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).
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 инженеры Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Передовой инженерной школы (ПИШ) «Цифровой инжиниринг» СПбПУ с 2020 года 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.
«NICA – передний край науки в области физики высоких энергий, и участие в таком проекте для нас – захватывающий вызов и очень большая ответственность. Мы гордимся тем, что наши прикладные компетенции в области вычислительной техники помогают коллегам в ОИЯИ строить уникальную систему сбора и обработки данных, которая позволит решать фундаментальные научные задачи», - отмечает Марина Болсуновская, кандидат технических наук, заведующий Лабораторией ПСПОД ПИШ СПбПУ, доцент Высшей школы интеллектуальных систем и суперкомпьютерных технологий Института компьютерных наук и технологий СПбПУ.
Первым этапом работ стал проведенный в 2020-2023 годах реинжиниринг подсистемы синхронизации и управления TCS (Trigger and Control System) с доработкой нового модуля TCS с учетом требований установки SPD. TCS предназначена для испытаний отдельных детекторов SPD в тестовой зоне коллайдера.
Следующим этапом является разработка новой подсистемы высокоточной синхронизации - TSS (Time Synchronization System)
Команда Лаборатории ПСПОД ПИШ СПбПУ входит в научную группу Политеха, которая официально сотрудничает с ОИЯИ с 2018 года. Основу группы составляет научный коллектив Высшей школы фундаментальных физических исследований Физико-механического института СПбПУ под руководством профессора, д. ф.-м. наук Ярослава Бердникова. Ученые СПбПУ принимают участие в экспериментах на двух основных установках коллайдера — MPD (Multi-Purpose Detector) и SPD (Spin Physics Detector).
В 2022 году был успешно завершен первый совместный эксперимент