Devido a dificuldades significativas nas viagens aéreas para os membros do PAC, a 59ª reunião do Comitê Consultivo do Programa para a Física de Partículas foi realizada em formato híbrido, por videoconferência.
I. Preâmbulo
O Presidente do PAC para Física de Partículas, I. Tserruya, apresentou uma visão geral da implementação das recomendações adotadas na reunião anterior. O Vice-Diretor do JINR, V. Kekelidze, destacou a resolução da 134ª sessão do Conselho Científico do JINR (realizada em setembro de 2023), relevante para a física de partículas, e as decisões do Comitê de Plenipotenciários do JINR (realizado em novembro de 2023). O Conselho Científico apoiou todas as recomendações do PAC sobre a avaliação de novos projetos e a extensão de projetos em andamento em física de partículas dentro do cronograma e classificação sugeridos, conforme descrito nas recomendações do PAC. O PAC saudou a adoção do novo plano de sete anos para o desenvolvimento do JINR e os planos da Direção do Instituto de concentrar esforços na implementação prioritária de grandes projetos, incluindo o projeto mega-ciência de destaque NICA.
II. Relatórios sobre os projetos Nuclotron-NICA
O PAC ouviu o relatório de progresso sobre a implementação do projeto Nuclotron-NICA, apresentado por A. Sidorin. O Comitê aprecia a conclusão bem-sucedida da montagem das estações ISCRA e SIMBO para pesquisas aplicadas. A instalação dos imãs do colisor NICA continua no túnel, à medida que a infraestrutura de engenharia do prédio, localizada nas áreas-chave, está sendo comissionada. Em particular, foram instalados os elementos dos sistemas RF1 e RF2, foi realizado o tratamento de vácuo e testes de vácuo. O sistema de fornecimento de energia para os elementos estruturais do colisor está pronto para ser comissionado. O PAC tem o prazer de observar o início do programa de treinamento de pessoal para a preparação do colisor para a comissionamento em 2025. O PAC toma nota do relatório de progresso sobre o desenvolvimento da infraestrutura do VBLHEP, incluindo a instalação Nuclotron, apresentado por N. Agapov. Os trabalhos gerais de construção estão sendo concluídos nos novos prédios do complexo NICA – o prédio do colisor e a nova estação de compressores. A equipe está realizando a instalação e ajuste dos equipamentos. A conclusão total deste trabalho é esperada para 2024. A maior parte dos equipamentos criogênicos de hélio foi colocada em operação; a conclusão total do comissionamento do complexo criogênico NICA está prevista para agosto de 2024. O PAC observa que há atenção ao trabalho de automação dos processos dos sistemas de engenharia, em conexão com a preparação para operação do complexo NICA em sessões de longo prazo. O PAC toma nota do relatório sobre a implementação do projeto MPD, apresentado por V. Riabov. A produção de todos os componentes do detector de primeira fase do MPD está avançando com atrasos mínimos. A câmara de projeção temporal, o sistema de tempo de voo e 40 dos 50 meios setores do calorímetro eletromagnético estão no cronograma para serem instalados em 2024. A tarefa mais crítica continua sendo o resfriamento e o fornecimento de corrente para o grande solenoide supercondutor. O sistema criogênico temporário para o resfriamento do solenoide foi montado, vacuado e operado em modo de teste a -50°C no final de 2023. O resfriamento para temperaturas de nitrogênio líquido e hélio líquido começa em janeiro. O progresso futuro dependerá fortemente da prontidão dos sistemas de engenharia no prédio do MPD, incluindo sistemas estáveis de fornecimento de eletricidade e resfriamento a água, que precisam estar totalmente operacionais até maio de 2024. As medições do campo magnético começarão em junho de 2024 e levarão três meses para diferentes configurações de campo usando o mapeador produzido pelo INP de Novosibirsk. A instalação do quadro de suporte em fibra de carbono e dos subsistemas do detector começará a partir de setembro. O PAC parabeniza a equipe pelas soluções viáveis encontradas para as questões críticas que surgem em muitos aspectos da construção, montagem e comissionamento do detector. O PAC aprecia o progresso na implementação do projeto BM@N, apresentado