Измерение адронных и электромагнитных сигналов в столкновениях встречных пучков, протонов, дейтронов и тяжелых ядер на коллайдере NICA

Ускорительный комплекс NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) — один из шести проектов класса Megascience в России, строящийся в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжелых ионов является международным мегапроектом. В столкновениях пучков тяжелых ионов будут исследоваться критические состояния ядерной материи в экстремальных условиях, возникших после Большого взрыва на ранних этапах эволюции Вселенной. Критические состояния ядерной материи воссоздаются в лабораторных условиях путем ускорения и сталкивания в коллайдере высокоинтенсивных пучков тяжелых ионов. Эти процессы будут изучаться на установке MPD (Multi-Purpose detector) путем: разработки и апробация методик измерения инвариантных дифференциальных выходов для заряженных адронов (pi, K, p) и короткоживущих мезонных резонансов rho(770)0, K*(892)0, phi(1020) в Bi+Bi столкновениях при энергии sqrt(s_NN) = 9.2 ГэВ в зависимости от центральности ядро-ядерных столкновений; разработки алгоритмов работы триггерной системы эксперимента MPD, позволяющих с максимальной эффективностью отбирать события, соответствующие неупругим Xe+Xe столкновениям в области энергий, ожидаемых в начале работы коллайдера NICA (sqrt(s_NN) = 4,5,6,7 ГэВ). Во взаимодействии поляризованных пучков протонов и дейтронов на коллайдере NICA на установке SPD (Spin Physics Detector) будет изучаться спиновая структура нуклонов. Для высокоточной синхронизации коллайдера и системы сбора данных эксперимента SPD сотрудники СПбПУ разрабатывают подсистемы, позволяющие c субнаносекундной точностью привязать момент времени столкновения пучков внутри установки SPD к моменту регистрации детекторами изменившихся характеристик частиц. Высокоточная привязка времени событий коллайдера (момент столкновения) и времени событий установки (регистрация характеристик частиц) является одним из ключевых факторов точности сбора данных для изучения спиновой структуры нуклонов. В установке SPD будут выполнены: cравнительный анализ особенностей рождения прямых фотонов в столкновениях ядер дейтерия с использованием ядерно-модифицированных функций партонного распределения с результатами рождения прямых фотонов с использованием функций распределения партонов, полученных для свободных нуклонов; на основе генеративно-состязательной нейронной сети (ГСС) разработка генератора взаимодействий поляризованных протонов с рождением прямых фотонов при энергиях SPD. Генератор позволит предсказывать асимметрии рождения прямых фотонов в столкновениях поляризованных протонов при энергиях NICA SPD. В качестве прототипа генератора взаимодействий поляризованных протонов, будет создан генератор позволяющей получать результаты полуинклюзивного глубоко неупругого рассеяния заряженных лептонов на поляризованных протонах с рождением пионов или странных К мезонов; анализ и систематизация требований к синхронизации узлов SPD и NICA; разработка и испытание технических решений для элементов системы синхронизации на базе технологии White Rabbit.