Электромагнитный калориметр эксперимента HERA-B

• Автор: Мачихильян, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Рождение 7г°- и 77-мезонов при больших поперечных импульсах

1.1. Квантовая Хромодинамика и описание взаимодействий адронов

при больших поперечных импульсах

1.2. Механизмы рождения 7Г°- и 77-мезонов с большим поперечным импульсом

1.3. Краткий обзор экспериментов по изучению рождения 7г°- и 77-мезонов с большим поперечным импульсом

1.3.1. Установка Е629

1.3.2. Установка VA70

1.3.3. Установка ИА24
1.3.4. Установка Е706
ГЛАВА 2. Установка НЕЛА-В
2.1. Кольцевой ускоритель НЕЛА
2.2. Общая структура НЕКА-Б
2.2.1. Система координат НЕЛА-І7
2.3. Мишень
2.4. Вершинный Детектор
2.5. Магнит
2.6. Трековая Система
2.6.1. Внутренний Трекер
2.6.2. Внешний Трекер
2.6.3. Рабочие характеристики ТС
2.7. Детектор Частиц с Большим Поперечным Импульсом (ДБПИ)
2.8. Черенковский Детектор
2.9. Электромагнитный Калориметр
2.10. Мюонная Система
2.11. Система Отбора Событий
2.11.1. Общие замечания
2.11.2. Претриггер
2.11.3. Триггер Первого Уровня
2.11.4. Триггер Второго Уровня
2.11.5. Триггер Четвертого Уровня
2.12. Система Сбора Данных

ГЛАВА 3. Электромагнитный Калориметр
3.0.1. Задачи детектора и спецификации проекта
3.0.2. Общее описание дизайна калориметра
3.1. Конструкция модуля
3.1.1. Особенности конструкции модуля Внутренней секции
3.1.2. Особенности конструкции модуля Средней / Внешней секций
3.1.3. Тестовые процедуры
3.1.4. Измерение световыхода модулей
3.1.5. Пространственная неоднородность световыхода
3.2. Фотоумножители и их источники питания
3.2.1. Фотоумножители
3.2.2. Источник питания фотоумножителя
3.2.3. Тестовые процедуры
3.3. Управляющая электроника
3.3.1. Регулировка коэффициента усиления индивидуального канала
3.3.2. Адресация индивидуального канала
3.3.3. Общая структура
3.3.4. Источники напряжений
3.3.5. Программное обеспечение
3.3.6. Эксплуатационные характеристики
3.4. Система Мониторирования
3.4.1. Светоизлучающие диоды
3.4.2. Плата-драйвер светодиодов
3.4.3. Общая структура
3.4.4. Источники напряжения
3.4.5. Программное обеспечение
3.4.6. Режим работы
3.4.7. Эксплуатационные характеристики
3.5. Считывающая электроника и Электронный Претриггер
3.5.1. Регистрирующая электроника
3.5.2. Электронный Претриггер
3.6. Реконструкция данных
3.6.1. Упрощенный алгоритм кластеризации
3.6.2. Выбор величин порогов для подавления фонов
3.7. Система Контроля Качества Данных
3.8. Калибровочные алгоритмы
3.8.1. Предварительные замечания по используемой терминологии
3.8.2. Общая стратегия калибровки в разные периоды набора данных
3.8.3. Калибровка по величине загрузки
3.8.4. Калибровка по положению пика 7г°
3.8.5. Калибровка по отклику на минимально-ионизирующие частицы
и методом сравнения энергии электрона с его импульсом
3.9. Энергетическое и пространственное разрешение

