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Upgrade del rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar. Mirco Andreotti XVII Ciclo di Dottorato di Ricerca in fisica 27 Novembre 2002. Fasci asimmetrici:. L’esperimento Babar. Studia la violazione della simmetria CP nei decadimenti dei mesoni. - PowerPoint PPT Presentation
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Upgrade del rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar
Mirco AndreottiXVII Ciclo di Dottorato di Ricerca in fisica
27 Novembre 2002
L’esperimento Babar
• Studia la violazione della simmetria CP nei decadimenti dei mesoni BB
La coppia di mesoni si ottiene dalla reazione:
BBSee )4(
BB
)4( 6.10 SCM MGeVE
ee Fasci asimmetrici: GeVEe
1.3
GeVEe
9
Il Rivelatore Babar
1) SVT : rivelatore di vertice
2) DCH : camera a deriva
3) DIRC : rivelatore di luce Čerenkov
4) EMC : calorimetro elettromagnetico
5) Magnete superconduttore : B=1.5 T
6) IFR : rivelatore di μ e adroni neutri (K0
L e K0S)
Il rivelatore di muoni IFR
Rivelatore composto da RPC
(Resistive Plate Chamber)
ottenuto nel ferro di ritorno
del campo magnetico:
6 sestanti
19 strati
3 moduli
342 camere in totale
Efficienza dell’IFRMaggio 2000
Luglio 2002
Efficienza delle camere
Upgrade dell’IFR1) Nuovo sistema di
distribuzione dell’HV.2) Nuovi rivelatori da
sostituire agli RPC.
Diminuzione di efficienza nel tempo
dovuto a:
1) Il vecchio sistema di distribuzione dell’alta tensione inefficiente: camere che assorbono alte correnti dovevano essere disconnesse.
2) Perdita di efficienza delle camere.
3) Sistema di distribuzione del gas inefficiente.
Nuovo sistema di distribuzione dell’HV
HVPower Supply
12 HVBox Distribution 342
RPC
Nuovo HV Box Distribution
HVPower Supply
RPC
• Vecchio sistema: ogni HV-Box era alimentato da 3 HV-PS. Ciò permette di poter
alimentare camere che prima non potevano essere alimentate.
• Nuovo sistema: ogni HV-Box è alimentato da 6 HV-PS.
Nuovo sistema di distribuzione dell’HV
• Sono state rimpiazzate le 12 vecchie scatole di distribuzione con quelle nuove.
• Ogni nuova scatola può alimentare fino a 36 camere utilizzando 6 HV-PS.
• In totale dobbiamo alimentare 342 camere.
Distribuzione delle camere
La distribuzione delle camere nei box deve essere tale da:
• minimizzare la corrente assorbita da ogni gruppo
• massimizzare il numero di camere alimentate
tenendo conto della disposizione delle scatole sul rivelatore.
Misura delle correnti assorbite da ogni camera alla tensione di lavoro di 7600 V
Determinazione della distribuzione delle camere seguendo i requisiti descritti sopra.
Test di mappatura canale per canale del nuovo sistema di HV
• mappatura dell’HV : accertare che ogni uscita del Box-HV alimenti la camera assegnata.
• mappatura dell’interfaccia grafica EPICS di controllo del rivelatore.
Run di cosmici e controllo con il Fast Monitoring Online
½ barrel acceso come trigger
Camere accese da testare
Lettura della risposta del rivelatore con il Fast Monitoring Online durante l’acquisizione dati.
Confronto fra vecchio e nuovo HV
1) Tre scambi nella mappatura delle camere.
2) Molti errori nella mappatura di EPICS.
3) Tutte le camere che prima erano disconnesse e ora sono connesse mostrano > 0.
Vecchio HV :
•24 camere disconnesse
Nuovo HV :
• 22/24 camere connesse.
• 2/24 rimangono disconnesse.
Risultati dei test
Conclusioni
Nuovi rivelatori
• Si vogliono sostituire gli attuali RPC con LST (Limited Streamer Tube, o tubi di Iarocci).
• Ogni nuova camera è composta da 2 strati ciascuno con 8 tubi.• Ogni camera dovrà essere lunga circa 4 m.
Fili a tensione positiva (~4600 V)
Pareti rivestite di grafite a massa
Strip di lettura ortogonali
Test su prototipi a Ferrara
• Condizionamento delle camere: procedura preliminare per il funzionamento.
