Радиационная стойкость и рабочие характеристики передних калориметров CMS

• Автор: Ульянов, Алексей Львович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 104 с. : ил.

1. Конструкция передних калориметров СМв
1.1. Общее описание установки СМЭ
1.2. Система триггера и сбора данных в эксперименте СМБ
1.3. Принцип действия и устройство передних калориметров
1.4. Электроника считывания передних калориметров
2. Радиационная стойкость кварцевых волоконных световодов
2.1. Методика облучения волоконных свеюводов
2.2. Методика измерения оптического поглощения
2.3. Результаты измерений оптического поглощения
2.3.1. Волокна с высоким содержанием ОН
2.3.2. Волокна с низким содержанием ОН
2.3.3. К вари,-пластиковые волокна
2.3.4. Сравнение прямых и свернутых образцов
2.3.5. Изменение прозрачности световодов после облучения
2.4. Апертура световодов
2.5. Сравнение с результатами других работ и выводы
3. Свойства и рабочие характеристики переднего калориметра
3.1. Тестовый пучок
3.2. Измерение и калибровка сигналов калориметра
3.3. Калибровка фоюумножителей и удельный свстовыход калориметра
3.4. Пространственная однородность
3.5. Отклик калориметра на электроны и заряженные л-мезоны

3.6. Энергетическое разрешение
3.7. Угловые зависимости
3.8. Поперечная форма ливней и утечки
3.9. Отклик калориметра на мюоны
3.10. Энергетическое разрешение для адронных струй
4. Заключение
А Радиационные дефекты в кварцевых стеклах
Список литературы

В 2007 году в ЦЕРН планируется ввести в эксплуатацию Большой Адронный Коллайдер (LHC), который (начиная с 2008 года) обеспечит лроюн-протонные столкновения с суммарной энергией в системе центра масс 14 ТэВ, что в семь раз превышает энергию протон-антипротонных столкновений на действующем в настоящее время коллайдере Tevatron (Лаборатория Ферми, США). Светимость в номинальном режиме работы LHC должна составить L — 1034 см-2с-1, >по в 50 раз больше светимости доступной на ускорителе Tevatron. Интервал между поеледовательными столкновениями пучков будет еоставлять 25 не, при эюм ожидается в среднем около 20 протоп-протонных неупругих взаимодействий при каждом столкновении пучков. Такие рабочие характеристики открывают новые возможности для исследований в области физики высоких энергий, но вместе с тем предъявляют более жесткие требования к физическим установкам и системам сбора данных.
Установка CMS (Compact Muon Solenoid) [1, 2] являстся детектором общего назначения для исследования процессов, происходящих при столкновении проюнов (а также тяжелых ионов) высокой энергии на ускорителе LHC. Одной из главных целей эксперимента CMS является изучение механизма нарушения симмстрии электрослабых взаимодействий, который ответственен за наличие массы у летонов, кварков, W и Z-бозонов. Эта цель подразумевает следующие основные задачи [3]:

Х(пт)
Рис. 27. Типичная зависимость коэффициент оптического поглощения от длины волны, полученная в рабою [33] для кварцевых волокон, облученных до 54 Мрад.
окном, несмотря на то, Ч'ю спектр черенковского излучения смещен в ультрафиолетовую область. Поэтому в передних калориметрах СМ Б применяются ФЭУ с окном из боросиликатного стекла.
Результаты измерений оптических потерь в облученных световодах, полученные в данной работе, позволили провести подробное моделирование [39] снижения отклика калориметра на адронные струи в результате радиационных повреждений, получаемых волоконными световодами в процессе работы детектора. При использовании кварц-кварцевых световодов типа I ожидаемое снижение свеговыхода калориметра за десять лет работы установки в режиме высокой светимости не превышает 40% даже в области высоких псевдобыстрот (?7 = 5). Такое снижение световыхода безусловно потребует мониторирования и внесения поправок в калибровку калориметра, но не повлияет существенным образом на энергетическое разрешение детектора для струй и вектора поперечной энергии.