать на основе МИФИ федеральный учебный ядерный центр. Сейчас начато обсуждение возможности сооружения одного-двух небольших учебных ускорителей - это может быть ускоритель с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой или циклотрон. Если до середины 90-х годов было трудно представить себе российскую ускорительную конференцию без самого активного участия специалистов МИФИ в организационном и программном комитетах, то в последние годы этот институт был едва заметен. По результатам Звенигородской конференции пока еще рано делать вывод о том, что МИФИ вернулся к жизни. Но, как минимум, можно пожелать ему (а в этом, я надеюсь, ко мне присоединятся и многочисленные выпускники кафедры электро-физических установок, участвовавшие в конференции) скорейшего воскрешения.

Из зарубежных стран, и это тоже уже стало доброй традицией, наиболее представительным оказалось участие Украины - от харьковского Физтеха были представлены один устный и 13 постерных докладов. При закрытии конференции харьковчане пригласили всех желающих принять участие в конференции по линейным ускорителям, которая будет проходить в сентябре будущего года в Алуште.

В научном плане некоторую интригу сообщило конференции продолжающееся соревнование двух альтернативных концепций, нацеленных на существенное повышение светимости элетрон-позитронных коллайдеров. Это метод столкновения круглых пучков, поэтапно реализуемый на установке ВЭПП-2000 (доклад В.Беркаева, ИЯФ имени Будкера), и, ввиду молодости термина, не имеющая пока эквивалента на русском языке, схема "Crab Waist", предложенная во Фраскатти и недавно опробованная на установке DAFNE (М.Зобов). При весьма многообещающих результатах первых экспериментов, демонстрация предельных возможностей обеих схем - пока вопрос будущих исследований. Не знаю, стоит этому радоваться или печалиться, но в этом соревновании русские победят при любом исходе.

Еще одно событие, произошедшее в рамках программы конференции, несомненно, заслуживает отдельного упоминания, так как оно затрагивает интересы большого количества сотрудников нашего Института. В четверг, после завершения пленарной сессии, состоялся круглый стол по проектам FAIR и NICA.

Судьба проекта FAIR достаточно показательна, поэтому я позволю себе остановиться на ней чуть подробнее. Активное обсуждение концепции нового многоцелевого ускорительного комплекса в Дармштадте началось в 2000-2001 годах на различных рабочих совещаниях и конференциях. Понятно, что работа над проектом стартовала задолго до этого. Так, в качестве одного из предков FAIR можно вспомнить проект электрон-ионного коллайдера, разработанный совместно GSI и ИЯФ имени Будкера в середине 90-х годов. Физическое обоснование проекта FAIR, где общая структура комплекса уже близка к ее современному виду, было представлено в Министерство образования и исследований Германии в 2002 году и одобрено в 2003-м. Решение о начале сооружения комплекса было принято в прошлом году, но к текущему моменту соглашения о взносах стран-участниц проекта окончательно еще не подписаны на правительственных уровнях.

Размер взноса России в этот проект согласован на самом высоком уровне (а Россия готова изготовить оборудование для различных элементов комплекса стоимостью примерно 160 миллионов евро, еще 20 миллионов будут внесены "наличными"), однако, превращение этих договоренностей в финансово обязывающие документы еще дело будущего. Для содействия участию российских организаций в проекте (в основном - для привлечения молодежи), в Москве создан центр Россия-FAIR. Информацию о планируемом участии российских институтов в FAIR представил руководитель этого центра Б.Шарков. На настоящее время от наших ведущих ускорительных центров поступили заявки на изготовление оборудования примерно на 290 млн. евро, что уже больше чем на 100 миллионов превышает ожидаемый совокупный взнос России в проект. Так что предстоит достаточно серьезная конкуренция. ОИЯИ, в основном, планирует принять участие в изготовлении магнитной системы синхротрона SIS 100 и поставить оборудование примерно на 35 млн. евро, а также участвовать в создании элементов детекторов PANDA и CBM суммарной стоимостью около 19 млн. евро.

На сегодняшний день заявки всех стран вместе покрывают только около 75 процентов от полной стоимости ускорительного комплекса. Это одна из причин для решения осуществить реализацию проекта в две стадии: стадия А (или стартовая версия FAIR), и стадия B, начало которой перенесено на 2016-2017 год, а конкретный срок будет зависеть от дополнительных источников финансирования.

