ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2010, том 73, № 11, с. 1983-1986
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ
НОВАЯ ТРЕКОВАЯ СИСТЕМА ДЕТЕКТОРА СНД
© 2010 г. Е. Г. Авдеева1),2)*, А. Г. Богданчиков1), А. А. Ботов1), Д. А. Букин1), А. В. Васильев1),2), В. М. Весенев1), В. Б. Голубев1),2), Т. В. Димова1),2), В. П. Дружинин1^, А. А. Король1),2), С. В. Кошуба1), А. Е. Образовский1), Е. В. Пахтусова1), С. И. Середняков1),2), А. А. Сироткин1), И. К. Сурин1),3), Ю. В. Усов1), П. В. Филатов1), А. Г. Харламов1),2)
Поступила в редакцию 10.02.2010 г.
Приводится описание новой трековой системы (ТС) детектора СНД для экспериментов на е+е--коллайдере ВЭПП-2000. ТС полностью собрана, установлена на детектор и готова к работе в режиме сбора данных с ВЭПП-2000. Тестовые эксперименты с космическими событиями и с пучками ВЭПП-2000 показали устойчивую работоспособность системы. По имеющимся данным были отлажены процедуры моделирования, калибровки и реконструкции.
1. ВВЕДЕНИЕ
В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера в Новосибирске завершается сооружение электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-2000 [1]. Новый коллайдер будет работать в диапазоне энергий пучков от 0.4 до 2 ГэВ в с.ц.м. Проектная светимость составляет 1032 см-2 с-1 при энергии пучков 2 ГэВ. Физическая программа коллайдера ВЭПП-2000 продолжает программу ВЭПП-2М [2] и включает в себя измерение сечений аннигиляции e+e- в адро-ны, изучение эксклюзивных адронных процессов, измерение параметров возбужденных резонансов, проверку КЭД высоких порядков и др. [3]. На коллайдере установлены два универсальных детектора: КМД-3 [4] и СНД [5].
2. ПАРАМЕТРЫ ТС
По сравнению с вариантом детектора для ВЭПП-2М [6] детектор СНД был существенно модифицирован для экспериментов на ВЭПП-2000. В связи с изменением конструкции места встречи пучков для СНД была создана новая трековая система (ТС). Кроме того, был добавлен аэрогелевый пороговый черенковский счетчик. Калориметр, который занимает большую часть объема детектора, остался без изменения. Соответственно ТС и черенковский счетчик были
!)Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск.
2)Новосибирский государственный университет, Россия.
3)Новосибирский государственный технический университет, Россия.
E-mail: tsukanova@sndxt1.inp.nsk.su
размещены в прежнем объеме между вакуумной камерой и калориметром. Схема ТС СНД приведена на рис. 1, 2.
Основное предназначение ТС — измерение координат точек вылета и направлений треков. Отсутствие магнитного поля в детекторе СНД не дает возможности измерять импульсы частиц по кривизне траектории, но обеспечивает прямолинейность треков и позволяет регистрировать, в том числе, медленные частицы, которые в присутствии магнитного поля не смогли бы вылететь из ТС. Если старая ТС была разделена на две части, то новая состоит из единого газонаполненного объема, что позволяет избежать дополнительного рассеяния на веществе между объемами.
Кроме того, ТС предназначена для измерения
Рис. 1. Схема ТС СНД в плоскости, проходящей через ось пучков.
1983
1984
АВДЕЕВА и др.
распределениях ионизационных потерь позволит разделять заряженные частицы. Планируется разделять, например, п- и К-мезоны с импульсами до 300 МэВ/с на уровне 3а.
Основные проектные параметры ТС приведены в таблице [7].
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
Данные, записанные в ходе тестов с космическими лучами [7] и с пучками ВЭПП-2000, использовались для отладки программ моделирования, калибровки и реконструкции. На рис. 3 приведено полученное разрешение по координате вдоль проволочки. Распределение построено по космическим событиям. Координата вдоль проволочки вычисляется методом деления заряда. Разницу между разрешениями, полученными в эксперименте и моделировании, можно объяснить тем, что процедура моделирования не учитывает шумы и наводки сигнала на соседние проволочки. На рис. 4 приведено разрешение в К—^-плоскости, построенное по событиям электрон-позитронного рассеяния. Полученные разрешения хорошо согласуются с приведенными в таблице.