por M. Kapishin. Os esforços da equipe do BM@N foram concentrados no alinhamento dos detectores, na melhoria do algoritmo de rastreamento, na calibração do sistema de tempo de voo e na correção de sobreposição nos detectores frontais para a determinação da centralidade. A primeira análise dos dados reconstruídos registrados nas colisões de Xe-CsI a 3,8 A GeV foi realizada usando o sistema DIRAC nos computadores MLIT Tier-1/Tier-2. Sinais estatisticamente significativos de Λ-híperon e K0s-méson foram reconstruídos para análise física posterior. A equipe do BM@N também apresentou resultados sobre a produção de prótons, deutrons e tritrons em interações argônio-núcleo a 3,2 A GeV. A próxima corrida de física do experimento BM@N está planejada com um feixe de Xe a uma energia reduzida de 2-3 A GeV. O PAC enfatiza a falta de pessoal para a análise contínua dos dados registrados. O PAC toma nota do relatório sobre a versão atualizada do SPD Technical Design Report, apresentado por A. Guskov. Comparado com a versão anterior, o tamanho do detector foi aumentado de acordo com a carga permitida revisada no piso do hall experimental. O design foi modificado para o detector de aerogel, o rastreador central baseado em micromegas e o contador de feixe-feixe. Foram consideradas alternativas para a eletrônica de front-end dos detectores de primeira fase, e os sistemas DAQ e computação foram adaptados de acordo. A estimativa de custo foi atualizada considerando os preços atuais e a disponibilidade de materiais e equipamentos. O Comitê aprecia a nomeação do Comitê Consultivo Internacional do Detector SPD e o progresso na formação da colaboração SPD. O PAC recomenda que o novo DAC conduza uma revisão detalhada do TDR atualizado e apresente um relatório na próxima sessão do PAC.
III. Relatórios sobre os projetos em andamento
O PAC ouviu o relatório sobre a implementação do projeto SCAN-3, apresentado por S. Afanasiev. A decisão de estender o projeto foi adiada na última sessão do PAC com a solicitação à equipe do JINR de “apresentar claramente os objetivos originais do projeto em 2019, as conquistas nos últimos quatro anos e os planos para o período de extensão solicitado”. O projeto tem como objetivo o estudo de núcleos η. Durante 2020–2023, um sistema TOF foi desenvolvido com base em uma matriz SiPM e um cintilador plástico rápido, dois contadores de nêutrons foram montados, o espectrômetro magnético recebido do Instituto de Física Lebedev foi modificado e equipado com a eletrônica adequada, dois chambers de deriva de palha complementaram o chamber proporcional de duas coordenadas e o detector de vértice de silício de microstrips para o sistema de rastreamento. Por razões técnicas, o tempo de feixe inicialmente aprovado para o experimento não foi fornecido. Em 2024, a equipe planeja realizar testes e ajustes no espectrômetro magnético e demonstrar uma resolução de energia de até 4-5 MeV para medir pares correlacionados πN.
Recomendação. O PAC apoia os planos da equipe para estudar a formação de núcleos η e Δ. O PAC recomenda estender o projeto SCAN-3 por 3 anos até o final de 2027 com classificação A.
O PAC ouviu o relatório de progresso sobre a implementação do projeto ALPOM-2, apresentado por N. Piskunov. O principal objetivo do projeto é medir o poder de análise das reações de espalhamento de nêutrons polarizados em diversos alvos nas maiores energias disponíveis no Nuclotron – 7,5 GeV/c para prótons e 6,0 GeV/c para nêutrons. Estas medições também são de particular importância para os experimentos JLab. Nos últimos anos, os autores substituiram o calorímetro hadrônico, aumentando sua aceitação, fabricaram novas câmaras de deriva, melhorando a reconstrução de trajetórias em pequenos ângulos, equiparam a instalação com um novo sistema de aquisição de dados e desenvolveram novos softwares para a análise dos dados experimentais. O PAC observa que o tempo de feixe para as medições ainda não foi alocado.
Recomendação. O PAC apoia o plano da equipe de realizar este experimento, pois garantirá a liderança do JINR no campo de equipamentos e pesquisa polarimétrica. O PAC recomenda estender o projeto ALPOM-2 até o final de 2027 com classificação A.