Во вторую стадию проекта попали, например, такие установки, как система электронного охлаждения накопителя HESR (которая необходима для реализации эксперимента PANDA в режиме высокого разрешения по импульсу), электронное кольцо (ключевой элемент для реализации электрон-ионных столкновений для исследования структуры ядер редких изотопов) и синхротрон SIS 300. Основная задача SIS 300 - ускорение тяжелых ионов и их медленный вывод на мишень для проведения программы исследований сжатого состояния барионной материи (эксперимент CBM - Compressed Baryonic Matter). Именно эксперимент CBM является основным конкурентом проекта NICA/MPD в тяжелоионной части его научной программы. Соответственно, перенесение сроков строительства SIS 300 дает ОИЯИ как минимум дополнительные четыре года форы. Но сама по себе долгая дорога проекта FAIR - от формулировки концепции до начала реализации прошло почти семь лет - хороший повод задуматься. Пусть масштаб стоимости проекта NICA примерно на порядок меньше, чем FAIR, но вопрос остается: за счет каких нетрадиционных решений мы надеемся стремительно проскочить фазу многочисленных бюрократических согласований?

В рамках основной программы конференции проект NICA был достаточно полно представлен в устных докладах по концепции проекта (А.Сидорин), по состоянию работ на нуклотроне и ходу реализации проекта "Нуклотрон-М" (А.Бутенко), по путям решения проблем радиационной безопасности в связи с ожидаемым повышением интенсивности пучков на нуклотроне (Г.Тимошенко) и в постерных докладах по проектам нового инжектора (В.Кобец) и бустера нуклотрона (В.Михайлов). Поэтому на круглом столе в основном обсуждались проблемы, связанные с концепцией коллайдерных колец комплекса NICA.

Один из наиболее серьезных вопросов к концепции - это выбор типа дипольных магнитов. Серьезных принципиальных трудностей в создании магнитов с полем 4-5 Тесла, вроде бы, нет. Но при геометрических параметрах, требуемых для проекта NICA, необходима, возможно, достаточно длительная, стадия опытно-конструкторских разработок. Не вызвала вопросов возможность осуществления электронного охлаждения на энергии эксперимента. На сегодня есть несколько достаточно проработанных технических предложений, позволяющих, в принципе, решить эту задачу. Дело за созданием и исследованием прототипов элементов такой системы.

Наибольшую дискуссию вызвала концепция оптической структуры колец коллайдера. Критическая энергия колец в текущей версии лежит чуть выше 4 ГэВ. Хотя ускорение пучков в кольцах коллайдера и не планируется, однако, вблизи критической энергии при технически разумных параметрах высокочастотной системы, осуществляющей группировку циркулирующего пучка, будет затруднительно обеспечить требуемый уровень светимости. Этот недостаток не принципиален для тяжелоионной программы комплекса, так как выбранное значение критической энергии лежит выше максимальной энергии эксперимента. Однако в рамках программы изучения спиновой структуры нуклона необходимо сканирование по энергии пучка поляризованных протонов с шагом не более 0,5 ГэВ вплоть до энергии примерно 13 ГэВ. Проектное значение критической энергии попадает практически в середину интересующего диапазона, что может привести к выпадению нескольких экспериментальных точек. Радикальное решение этой проблемы заключается в использовании оптической структуры с перестраиваемой критической энергией. Такую возможность рассмотрел для параметров NICA Ю.Сеничев. Однако подобная структура требует большей длины поворотных секций, и, по оценкам Ю.Сеничева, минимально возможный периметр кольца составляет 300-350 метров. В этом случае нереально разместить коллайдер в существующем здании, и необходимо строительство нового помещения.

В целом же отношение ускорительной общественности к новому проекту ОИЯИ можно охарактеризовать как недоверчиво-одобрительное. Все понимают, что крупные ускорительные проекты необходимы России, чтобы сохранить научную школу, за последние годы сильно поредевшую и отчасти деморализованную. А основная причина скепсиса - это тяжеловесная административная структура ОИЯИ, не ориентированная на столь динамичное решение масштабных задач.

Во время работы конференции было проведено заседание бюро ускорительного совета РАН, на котором в качестве места проведения следующей XXII конференции RuPAC было выбрано Протвино, а организатором, соответственно, ИФВЭ. На заседании бюро состоялась серьезная дискуссия о роли научных советов РАН в научной жизни России и организации исследовательских и проектных работ. Соответствующее письмо решено направить в Отделение физических наук РАН.

Анатолий СИДОРИН


 Редакция Веб-мастер ЯРЮРХЯРХЙЮ