Проектные параметры трековой системы СНД
Чувствительная длина вдоль оси пучков [мм] 242-292
Внутренний/внешний диаметры чувствительного объема [мм] 42/200
Тип/число дрейфовых ячеек Струйный/24
Число измерений внутри одной ячейки 9
Регистрация центральных треков (4/9 слои) [% от Ал] 94/75
Входное/полное количество вещества <О.ОЬТо/0.04Хо
Диаметр [мкм]/число чувствительных проволочек 15-20/312
Диаметр [мкм]/число полевых проволочек 120/984
Число катодных полосок 288
Полное число считывающих каналов 948
Рабочая газовая смесь/коэффициент усиления 90%(Ar)+ 10%(CO2)/5 х 105
Пространственное разрешение, вычисляемое по:
времени дрейфа в Д—(^-плоскости ах [мкм] 150
делению заряда вдоль проволочки <тг [мм] 1.5
катодным полоскам <тг [мм] 0.5
Угловое разрешение а^/аи [град] 0.3/0.5
Разрешение по ионизационным потерям сг^е/Фх/{(1Е / (1х) [%] 25
7г//\-разделение по ионизационным потерям Для импульсов <300 МэВ/с
мм
мм
Рис.2. Схема ТС СНД в плоскости, перпендикулярной оси пучков. Крестиками изображены чувствительные проволочки, точками — полевые.
ионизационных потерь заряженных частиц. Наличие или отсутствие трека позволяет отличить заряженные частицы от нейтральных. Различие в
НОВАЯ ТРЕКОВАЯ СИСТЕМА ДЕТЕКТОРА СНД 1985
г, мм
Рис. 3. Пространственное разрешение вдоль проволочки в 7-м слое. Гистограмма — моделирование, точки с ошибками -экспериментальные данные.
Разрешение, мкм
400 350 300 250
200
150
100
50
* 9-И слой
5-И СЛОЙ
^т 7-И слой
Ы-
+
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Я, см
0
Рис. 4. Зависимость пространственного разрешения в К—^-плоскости от расстояния (плоскости, перпендикулярной оси пучков); К — расстояние от трека до проволочки. Показаны данные для 7, 8 и 9-го слоев. Горизонтальная линия — проектное разрешение.
1986
АВДЕЕВА и др.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На текущий момент ТС СНД полностью готова к работе в режиме сбора данных с ВЭПП-2000. Тестовые эксперименты с космическими событиями и с пучками ВЭПП-2000 показали устойчивую работоспособность системы. Часть параметров уже согласуется с проектными, однако ведется дальнейшая модернизация процедур калибровки, моделирования и реконструкции для улучшения параметров. Для модернизации процедур используются данные, записанные в тестовых экспериментах.
Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ № 08-02-00328-а и 08-02-00660-а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Yu. M. Shatunov et al., in Proceedings of the 7th European Particle Accelerator Conference (EPAC-2000), Vienna, Austria, 26-30 Jun. 2000, p. 439.
2. A. N. Skrinsky, in Proceedings of the Workshop on Physics and Detectors for DA^NE, Fraskati, 1995, p. 3.
3. S.I. Serednyakov, Nucl. Phys. B Proc. Suppl. 126, 369 (2004).
4. G. V. Fedotovich, Nucl. Phys. B Proc. Suppl. 162, 332 (2006).
5. Г. Н. Абрамов, В. М. Аульченко и др., Препринт № 2001-29, ИЯФ (Новосибирск, 2001).
6. M. N. Achasov, V. M. Aulchenko, S. E. Baru, et al., Nucl. Instrum. Methods A 449, 125 (2000).
7. V. M. Aulchenko et al., Nucl. Instrum. Methods A 598, 102(2009).
NEW DETECTOR SND TRACKING SYSTEM
E. G. Avdeeva, A. G. Bogdanchikov, A. A. Botov, D. A. Bukin, T. V. Dimova, V. P. Druzhinin, P. V. Filatov, V. B. Golubev, A. G. Kharlamov, A. A. Korol, S. V. Koshuba, A. E. Obrazovsky, E. V. Pakhtusova, S. I. Serednyakov, A. A. Sirotkin, I. K. Surin, Yu. V. Usov, A. V. Vasiljev,
V. M. Vesenev
We present the description of the Spherical Neutral Detector (SND) new tracking system (TS) for experiments at e+e- collider VEPP-2000. TS is fully assembled, installed on SND and ready for data taking at VEPP-2000. Test runs with cosmic events and with VEPP-2000 beams show its good performance. Data obtained are used for modernization of simulation, calibration, and reconstruction procedures.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.