Руководитель группы ПИЯФ:    В.Г.Рябов

Проект NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) является одним из нескольких мега-сайнс проектов в Российской Федерации, который в настоящее время реализуется в ОИЯИ, Дубна. Также NICA входит в национальный проект «Наука» и является одним из приоритетных направлений развития науки в России. Проект NICA включает в себя создание коллайдера тяжелых ионов и нескольких экспериментальных установок. Одна из установок – эксперимент BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron) на выведенном пучке с фиксированной мишенью предназначен для изучения столкновений тяжелых ионов в области энергий до √S_NN = 3 ГэВ. Две другие экспериментальныe установки предназначены для изучения столкновений встречных пучков в коллайдере NICA. Эксперимент MPD (Multi-Purpose Detector) предназначен для изучения физики столкновений релятивистских тяжелых ядер при энергиях √S_NN = 4-11 ГэВ. В свою очередь эксперимент SPD (Spin Physics Detector) будет изучать столкновения поляризованных пучков протонов и дейтерия в области энергий до √S_NN = 27 ГэВ.
       Исторически, изучение столкновений тяжелых ионов на пучках началось с малых энергий порядка 1 ГэВ на ускорителе Bevalac (США), затем продолжилось при энергиях ~ 5 ГэВ и ~ 20 ГэВ на синхротронах AGS (США) и SPS (ЦЕРН). Существенный прогресс был достигнут при переходе от экспериментов на фиксированной мишени к коллайдерам. Первым в мире коллайдером для изучения столкновений тяжёлых ионов стал RHIC (США), что позволило повысить энергию взаимодействия ядер до 200 ГэВ и экспериментально обнаружить новое состояние сильновзаимодействующего вещества – кварк-глюонную плазму (КГП). Дальнейшие эксперименты на коллайдере LHC (ЦЕРН) при еще больших энергиях взаимодействия до 5 ТэВ подтвердили открытия, сделанные на RHIC. Исследования на RHIC и LHC позволили изучить фазовую диаграмму состояния сильновзаимодействующей материи в области больших температур и нулевых барионных химических потенциалов и внесли важный вклад в развитие экспериментальных методов ее изучения. Согласно теоретическим предсказаниям при больших барионных плотностях и умеренных температурах также должен происходить фазовый переход в состояние плазмы, но это уже будет переход первого рода, который оканчивается критической точкой. Данная область фазовой диаграммы слабо изучена. Добраться до нее можно путем уменьшения энергии взаимодействия ядер. Предполагается, что максимальная барионная плотность будет наблюдаться во взаимодействиях тяжелых ядер при энергиях √S_NN = 5-10 ГэВ. Именно это диапазон энергий будет доступен для изучения на ускорителе NICA. Аналогичные программы исследований также в настоящее время реализуются в рамках программ сканирования по энергии взаимодействия ядер на коллайдере RHIC и синхротроне SPS, а также в эксперименте CBM (Compressed Baryonic Matter) на ускорителе FAIR (Германия). Отличительной особенностью эксперимента MPD на коллайдере NICA является возможность накопления больших интегральных светимостей по сравнению с другими экспериментами, что может позволить провести более дифференцированные и точные измерения предсказанных сигнатур образования нового состояния материи. Являясь коллайдерным экспериментом, детектор MPD также обладает большим и симметричным аксептансом, что представляет преимущества при изучении некоторых сигнатур фазового перехода, таких как флуктуации и потоки.
       Для ПИЯФ участие в проекте NICA-MPD является логическим продолжением экспериментальных исследований, проводимых в экспериментах PHENIX и ALICE на коллайдерах RHIC и LHC, соответственно. Сотрудники ПИЯФ разработали, создали и поставили в Дубну уникальную газовую систему для основного трекового детектора эксперимента MPD – время-проекционной камеры ТРС, имеющей рабочий объем ~20 м3. Сотрудники также вовлечены в разработку алгоритмов и программного обеспечения для восстановления сигналов в электромагнитном калориметре ECAL, модельные расчеты и разработку методик для исследования различных физических явлений, таких как рождение короткоживущих резонансов, прямых фотонов, дилептонного континуума, идентифицированных адронов и векторных мезонов в различных сталкивающихся системах. Помимо этого, ведутся работы с целью теоретического и экспериментального исследования компонентов малого размера нуклонной волновой функции и выявления эффекта прозрачности ядерной материи в кинематике протон-нуклонных столкновений при энергиях ускорителя NICA. В дальнейшем, ПИЯФ может принять участие в эксплуатации детектора и физическом анализе экспериментальных данных. Важным вкладом также может стать участие в обновлении экспериментальной установки, разработке и созданию камер для измерения сигналов в области больших быстрот.
       Более подробная информация в презентации "NICA: Nuclotron-based Ion Collider Facility" (ПИЯФ).

       Об участии ОФВЭ ПИЯФ в эксперименте MPD на коллайдере NICA - смотрите в презентациях с зимней сессии ОФВЭ 2022 года:    "Статус эксперимента MPD-NICA" (В.Г. Рябов, ЛРЯФ ОФВЭ).
"Участие ОФВЭ в эксперименте MPD-NICA" (Михаил Малаев, ЛРЯФ ОФВЭ).