• Plateau delle camere per la determinazione della tensione di lavoro
• Spettro in ampiezza dei segnali dai fili e dalle strip.• Misure di efficienza di rivelazione.• Ottimizzazione della miscela del gas da usare.
Test sui primi prototipi a Ferrara
• Dai primi due prototipi siamo riusciti ad ottenere solamente alcuni segnali da fili e strip. Utilizzando il seguente apparato:
Chamber
ANDTRIGGER
Scintillators
Strip
Layer up turn off
Layer down turn on @ 4600 V
Miscela di gas utilizzata: Ar/C4H10/CO2 (2.5/9.5/88)%
Alcuni segnali
Strip
Filo
Possibili motivazioni del mal funzionamento dei prototipi
• Difetti di fabbricazione.• Miscela di gas non adeguata.
7 nuovi prototipi:
• 3 sono attualmente sottoposti al condizionamento.
• test imminenti.
……..
Misure del Fattore di Forma del Misure del Fattore di Forma del Protone nella Regione TempoProtone nella Regione Tempo
a Grande Quadrimpulso Trasferito a Grande Quadrimpulso Trasferito
dai dati raccolti dall’esperimento E835 al dai dati raccolti dall’esperimento E835 al FermilabFermilab
Selezione di in E835Selezione di in E835
Sezione d’urto differenziale
eepps (GeV2)
N
11.63
32
12.43
34
14.40
0
18.22
0
ana = 60 %
Studio dei fondiStudio dei fondi Stato finale J/ inclusivo:
Conversione di fotoni in e+e- e decadimento Dalitz del 0:
Stato finale adronico in due corpi:
FFB 210
Calcolo del fattore di formaCalcolo del fattore di forma
(b) Contributo elettrico trascurabile
(a)
Risultati del fattore di formaRisultati del fattore di forma
…….
Meeting, congressi, lavori e trasferte anno 2002
1) Trasferta a Fermilab (Batavia-Illinois) dal 25/02/2002 al 03/03/2002. Partecipazione al meeting della Collaborazione E835. Presentazione: “Risultati della misura del fattore di forma del protone nella regione tempo”.
2) Trasferta a Roma, Università La Sapienza dal 23/05/2002 al 24/05/2002. Partecipazione alla riunione di Analisi Babar Italia.
3) Trasferta a SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, Palo Alto – California) dal 01/07/2002 al 31/08/2002.
- Partecipazione al rinnovo del sistema di distribuzione dell’alta tensione del rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar.- 08/07/2002-12/07/2002 partecipazione al meeting della Collaborazione Babar.
Presentazione alla sessione parallela sui rivelatori: “Status of the DCH waveform
analysis”- 05/08/2002-16/08/2002 partecipazione alla “XXX SLAC Summer Institute” : “Secrets of the B Meson”.
4) Trasferta ad Alghero (Sardegna) dal 25/09/2002 al 01/10/2002. Partecipazione al LXXXVII Congresso Nazionale Società di Fisica Italiana. Presentazione : “Misure del Fattore di Forma del Protone nella regione Tempo a Grande quadrimpulso trasferito, ottenute dall’esperimento E835 al Fermilab”.
5) Trasferta a Torino dal 13/10/2002 al 14/10/2002. Partecipazione al Meeting della Collaborazione E835. Presentazione : “ Effects of new threshold on the form factor analysis”.
6) Trasferta a Bari dal 23/10/2002 al 25/10/2002. Partecipazione alla riunione di analisi Babar Italia. 7) Trasferta a SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, Palo Alto – California) dal 03/12/2002 al 16/12/2002.
- 04/12/2002-06/12/2002 Partecipazione al workshop : “Vxb and Vtx: a workshop
on semileptonic and radiative rare B decays” - 08/12/2002 Partecipazione al workshop: “replacement of the IFR”. - 09/12/2002-13/12/2002 Partecipazione al meeting della Collaborazione Babar.
Totale giorni trasferta all’estero = 82Totale giorni trasferta nazionale = 14Corsi e scuole seguiti nell’anno 2002
1) Corso integrativo : “Radioterapia con fasci adronici” tenuto dalla dott.sa Katia Parodi. Durata del corso 18 ore.2) Corso : “Rivelatori per la fisica delle particelle elementari” tenuto dal dott. Livio Piemontese. Durata del corso 30 ore.3) Scuola di Fisica descritta al punto 3) sopra.
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