Основная цель эксперимента CBM (Compressed Barionic Matter) — исследование сверхплотного барионного состояния материи на строящемся в исследовательском центре GSI в Дармштадте, Германия ускорительно-накопительном комплексе антипротонов и ионов (FAIR).

Состояние барионной материи в виде кварк-глюонной плазмы, возможно реализуемое в ядрах нейтронных звёзд, может возникать и в других экстремальных условиях при сверхвысоких плотностях. Такие условия будут создаваться при взаимодействии тяжёлых ядер относительно невысоких энергий с ядрами мишени на ускорительном комплексе FAIR. Основная физическая программа, рассматриваемая для работы в окончательной фазе комплекса FAIR (SIS300) — это исследование фазовой диаграммы квантовой хромодинамики при высоких плотностях барионов при относительно невысоких температурах с использованием редких диагностических процессов. (В отличие от исследований при высоких температурах, проводимых в лаборатории BNL в США и при соударениях пучков тяжёлых ионов на БАК в ЦЕРНе.)

Фазовая диаграмма КХД в области больших барионных плотностей и умеренных температур исследована недостаточно подробно. Барионные плотности, превышающие в 3 раза плотность нуклонов в ядрах, раннее исследовались на ускорителе ионов AGS в Брукхайвене, США (энергия ионов до 15 ГэВ/нукл) и продолжают исследоваться в настоящее время на действующем ускорителе ионов в GSI в Дармштадте, Германия. В экспериментах нового поколения на строящемся в GSI комлексе антипротонов и ионов (FAIR) будет исследована область в диапазоне энергий от 10 ГэВ/нукл до 40 ГэВ/нукл с целью поиска:

• изменений свойств адронов в плотной среде;
• указаний на фазовый переход при высокой барионной плотности, приводящий к деконфайнменту;
• критической точки фазового перехода;
• экзотических состояний материи, таких как конденсат странных частиц.

Более конкретно, научная программы будет сфокусирована на исследовании:

• коротко-живущих лёгких векторных мезонов, распадающихся на лептонные пары (например, ρ-мезон);
• странных барионов, содержащих более чем один странный кварк;
• мезонов, содержащих очарованные кварки;
• коллективных потоков всех наблюдаемых частиц и их флуктуаций.

Фазы расширения в соударении двух ядер урана при энергии пучка 23 ГэВ/нукл:

1. партон-партонные взаимодействия с образованием очарованных частиц и жестких "прямых" фотонов на начальной стадии перекрытия двух лоренц-сжатых ядер (слева);
2. фаза термализованного КХД-вещества высокой плотности, характеризующаяся, в частности, тепловым спектром излучения фотонов, увеличением выхода странных частиц и модификацией свойств лёгких векторных мезонов (в центре);
3. превращение кварк-глюонной плазмы в свободно летящие мезоны и барионы, т.н. "freeze-out" (справа).

Нуклоны налетающего ядра и мишени показаны красным цветом, возбуждённые барионы — синим, мезоны — жёлтым. Также обозначены типы частиц, образующихся на различных этапах взаимодействия, несущих информацию о состоянии вещества на соответствующем этапе и покидающих область взаимодействия в разные моменты времени. 
Характерная множественность вторичных заряженных частиц, образующихся в данном типе взаимодействия, достигает ~1000 (в основном пионов).

Эксперимент CBM будет работать на пучке тяжёлых ионов, взаимодействующих с неподвижной ядерной мишенью.

Установка CBM разрабатывается в двух конфигурациях: "электронной" и "мюонной". 
В "электронной" версии она состоит из следующих детекторов:

• микро-вершинный пиксельный кремниевый детектор (MVD),
• система кремниевых стриповых детекторов (STS),
• сверхпроводящий дипольный магнит (DM), с расположенными в нём детекторами MVD и STS
• детектор изображений колец черенковского излучения (RICH),
• детектор переходного излучения (TRD),
• система регистрации времени пролёта частиц (TOF),
• электромагнитный калориметр (ECAL),
• передний детектор регистрации фрагментов (PSD).

