Cтартовый детектор Т0 для триггерной и времяпролетной систем установки ALICE Институт ядерных исследований Российской Академии Наук Коллабораторы: Университет гор. Юваскюля, Финляндия Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Российский Научный Центр «Курчатовский институт» 24 Октября 2012 | Т.Каравичева

T0-C Детектор Т0 состоит из двух сборок черенковских счётчиков, по 12 счетчиков в каждой сборке, расположенных по обе стороны от номинальной точки столкновения частиц. Черенковские счетчики основаны на российских магнитостойких фотоумножителях ФЭУ-187 (диаметр 30 мм, длина 45 мм) с сетчатыми динодами и кварцевым радиатором (диаметром 20 мм и длиной 20 мм, Гусь - Хрустальный, Россия) Стартовый T0 детектор

Для идентификации частиц по время- пролетному методу (TOF) детектор обеспечивает определение момента столкновения встречных пучков с точность ~40 пС для рр и ~25 пС для PbPb столкновений Генерирует 5 триггерных сигналов основанных на определении центральности и вершины взаимодействия, обеспечивая подавление фона Является основным детектором для определения и мониторирования светимости на установке ALICE для рр взаимодействий и диагностики пучка T0 детектор участвует (100%) во всех измерительных сеансах проводимых экспериментом ALICE показывая превосходное разрешение и стабильность Роль детектора T0 в эксперименте ALICE T.Karavicheva

4 Идентификация частиц T.Karavicheva Использование время- пролетной системы позволяет идентифицировать пионы, каоны и протоны при значениях поперечного импульса от 0.5 до 2,5 ГэВ/c.

T.Karavicheva Светимость : стабильность работы детектора позволяет использовать его в качестве основного детектора для определения светимости на установке ALICE

T.Karavicheva Почему необходимо модернизировать T0 ? Увеличение аксептанса детектора: в настоящее время эффективность детектора для рр столковений низка, чтобы использовать T0 в качестве основного детектора для minimum bias триггера. Подавление послеимпульсов: Послеимпульсы есть на магнитостойких ФЭУ с сетчатыми динодами, это связано с их конструкцией. Они есть и на ФЭУ Hamamatsu и на ФЭУ-187. Разброс их количества очень большой, зависит от экземпляра Уменьшение объема занимаемого детектором: чтобы учесть установку других систем (для мюонного переднего трэкера ) Расширение функциональности: улучшить амплитудное разрешение в широком динамическом диапазоне (1-100 MIP) для измерения плотности заряженных частиц и плоскости реакции.

Submitted to LHCC sept 6 th Forward Trigger Detectors The forward region of the present ALICE detector hosts the V0 and T0 detectors. The V0 detector is based on plastic scintillators and shows a time resolution of better than 1 ns. It provides a highly efficient interaction trigger, a selective centrality trigger for Pb-Pb collisions and it is also used for rejection of beam-gas interactions. The T0 detector is based on Quartz Cherenkov technology with a time resolution of better than 50 ps. It provides the t0 for the TOF detector and selects the primary vertex position with centimeter precision at the trigger level. Which of these functionalities has to be preserved for the upgraded ALICE detector is subject to further studies. The goal is to have a single detector system that can provide all the required functionality. T.Karavicheva

Мы предлагаем заменить Т0 (рабочая версия) на одно или два кольца детекторов на основе микроканальных фотоумножителей (MCP-PMT)

T.Karavicheva Конструкция нового детектора

T.Karavicheva MCP-PMT также рассматриваются для возможного применения в других экспериментах (e.g. PANDA, LHCb)

Результаты моделирования T.Karavicheva Заменяя старое кольцо T0 12 ФЭУ на новое кольцо с 8 MCP-PMTs мы увеличиваем в четыре раза число зарегистрированных частиц! У нового T0 будут эффективность ~100% для рр столкновений при энергии 7 TэВ и эффективность восстановления вершины ~93% Добавление второго кольца (с 12 MCP-PMTs) делает только небольшое улучшение новый

Оценка стоимости модернизации детектора Т0 Самые дорогие компоненты - новые MCP- PMT – 2 x запасных = 14k = 280k Стоимость кварцевого материала будет ~500/kг Оценка стоимости новой электроники будет сделана после R&D T.Karavicheva