O PAC toma nota do relatório sobre a implementação do experimento DSS no alvo interno do Nuclotron, apresentado por V. Ladygin. O PAC reconhece o progresso significativo na obtenção de dados experimentais sobre análise de potência no espalhamento elástico deutron-próton e no espalhamento quasi-elástico próton-próton, no desenvolvimento de polarimetria de feixes de deutrons e prótons para o NICA e na modernização dos detectores para continuar o programa de spins no Nuclotron.
Recomendação. O PAC recomenda estender o projeto DSS até o final de 2027 com classificação A.
O comissionamento da instalação NICA nos próximos anos, incluindo o complexo acelerador e os experimentos, juntamente com a alta prioridade dada aos experimentos principais do NICA – BM@N, MPD e SPD, coloca em dúvida a disponibilidade de tempo de feixe para outros experimentos. Isso pode afetar a realização oportuna dos projetos SCAN-3, ALPOM-2 e DSS. Diante disso, o PAC recomenda que as administrações do VBLHEP e NICA definam uma estratégia geral para a disponibilidade de tempo de feixe para os usuários nos próximos 2–3 anos. Assim que essa estratégia for definida, o PAC estará pronto para priorizar e quantificar o tempo de feixe a ser alocado a esses experimentos.
IV. Proposta de novos projetos
O PAC ouviu a proposta de abrir um novo projeto “Física Fundamental e Aplicada com Feixes de Elétrons Acelerados Relativísticos (FLAP)”, apresentado por A. Baldin. A colaboração FLAP planeja realizar suas pesquisas no acelerador linear de elétrons LINAC-200. O projeto está relacionado aos fundamentos das interações eletromagnéticas, bem como a novas aplicações. A lista de tarefas inclui o estudo da geração controlável de radiação eletromagnética por elétrons relativísticos usando materiais funcionais, a investigação das características e da geração controlável de radiação de Cherenkov, síncrotron e transição com frequência até a escala de GHz, a interação de feixes de elétrons relativísticos com estruturas de superfície e corrugadas, a criação de feixes secundários de nêutrons para radiografia de nêutrons e o teste de novos detectores para diagnósticos de feixes não destrutivos com alta resolução espacial e temporal.
Recomendação. O PAC apoia a proposta de desenvolver essas atividades interlaboratoriais no JINR e recomenda abrir o novo projeto FLAP para o período de 2025–2029 com classificação A.
O PAC ouviu com interesse a proposta de abrir um novo projeto intitulado “HyperNIS+SRC: Estranheza Intrínseca Hiperuclear e Correlações de Curto Alcance”, apresentado por A. Averyanov. A primeira etapa do programa experimental visa estudar os hipernúcleos mais leves ricos em nêutrons, como 6ΛН, 4ΛН, 3ΛН. A busca por tais hipernúcleos pode ser realizada com um dispositivo especial, como o HyperNIS. Atualmente, inclui contadores de monitoramento de feixe, um sistema de contadores de disparo, um recipiente de decaimento a vácuo de 55 cm de comprimento, 4 grupos de câmaras proporcionais e dois ímãs analisadores com campo magnético de 0,6 T. Adicionar o aparato SRC dedicado ao estudo de correlações de curto alcance expandirá consideravelmente o programa físico. O estudo da possibilidade de localizar o experimento SRC na área do setup HyperNIS está em andamento.
Recomendação. O PAC apoia o experimento proposto com hipernúcleos no Nuclotron, os planos de expandir o setup para o estudo de SRC e recomenda a aprovação deste projeto até o final de 2029 com classificação A.
