22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 1 Эксперимент ПАНДА А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) - презентация

1 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 1 Эксперимент ПАНДА А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ)

2 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 2 Содержание доклада Эксперимент ПАНДА. Физическая программа эксперимента. Сотрудничество ПАНДА. Участие российских институтов в эксперименте. Заключение.

3 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 3 PANDA Collaboration From the Ulrich Wiedners 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

4 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 4 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 год. Ожидается рекордная интенсивность чистого антипротонного пучка, обеспечивающая до взаимодействий на водородной мишени в секунду.

5 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 5 Эксперимент ПАНДА в проекте FAIR Пучок антипротонов будет беспрецедентным по степени монохроматичности, ожидаемой на уровне p/p до , 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.

6 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 6 Установка ПАНДА в проекте FAIR PANDA HESR FAIR Baseline Layout Accelerator Experiment

7 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 7 Установка ПАНДА ( стоимость 64.95M )

8 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 8 Физическая программа эксперимента ПАНДА Физическая программа нацелена на поиск новых форм материи во взаимодействиях антивещества с веществом, в основном : -экзотических адронов, 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 – study particles in a high-statistics, high-resolution 4 experiment in as many final states as possible.

9 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 9 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 GeV/c, L= cm -2 sec -1, p/p= 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

10 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 10 Спектр глюболов в КХД на решетках J PC

11 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 11 Взаимодействие антивещества с ядром

12 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 12

13 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 13 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.

14 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 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

15 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 15 Excited glue (glueballs and hybrids) Charm in Nuclei, Charmonium Hadrons in Matter Hypernuclei, etc. SolenoidDIRCMuon Iron yokeRadiatorsFull System Present JINR Involvement

16 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 16 Present Gatchina involvement Top view of PANDA detector TOF in the dipole magnet TOF wall Work package 0.50 М

17 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 17 Калориметр из вольфрамата свинца 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.

18 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 18 PANDA lead tungstate calorimeter

19 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 19 Калориметр из вольфрамата свинца В центральном калориметре 11,360 кристаллов. Полный вес этих кристаллов около кг. 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 С световыход увеличивается еще в раза и разрешение улучшается; - кристаллы должны быть радиационно-стойкими.

20 22 октября 2008Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 20 Рекордное энергетическое разрешение при С несмотря на утечки из матрицы 3х3 Photomultiplier-readout

21 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 21 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 мм 2.

22 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 22 Модули «шашлыка» в процессе сборки

23 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 23 Энергетическое разрешение «шашлыка» Предварительные результаты (матрицы 3х3)

24 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 24 Основные сроки в ПАНДА 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

25 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 25 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.

26 22 октября 2008 Совещание по физике ПАНДА, А.Н.Васильев (ГНЦ ИФВЭ) 26 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. 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 М евро (по Cost Book 24 М евро). Создав эти детекторы, Россия будет занимать лидирующее положение в эксперименте ПАНДА.