Создание калориметров на основе кристаллов CSI и их применение в экспериментах на встречных e+e- пучках

• Автор: Шварц, Борис Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 230 с. : ил.

® Введение
1 Электромагнитные калориметры на основе тяжелых сцинтилляцион-ных кристаллов для экспериментов по физике высоких энергий

■1.1 Основные характеристики электромагнитных калориметров

1.2 Свойства сцинтилляционных кристаллов

1.2.1 Сцинтилляционные кристаллы, применяемые в экспериментах по физике высоких энергий

1.2.2 Свойства кристаллов йодистого цезия

ф 1.3 Фотоприемники для сцинтилляционных кристаллов

1.3.1 Фотоумножители

1.3.2 PIN фотодиоды и лавинные фотодиоды

1.3.3 Вакуумные фототриоды

1.4 Эффективность светосбора счетчиков со сцинтилляционными кристаллами

1.5 Контроль сцинтилляционных характеристик кристаллов и калибровка
калориметра
1.5.1 Измерение и контроль сцинтилляционных характеристик кристаллов
ф 1.5.2 Мониторирование и калибровка калориметра
2 Разработка и создание в ИЯФ электромагнитных калориметров на основе кристаллов йодистого цезия
2.1 Работы по методике калориметрии на основе кристаллов Csl в ИЯФ
2.2 Цилиндрический калориметр детектора КМД
2.2.1 Основные характеристики калориметра
2.2.2 Механическая конструкция и параметры элементов калориметра
2.2.3 Электронный тракт
2.2.4 Мониторирование счетчиков и калибровка электроники
Ф 2.2.5 Восстановление энергии и координат частиц
2.2.6 Калибровка калориметра с использованием событий упругого
е+е_ —¥ е+е~ рассеяния
2.2.7 Восстановление координат фотонов
2.2.8 Нейтральный триггер КМД
2.2.9 Характеристики калориметра при проведении экспериментов
Калориметры детекторов КЕДР и WASA на основе кристаллов CsI(Na)
3.1 Торцевой калориметр детектора КЕДР
3.1.1 Изучение энергетического и пространственного разрешения калориметра на прототипе
3.1.2 Основные характеристики детектора КЕДР
3.1.3 Общее описание торцевого калориметра
3.1.4 Кристаллы и счетчики
3.1.5 Фототриоды
3.1.6 Электроника торцевого калориметра
3.1.7 Характеристики калориметра в эксперименте
3.2 Калориметр детектора WASA
3.2.1 Основные задачи детектора и его конструкция
3.2.2 Сцинтилляционный электромагнитный калориметр
3.2.3 Характеристики детектора в настоящее время
Разработка и изготовление элементов калориметра детектора Belle
4.1 Детектор Belle
4.2 Электромагнитный калориметр детектора Belle
4.3 Процедура изготовления элементов калориметра
4.4 Контроль параметров кристаллов
4.4.1 Контроль геометрии кристалла
4.4.2 Измерение сцинтилляционных параметров кристалла
4.5 Изучение радиационной стойкости сцинтилляционных кристаллов Belle
4.5.1 Исследуемые образцы и измерение их сцинтилляционных характеристик

4.5.2 Облучение кристаллов
4.5.3 Изменение сциитилляционных характеристик кристаллов под
действием излучения
4.5.4 Обсуждение результатов изучения радиационной стойкости кристаллов CsI(Tl)
4.5.5 Контроль поглощенной дозы и световыхода кристаллов калориметра детектора Belle
5 Эксперименты с детектором КМД-3. Изучение процессов е+е~ —> ф —S-Зтг и е+е^ —» 7r°7,?J7
5.1 Комплекс ВЭПП-2М
5.2 Система запуска детектора и определение светимости
5.3 Изучение распада ф —>- Зя
5.3.1 Общие характеристики процесса
5.3.2 Выделение событий процесса ф —> 37г
5.3.3 Анализ данных 1993 года
5.3.4 Поиск прямых распадов ф —y 7г+тг
5.3.5 Анализ данных 1998 года
5.3.6 Определение сечения процесса е+е~ —¥ 7г+7г_7г° и параметров распада Ф —Ї 7Г+7Г~7Г°
5.3.7 Анализ распределения событий на диаграмме Далица
5.4 Изучение процессов е+е~ —» 777, тг°7 —» З7 с детектором КМД
5.4.1 Отбор событий изучаемого процесса
5.4.2 Определение числа событий изучаемых процессов
5.4.3 Определение сечений изучаемых процессов
5.4.4 Контроль правильности обработки с помощью событий процессов
е+б" —у 77,777
5.4.5 Измеренные сечения и их аппроксимация
Заключение
Литература

2.2 Цилиндрический калориметр детектора КМД
Детектор КМД-2 [97,98], созданный для изучения рождения адронов в е+е_-аннигиляции в области энергии 360-1400 МэВ, работал на накопителе ВЭПП-2М с 1992 по 2000 год.
Схема детектора КМД-2 представлена на Рис. 27.
Рис. 27: Детектор КМД-2 в Я — ф и Z проекциях. 1 — вакуумная камера; 2 — дрейфовая камера; 3 — Z-кaмepa; 4 — основной сверхпроводящий соленоид; 5 — компенсирующий соленоид; 6 — торцевой калориметр на основе ВС О; 7 — цилиндрический калориметр на основе Сэ1; 8 — мюонная система; 9 ярмо магнита; 10 — квадрупольные линзы.
КМД-2 — это универсальный детектор, позволяющий регистрировать и измерять с высокой точностью параметры как заряженных частиц, так и фотонов. Координаты, углы вылета и импульсы заряженных частиц измерялись координатной системой детектора [99,100], состоявшей из дрейфовой(2) и Z-кaмep(3), расположенных в магнитном поле, создаваемым соленоидом(4). Цилиндрический(7) и торцевой(б) электромагнитные калориметры [103,101], изготовленные из сцинтилляционных кристаллов Св1 и ВСО, обеспечивали измерение энергии и угла фотонов, а так же позволяли разделять электроны и адроны. Пробежная система(8) служила для разделения мюонов и адронов.