V. Relatórios sobre resultados de pesquisa obtidos por grupos do JINR nos experimentos LHC
O PAC toma nota do relatório apresentado por E. Rogochaya sobre os novos resultados obtidos pela equipe do JINR no experimento ALICE sobre correlações femtoscópicas de kaons carregados não idênticos em interações p-Pb a 5,02 TeV, em colisões ultra-periféricas p-Pb (UPC) a 8,16 TeV, e sobre o desenvolvimento de um modelo térmico de geração de partículas em interações pp e A-A. Ao analisar as correlações femtoscópicas de kaons em colisões p-Pb, foi mostrado que a contribuição do méson ϕ e da interação de Coulomb no estado final é mais notável em comparação com colisões Pb-Pb a 2,76 TeV. Na análise UPC, foi mostrado que a seção de choque da fotoprodução exclusiva do méson J/ψ é bem descrita por uma função de potência dependendo da energia dos sistemas fótom- próton, de forma semelhante aos resultados de outros experimentos. A versão atualizada do Modelo Térmico está sendo preparada para publicação. O grupo continua sua participação na manutenção do sistema GRID-ALICE no JINR. Progressos foram feitos no desenvolvimento de novos eletrônicos para o espectrômetro PHOS, o que proporciona boa resolução de energia (~2%) e permite melhorar a resolução temporal para 100 ps. O PAC toma nota dos novos resultados e das atividades atuais no experimento ATLAS apresentados por E. Khramov. Os tópicos em estudo no JINR incluem a aplicabilidade do Modelo Padrão (SM) e verificação de suas previsões, a busca por bósons exóticos adicionais em processos de dois jatos e a busca por partículas supersimétricas de vida longa e bósons Higgs supersimétricos carregados. Com significativa participação do grupo JINR, novos resultados foram obtidos no estudo dos processos SM e do bóson Higgs. Os limites da física além do Modelo Padrão também foram atualizados. O grupo fez contribuições significativas, dentro do programa de atualização do ATLAS, para a produção e montagem de todos os 32 quadrupletos micromegas para a Nova Roda Pequena, que estão parcialmente incluídos no sistema de disparo. Durante a primeira metade de 2023, o grupo do JINR contribuiu significativamente para dez publicações do ATLAS e apresentou seus resultados em duas conferências internacionais. O PAC toma nota do relatório apresentado por V. Karjavin sobre os novos resultados obtidos pela equipe do JINR no experimento CMS. Os físicos do JINR contribuíram para o estudo de processos com léptons na faixa de energia TeV usando os dados do Run2 e Run3. Os principais tópicos da análise foram a busca por candidatos a matéria escura não bariônica, processos com violação do número de léptons e modelos com setor Higgs estendido. Outros estudos forneceram um novo método para medir as frações de jatos de quarks e glúons. O grupo do JINR está ativamente envolvido na atualização do detector HL-LHC, participando da construção do calorímetro de alta granularidade HGCal e da modernização da estação de múons frontal ME1/1. O grupo do JINR fez uma contribuição de liderança para o processamento distribuído de dados CMS e para operações de dados eficazes dentro dos sites de grade Tier-1 e Tier-2 do JINR. Jovens cientistas de Dubna contribuíram diretamente para um grande número de publicações científicas em 2023.
VI. Relatórios científicos
O PAC toma nota dos relatórios “Status do experimento COMET” apresentados por D. Chokheli e “Preparação do experimento SRC” apresentados por M. Patsyuk, e agradece aos palestrantes pelas apresentações interessantes.
VII. Apresentações de jovens cientistas
O PAC analisou 25 relatórios apresentados por jovens cientistas do BLTP, DLNP, MLIT e VBLHEP na sessão de pôsteres. O Comitê selecionou o relatório “Desenvolvimento da tecnologia para a produção de módulos de microstrip de silício duplo lado para a atualização do Sistema de Rastreamento de Silício BM@N do NICA” de A. Sheremetiev para ser apresentado na próxima sessão do Conselho Científico em fevereiro de 2024.
VIII. Próxima reunião do PAC
A próxima reunião do PAC para Física de Partículas está agendada para 17–18 de junho de 2024. A agenda preliminar da próxima reunião inclui: relatório de status do projeto Nuclotron-NICA, relatório de status das questões de infraestrutura, incluindo o Nuclotron, relatório do coordenador do programa experimental com feixes do Nuclotron, relatório de status do projeto MPD incluindo resultados de simulação, relatório sobre o projeto BM@N incluindo resultados de física para a corrida Xe, relatório do DAC do SPD sobre o TDR, relatórios de progresso da participação do JINR nos experimentos LHC, consideração de novos projetos, relatórios finais e recomendações para os projetos a serem concluídos em 2024, pôsteres de jovens físicos.
I. Tserruya
A. Cheplakov
Presidente do PAC para Física de Partículas
Secretário Científico do PAC para Física de Partículas
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