Одной из актуальных задач современной физики высоких энергий и элементарных частиц является изучение сильно взаимодействующей материи в экстремальных условиях. Будущие эксперименты дадут новые сведения о состоянии ядерной материи - кварк-глюонной плазме (КГП). Изучая свойства КГП, можно ответить на фундаментальные вопросы современной физики, связанные с уравнением состояния (УС) ядерной материи при высоких плотностях и температурах, свойствами фазового перехода в состояние деконфаймента, наличием и положением критической точки на фазовой диаграмме ядерного вещества, пролить свет на первые секунды существования Вселенной, а также количественно описать процессы слияния нейтронных звезд. Плотность, достижимая в нейтронных звездах, зависит от УС ядерной материи. Различные астрофизические эксперименты пытаются уточнить УС при высоких плотностях, а в дополнение к астрофизическим наблюдениям состояния с высокой плотностью можно изучать при столкновениях тяжелых ядер при энергиях: 4 – 11 ГэВ. Это будет доступно на строящемся в ОИЯИ коллайдере NICA. Ожидается, что при соответствующих ядро-ядерных столкновениях будет рождаться материя с высокой барионной плотностью, свойства которой можно исследовать, изучая выходы частиц, содержащих тяжелые кварки, в экспериментах MPD (Multi Purpose Detector) и SPD (Spin Physics Detector). Поэтому высокоэффективная регистрация таких частиц с использованием вершинного кремниевого детектора приобретает большое значение. В настоящий момент одним из успешно работающих детекторов является внутренняя трековая система эксперимента ALICE на Большом Адронном Коллайдере. Основываясь на большом опыте этой международной коллаборации (члены коллектива Проекта являются участниками эксперимента ALICE), предполагается использовать передовые технологии этого эксперимента и при построении вершинных детекторов установок MPD и SPD.
В рамках Проекта будут разработаны новые детекторные системы с использованием тонких и ультратонких кремниевых пиксельных детекторов для прецизионной идентификации вершин распадов очарованных адронов в эксперименте MPD. В прикладной части проекта будут разработаны и созданы новые сверхлегкие структуры поддержки и охлаждения детекторных модулей на основе отечественных углекомпозитных материалов. Эти структуры поддержки и охлаждения детекторов найдут применение в экспериментах MPD и SPD, а также в эксперименте BM@N (Barion Matter at Nuclotron). Будут проведены исследования свойств и характеристик новых кремниевых пиксельных сенсоров на основе технологии КМОП в контексте задач по детектированию распадов адронов, содержащих тяжелые кварки. Будут разработаны специальные алгоритмы выделения очарованных частиц в спектрах инвариантной массы заряженных продуктов их распада. Применение этих алгоритмов при обработке экспериментальных данных позволит получить надежные оценки выходов частиц, содержащих тяжелые кварки.
Еще одной фундаментальной составляющей Проекта станет изучение образования кластеров холодной плотной кварк-глюонной материи с высокой барионной плотностью внутри ядер. Проект предусматривает развитие теории образования различных частиц из кварк-глюонных кластеров в новой кумулятивной области центральных быстрот и больших поперечных импульсов, описание спектров этих частиц и их корреляций с выходами других частиц, включая частицы с более тяжелыми кварками, увеличенный выход которых ожидается в процессах с участием кварк-глюонных кластеров. Важно отметить, что экспериментальное исследование кумулятивных процессов в этой области возможно лишь при высоких светимостях и небольших начальных энергиях коллайдера NICA и недоступно при сверхвысоких энергиях на коллайдерах RHIC и LHC.
Необходимо также отметить, что научные результаты, полученных в рамках Проекта, будут востребованы и в решении ряда прикладных задач ядерной медицины, космонавтики, атомной промышленности.
