Научная сессия ученого совета ОФВЭ ПИЯФ 23 декабря 2009 Е. Крышень Эксперимент ALICE в 2009 году

2 В работе Алисы в 2009 году можно выделить три ключевые стадии: 1.Shutdown and commissioning 2.Тесты с космическими мюонами 3.Первые столкновения при энергии 900 ГэВ ( – ) ALICE – эксперимент, нацеленный на изучение физики столкновений тяжелых ионов при энергиях LHC, исследование ядерной материи в условиях экстремальных плотностей энергии, при которых предсказывают переход в состояние кварк- глюонной плазмы. Изучение этой фазы – ключ к пониманию конфайнмента КХД и механизма восстановления киральной симметрии. ALICE будет производить всестороннее изучение адронов, электронов, мюонов и фотонов в столкновениях тяжелых ионов, а также изучать физику pp столкновений для сравнения результатов с PbPb данными и для получения результатов в тех областях, где ALICE имеет преимущества по сравнению с другими экспериментами LHC.

ALICE Set-up HMPID Muon Arm TRD PHOS PMD ITS TOF TPC Size: 16 x 26 meters Weight: 10,000 tons 17 подсистем

ALICE Status TRD: 4/18 7 /18 PHOS: 1/5 3 /5 EMCAL: 0/11 4 /11 Detector status by the end of the shutdown

5 Участие в отладке трековых камер мюонного спектрометра В конце 2008 года только 65% камер мюонного спектрометра были в рабочем состоянии. Основные причины отказов оборудования: 1) Контактные эффекты: нарушение пайки в шинах низковольтного питания и загрязнения разъемов карт MANU (в частности паяльным флюсом). 2) Некачественные источники низковольтного питания, в частности, имеющие высокочастотные компоненты на его выходе. 3) Высокочастотные наводки в шахте (внутри дипольного магнита). К концу шатдауна были введены в строй более 95% каналов. Группа ПИЯФ (В. Иванов, Е. Рощин, В. Никулин) принимала активное участие (отработано более 10 человеко- месяцев). Н. Мифтахов принимал участие в деятельности группы геодезического обеспечения эксперимента.

6 Регистрация космических мюонов Собрано ~ 500 млн. космических событий Триггеры: Rate: SPD trigger – 0.18 Нz ACORDE ~single muon 70 Hz ACORDE ~multi muon 1 Hz TOF ~100 Hz Алайнмент SPD < 10 мкм. Статья «Alignment of the ALICE Inner Tracking System with cosmic-ray tracks» принята к публикации в JINST

7 Космика на мюонном спектрометре Набрано более событий с различными конфигурациями магнитного поля. Хорошая стабильность спектрометра (сбой за 3-5 дней). Доля работоспособных каналов за два месяца уменьшилась с 95.7% до 95.3%. Шумовыми сигналами – не более 1%. Типичное время считывания ~ 340 мкс. Оценка ошибки выстройки ±4 мм – 10% разрешение по импульсу космических мюонов. Ожидается выстройка на треках с точностью около 0.2 мм (200 микрон)

8 Участие в работе триггерной группы Разработка генератора искусственных триггерных сигналов для тестирования работы детектора ALICE (постер на конференции CHEP в марте 2009, Proceedings submitted to Journal of Physics). Подготовка и участие в тестах ERP, моделирующих условия в первых физических столкновениях. Cинхронизация триггерных сигналов Участие в разработке триггерной стратегии и подготовка необходимых конфигураций Расчеты «расписания» столкновений (bunch crossing numbers) Оценка эффективности SPD триггера Оценка доли beam-background событий

23 ноября – первые столкновения на LHC при энергии ГэВ Нестабильные пучки - в регистрации первых столкновений принимали участие только детекторы, устойчивые к возможным всплескам загрузок: Inner Tracking System (6 слоев) V0 сцинтилляторы Калориметры: PHOS, EMCAL, ZDC. Триггер SPD+Beam pickup on both sides. Без магнитного поля В течение 40 минут АЛИСА зарегистрировала 284 события 9 Первые pp столкновения в ALICE

10 Первое событие в ALICE

23 ноября, понедельник – первые 284 столкновения 28 ноября, cуббота – первая статья отправлена в EPJC 12 декабря – статья опубликована National Geographic News For the Large Hadron Collider's first result, ALICE found that a proton-proton collision recorded on November 23 created the precise ratio of matter and antimatter particles predicted from theory.

