Разработка и создание передней части трекера эксперимента D0 (FNAL)

• Автор: Карманов, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление:
Оглавление
Введение
Глава 1. Экспериментальная установка РО
1.1. Краткое описание экспериментальной установки
1.2. Трековая система эксперимента
1.3 Точность восстановления параметров в трековой системе
эксперимента 00 при малых |т]|
Глава 2. Особенности трековой системы в передне-заднем направлении
2.1. Проблема регистрации треков с |'п|>2
2.1.1. Точности определения “промахов" и импульсов пологих треков с р>2
2.1.2. Основные размеры и положение торцевых дисков, выбор типа детекторов
2.1.3. Радиационные загрузки трековой системы в области | у|>2
2.2. Оптимизация геометрии торцевых дисков, исходя из перспектив их использования для физического анализа
2.3. Основные элементы механической конструкции торцевых дисков
Глава 3. Кремниевые детекторы торцевых дисков
3.1. Кремниевые односторонние микростриповые детекторы (КМСД) с емкостным съёмом сигнала
3.2. Требования к параметрам детекторов торцевых дисков
3.2.1. Основные эффекты радиагрюнной деградации
3.2.2. Шумовые свойства КМСД
3.2.3. Координатное разрешение
3.2.4 Отношение сигнал к шуму в системе торцевых дисков, эффективность
регистрации и подавление шумовых срабатываний
3.2.5. Быстродействие детектора
3.2.6. Дефектные каналы
3.3. Спецификация детекторов торцевых дисков

Глава 4. Особенности изготовления детекторов торцевых дисков,
методика их испытаний и результаты
4.1 Основные этапы изготовления микростриповых детекторов торцевых дисков
4.2 Особенности технологии и конструкции микростриповых детекторов торцевых дисков
4.2.1. Минимизация токов утечки стрипов
4.2.2. Реализация переходного конденсатора
4.2.3. Реализация поликремниевого резистора и сопротивление имплантации
стрипа
4.2.4. Межстриповая емкость и полная ёмкость стрипа
4.2.5. Повышение рабочего напряжения р-п переходов
4.3. Задача испытаний детекторов
4.4. Общие требования к измерительному оборудованию и программному обеспечению
4.5. Схемы измерений и методы расчета некоторых величин
-/. 5.1. Измерение общего тока утечки детектора и токов стрипов
4.5.2. Определение дефектов переходных конденсаторов стрипов
4.5.3. Сопротивления поликремниевых резисторов
4.5.4. Измерение межстрипового сопротивления
4.5.5. Измерение напряжения полного обеднения
4.5.6. Ёмкость переходного конденсатора
4.5.7. Межстриповая емкость
4.5.8. Измерение плотности поверхностного заряда в окисле
4.5.9. Измерение потенгщалов на системе охранных колец
4.6. Основные результаты контроля качества детекторов торцевых
дисков
4.7. Радиационные испытания детекторов
Глава 5. Сборка торцевых дисков, их испытания и некоторые
результаты работы
5.1. Точность сборки торцевых дисков и методика контроля точности
5.2. Основные задачи и методика тестирования частей трекера Б0
5.2.1. Функциональный тест
5.2.2. Тест надёжности
5.2.3. Лазерный тест
5.3. Анализ результатов тестирования детекторов и частей торцевых дисков трекера DO
5.3.1. Сравнение общих токов утечки детекторов
5.3.2. Сравнение напряжений обеднения измеренных на тестовых структурах
и на лазерном стенде
5.3.3. Корреляция мертвых каналов, найденных в лазерном тесте, с результатами измерений токов утечки конденсаторов
5.4. Некоторые методические результаты работы торцевых дисков в
составе трековой системы эксперимента D0
5.4.1. Отношение сигнал к шуму в системе
5.4.2. Восстановление масс частиц по информации из различных частей трековой системы D0
5.4.3. Эффективность выделения событий с В-мезоном ("b tagging")
Заключение
Литература

выбрать координатное разрешение дисков. Кроме того, для исследования зависимости точности определения р( от координатного разрешения дисков моделировалось прохождение через трековую систему одиночных лептонов (мюонов) в широком диапазоне pt и ц. Для этой работы [2.1] использовался програмный пакет MCfast [2.5] разработанный в FNAL для задач моделирования методом Монте-Карло. События для MCfast предварительно разыгрывались другими пакетами (PYTHIA, HERWIG, ISAJET). MCfast:
1. определяет треки каждого события с учетом магнитного поля и процессов многократного рассеяния;
2. определяет “реальные” координаты "хитов" - точек пересечения треков с детекторами трекера;
3. определяет “восстановленные” координаты хитов с учетом заложенного координатного разрешения в каждом слое детекторов;
4. по результатам пункта 3 восстанавливает треки и затем все параметры исходного события.
Разность между “реальными” и “восстановленными” величинами определяет точность восстановления этих величин.
Для лучшего понимания влияния координатного разрешения детекторов ТД на параметры SMT и для оптимального выбора этого разрешения, моделирование проводилось для двух величин координатного разрешения детекторов ТД - с*,, = 50мкм и 12мкм. Предполагалось, что стрипы детекторов расположены под углом ±7.5° к оси R. На рис.2.7 представлены результаты моделирования разрешения системы СТТ+8МТ(ЦКТ+ВД+ТД) по величине “промаха” треков в плоскости Rep, там же нанесены точки полученные по формуле (2.3.6). На основе этих результатов было уточнено моделирование эффективности выделения 5-мезонов по “промахам” треков-продуктов его распада ("5 tagging") [1.15]. Для этого исследования разыгрывалось рождение bb пар и требовалось, чтобы 5-кварк адронизировался как Bj. Как было показано в главе 1 (рис. 1.3 а), продукты распада 5-мезонов в основном имеют поперечный импульс порядка нескольких ГэВ/с. Из рис. 2.7 видно, что при таких величинах р, для центральной области (0<|г||<1.5) можно использовать <тЯ(,~25мкм, а в "передне-задней" области (2<|г||<3) при использовании детекторов ТД с координатным разрешением а*,, = 12мкм получаем 0я„=45мкм. И условия выделения адронной струи с 5-кварком по двум трекам (“tl” и “t2”) лежащим в узком конусе струи и имеющим “промахи” 9?R(,>3aRt, запишутся в этом случае следующим образом [ 1. 15]:
а. при 0