Триггерный детектор передней мюонной системы эксперимента DO

• Автор: Васильев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 78 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Эксперимент БО
1.1 Научные цели эксперимента БО
1.2 Схема установки БО во втором сеансе на Тэватроне
1.3 Мюонная система установки БО
2 Система триггерных мюонных сцинтилляционных
счетчиков передней мюонной системы
2.1 Требования к сцинтилляционным счетчикам
2.2 Конструкция одного счетчика
2.3 Сцинтиллятор, сместители спектра, ФЭУ
2.4 Отбор ФЭУ и счетчиков по высоковольтным группам
2.5 Тестирование собранных октантов
3 Мониторирование и калибровки системы триггерных сцинтилляционных счетчиков во время второго сеанса
3.1 Калибровка высоковольтных источников питания
3.2 Светодиодная калибровка
3.2.1 Система светодиодной калибровки
3.2.2 Процедура калибровки на светодиодах
3.2.3 Результаты светодиодных калибровок за 7 лет работы
3.3 Калибровка на ускорительных мюонах
3.3.1 Процедура калибровки
3.3.2 Результаты исследования стабильности работы счетчиков
3.3.3 Временные распределения сигналов со счетчиков
3.3.4 Изучение корреляций между дрейфом системы синхронизации Б0 и значениями ТО сцинтилляционных
счетчиков
3.4 Мониторирование работы передней мюонной системы
с использованием образования одиночных мюонов
4 Мюонная триггерная система эксперимента 1)0
во втором сеансе
5 Открытие странного каскадного бариона £ь"~ (йвЬ) при использовании системы триггерных сцинтилляционных счетчиков
Заключение
Литература

Введение
Протон-антипротонный коллайдер Тэватрон на энергию ~ 2 ТэВ в системе центра масс лаборатории им. Ферми (Фермилаб) в США по настоящее время остается крупнейшим ускорителем в мире. Одной из основных установок, работающих на Тэватроне, является установка БО [1,2]. Главными задачами экспериментов на этой установке являются проверка предсказаний Стандартной модели и поиск новых частиц и явлений за ее пределами.
Ко второму сеансу работы Тэватрона, который начался в марте 2001
г., установка Б0 была существенно модернизирована [3], что было
связано со значительным повышением светимости коллайдера
частности, были созданы новые детекторы в мюонной системе для
регистрации и идентификации мюонов. Мюонная система должна была
осуществлять эффективную выработку триггера и идентификацию
мюонов в большом телесном угле в широком диапазоне импульсов и при
низком фоне. К важнейшему из новых детекторов мюонной системы
относится разработанная и созданная в ИФВЭ система из 4214
триггерных сцинтилляционных счетчиков. Система расположена
симметрично относительно точки взаимодействия протонного и
антипротонного пучков, по три слоя счетчиков с каждой из двух сторон.
Общая площадь детектора составляет ~ 450 м2. Результатом введения в
установку этой большой системы явилось значительное увеличение
эффективности выработки триггера передней мюонной системы [4]
установки Б0 во втором сеансе благодаря новым сцинтилляционным
счетчикам с хорошим временным разрешением и тонкой сегментацией.
Система этих счетчиков использовалась для триггера на мюоны,
образованные в результате протон-антипротонных взаимодействий в
коллайдере Тэватрон, а также для предоставления информации по

3. Мониторирование и калибровки системы триггерных сцинтилляционных счетчиков во время второго сеанса
3.1. Калибровка высоковольтных источников питания
Высоковольтная система эксперимента БО основана на УМЕ модулях [28]. Для работы со сцинтилляционными триггерными счетчиками передней мюонной системы используются восьмиканальные источники питания УМЕ 4877Р8 с максимальным током 3.2 мА. Чтобы минимизировать число используемых источников питания, 16 фотоумножителей со схожими значениями рабочего высокого напряжения подключены к одному источнику. Таким образом, всего задействовано 6 УМЕ крейтов с 288 источниками питания. Типичное значение тока через делитель счетчика составляет 145 мкА при напряжении 2.0 кВ.
Как уже упоминалось, 48 октантов сцинтилляционных счетчиков (до 96 счетчиков в каждом) образуют триггерный детектор передней мюонной системы установки БО. Внутри октанта счетчики разбиты на 6 групп (до 16 счетчиков в каждой), каждая из которых подключена к отдельному высоковольтному источнику питания. Для каждого счетчика группы определено значение его рабочего напряжения как напряжение, при котором сигнал от 8г90 составляет 30 мВ по осциллографу. Счетчики отбирались в группы с тем расчетом, чтобы значение рабочего напряжения отдельного счетчика отличалось от среднего значения для группы не более чем на 25 В.
Мониторирование высокого напряжения осуществляется с помощью специальной программы. Дисплей высокого напряжения изображен на рис. 3.1. Эта программа позволяет следить за рабочими значениями токов /ш.ш, выраженными в микроамперах, и напряжений Утю, выраженными в вольтах, для каждой высоковольтной группы.