В "мюонной" конфигурации установки на месте детекторов RICH и TDR устанавливается мюонный детектор (MUCH).

Работа детектора CBM будет осуществляться в режиме непрерывной подачи ионного пучка в без-триггерной моде. Большие множественности вторичных частиц, рождающихся в ион-ионных взаимодействиях, и крайне высокая частота взаимодействий накладывают высокие требования на все подсистемы установки CBM. Для эксперимента CBM разрабатывается ультрасовременное математическое обеспечение, которое позволит работать детектору при высоких загрузках и интенсивностях взаимодействий.

Вклад российских институтов в эксперимент CBM как по числу участников, так и по планируемому материальному вкладу является вторым после Германии. ИТЭФ отвечает за создание центральной части детектора измерения времени пролёта частиц (TOF), за разработку и создание электромагнитного калориметра (ECAL), за разработку конструкции вакуумного объёма трекового детектора и вакуумной трубы ионопровода, а также принимает активное участие в разработке математических программ обработки и физического анализа данных.

• Разрабатываемая времяпролётная система, основанная на использовании плоско-параллельных камер (PPC), является одной из основных систем идентификации типа заряженных частиц. Планируется, что центральная часть детектора TOF будет обеспечивать временное разрешение не хуже 100 пс при загрузках до 40 кГц/см² и выдерживать радиационные нагрузки до 0.1 Мрад в год.
• Электромагнитный калориметр предназначен для регистрации фотонов и идентификации электронов (позитронов). В стартовой версии (SIS100) ФАИР планируется создать электромагнитный калориметр на основе модулей типа "шашлык" на ~3000 каналов, состоящих из пластин свинца и сцинтиллятора, считываемых при помощи сдвигающих длину волны оптических волокон.
• Выбор оптимальной конструкции ионопровода необходим для уменьшения взаимодействий переферийных ионов и оказывает особенно большое влияние на загрузку и роботоспособность центральных областей всех детекторных систем CBM.
• Работа в условиях чрезвычайно высокой множественности частиц в событии, накладывает жесткие требования на программы обработки событий. Сотрудники ИТЭФ участвуют в развитии программного обеспечения эксперимента, в том числе методов параллельной реконструкции треков в триггере первого уровня (FLES - First Level Event Selector).

  Статус современных работ в коллаборации и планы

  Экспериментальные исследования планируется начать после запуска в эксплуатацию новых ускорителей ионов и антипротонов в FAIR. 
  Более подробную информацию об эксперименте можно получить на домашней странице CBM.

• д.ф.-м.н., нач. лаб. 032 Юрий Михайлович Зайцев - руководитель группы, 
  Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , тел. 66-75
• д. ф.-м.н. Алексеев Игорь Геннадьевич,
• инж. Виноградов Валерий Витальевич,
• к.ф.-м.н., с.н.с. Голубков Дмитрий Юрьевич,
• к.ф.-м.н., c.н.с. Киселев Сергей Михайлович,
• н.с. Королько Иван Евгеньевич,
• к.ф.м.н., с.н.с. Прокудин Михаил Сергеевич,
• к.т.н., с.н.с. Ростовцева Ирина Александровна,
• к.ф-м.н., с.н.с. Свирида Дмитрий Николаевич,
• инж. Семенников Александр Иванович,
• к.ф.-м.н., с.н.с. Хасанов Фарид Мифтахович,

• Акиндинов Александр Владимирович, к.ф.-м.н. - руководитель группы 
  Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
• Волошин Кирилл Генадьевич, к.ф.-м.н.
• Полозов Павел Альбертович, к.ф.-м.н.
• Михайлов Константин Русланович, к.ф.-м.н., с.н.с
• Малькевич Дмитрий Борисович, к.ф.-м.н.
• Султанов Ришат Ильфатович, инженер-физик
• Гришук Юлий Георгиевич, ведущий инженер
• Плотников Василий Владимирович, лаборант
• Ширинкин Сергей Борисович, ведущий инженер