3.9.1. Количество вещества между точкой взаимодействия и фронтальной поверхностью калориметра
3.9.2. Ухудшение разрешения по отношению к е+/е~ из-за присутствия вещества в области между магнитом и фронтальной плоскостью калориметра
3.9.3. Пространственное разрешение
3.9.4. Энергетическое разрешение
ГЛАВА 4. Рождение 7г°- и 77-мезонов в протонно-ядерных
взаимодействиях в условиях HERA-В
4.1. Образцы данных и условия их набора
4.2. Образцы данных для математического моделирования
4.2.1. Образцы данных /мдОН
4.2.2. Образцы данных Умд”
4.3. Особенности реконструкции распадов 7Г°—»77 и 77—>-77 в
условиях HERA-H
4.3.1. Краткое описание метода
4.3.2. Выделение сигнала
4.3.3. Кинематические переменные и разбиение по интервалам
4.3.4. Светимость
4.3.5. Границы применимости метода
4.3.6. Точность реконструкции кинематических переменных
4.3.7. Отбор кластеров для реконструкции нейтральных мезонов
4.4. Кривые эффективностей и основные источники потери сигнала
4.5. Основные источники систематических ошибок. Устойчивость метода по отношению к вариации критериев отбора фотонных кандидатов
4.5.1. Ошибка в определении светимости
4.5.2. Точность настройки и линейность энергетической шкалы
4.5.3. Систематические ошибки процедуры реконструкции данных
V 10МГц Vрт
4.5.4. Систематические ошибки процедуры математического моделирования
4.5.5. Сравнение величин сечений, полученных при помощи различных вариантов селекции кластеров
4.5.6. Сводные таблицы
4.6. Сечения рождения 7Г°- и 77-мезонов
4.6.1. Отношения сечений рождения ?7-мезонов к сечениям рождения 7Г°-МеЗОНОВ
4.6.2. Измерение А-зависимости
4.6.3. Сравнение с данными других экспериментов
Заключение

золотым покрытием. В периферийных областях детектора с небольшими загрузками используются трубки с максимально возможным размером 10 мм. Эта цифра диктуется тем условием, что время сбора заряда в ячейке должно быть меньше временного промежутка между соседними банчами HERA. По этой же причине в качестве рабочего газа выбрана смесь, содержащая CF,4 (Ar/CF/CO'i в пропорции 65%:30%:5%) которая обеспечивает высокие скорости дрейфа при приемлемых значениях рабочих напряжений. Центральные области вблизи протонной трубы оборудованы камерами, содержащими трубки размером 5 мм. Последняя величина определяется значениями максимальной величины загрузки (< 20%) и требованием стабильности высокого напряжения, приложенного к газовому промежутку.
Один или два слоя газовых трубок составляют одну камеру (или модуль) размером 30 см х 4.5 м. Внутренняя структура модулей различается в зависимости от их положения по отношению к оси пучка. Три типа камер отражают изменение сегментации слоев вдоль у-координаты, необходимое для поддержания загрузки на требуемом низком уровне. Так, периферия оборудована модулями, состоящими из трубок с одной анодной проволочкой, протянутой вдоль всего рабочего объема. Ближе к центру установлены камеры второго типа, в которых верхняя и нижняя половины газовых трубок обслуживаются отдельными проволочками с независимым считыванием. Наконец, в самых внутренних и наиболее загруженных областях используются модули конструкции, представленной на рис. 2.10 (двойной слой). Камера подразделяется в продольном направлении на большую рабочую зону, мертвую зону, малую рабочую зону и зону передачи сигнала. В малой рабочей зоне аноды имеют небольшую длину (~20 см) и крепятся к толстым проволочкам (бериллий / медь) длиной около двух метров, служащих для передачи сигнала вовне камеры, но не для его усиления. В большой рабочей зоне сбор сигнала осуществляется во всем ее объеме. Подобная сложная конструкция позволяет уменьшить эффективную загрузку станции трекера. Для достижения 100%-ной геометрической эффективности каждая камера третьего типа включает в себя как минимум два слоя, комплементарных по отношению друг к другу.
Система считывания Внешнего Трекера [43] базируется на использовании
8-канальной микросхемы ASD-8 [44], которая включает в себя усилитель, формирователь сигнала и дискриминатор. Выходы ASD-8 подключены к 128-канальной карте время-цифрового преобразователя (ВЦП). Последняя содержит также кольцевой буфер, позволяющий запоминать показания Внешнего Трекера для 128 последовательных событий. Нужная информация затем может быть вычитана по запросу Системы Сбора Данных HERA-H. Величина временного разрешения одного канала ВЦП составляет 0.14 не, что эквивалентно точности измерения координаты 11 мкм.
Интерфейс ТС для коммуникаций с Системой Отбора Событий будет