12 Измерение распределения плотности заряженных частиц по псевдобыстроте. Две нормировки: (центральная область) –неэластичные столкновенияdN ch /dη = –non-single-diffractive collisions dN ch /dη = Сравнение протон-протонных данных с антипротон-протонными (UA5) –При энергии 900 ГэВ теории предсказывают разницу порядка %. –Большая разница возмножна из-за обмена оддероном (C=-1). –Плотности распределений в протон-протонных и антипротон-протонных столкновениях оказались сопоставимыми. Первые результаты

Первые данные на «стабильном» пучке 13 6 – 16 декабря – первые данные на «стабильном» пучке Все 17 детекторов в рабочем состоянии Триггер: (SPD or V0A or V0C) & Beam peak up + мюонный триггер ~ хороших событий Большая доля beam-background событий Различные конфигурации магнитного поля 14 декабря – событий – ITS+PHOS+EMCAL при энергии 2.36 ТэВ Расписание LHC = 4x4 => 2 beam-gaz + 2 gaz-beam + 2 collision bunch crossings (в будущем планируется более 2000 bunces/orbit). Rate – до 10 Гц при высокой интенсивности (2x10 10 p/bunch). 14 декабря - 16x16 => 30 Гц.

14 Примеры реконструированных событий

15 3 метода реконструкции первичной вершины: Только SPD (SPD tracklets) ITS целиком (ITS tracks) Только TPC (TPC tracks) Разрешение TPC standalone намного хуже разрешения ITS, но положение центра распределения совпадают; т.е. относительное выравнивание хорошее. Определение положения пучка с точностью 200 мкм. Восстановление первичной вершины

16 TPC ITS TOF Particle identification (Data)

17 Восстановление слабых распадов Также наблюдаются каскадные распады Ξ -, π 0 γ γ, φ K + K -, но результаты ещё не допущены для публичных презентаций. Реконструированные массы прекрасно согласуются с общемировыми значениями

18 Планы ALICE на 2010 год Январь – начало февраля – shutdown. Февраль – октябрь - ALICE minimum bias program pp на стабильных пучках (цель – энергия ТэВ, светимость > см -2 с -1 ) –QCD, heavy flavour, jets –Референсные данные Pb-Pb столкновений –Сбор данных при всех промежуточных энергиях Программа редких триггеров при более высокой светимости: –Триггер на высокую множественность –Мюонные, электронные, фотонные триггеры –Триггер на дифракционные процессы? Ноябрь первые PbPb столкновения Участие ПИЯФ: –Смены (мюонный спектрометр, триггер, DAQ, Offline, shift leader) –Участие в триггерной группе (оценка эффективностей триггеров, настройка программного обеспечения, разработка стратегии, участие в тестах с генератором триггерных сигналов) –Участие в группе мюонного спектрометра (отладка неисправных камер во время shutdowna, участие в обработке данных)

19 В.Никулин, к.ф.-м.н., снс Е.Крышень, нс, (гот.канд.дисс.), 30 лет А.Залите, к.ф.-м.н., снс М.Жалов, к.ф.-м.н., внс М.Малаев, аспирант, 23 года М.Мифтахов, вед. инженер В.Иванов, к.ф.-м.н., снс Е.Рощин, вед. инженер В.Самсонов, д.ф.-м.н., зав. лабораторией Участники эксперимента ALICE от ЛРЯФ: Финансовое обеспечение участия в эксперименте ALICE: Визиты: 90 k$ (Минобрнаука) 14 k$ (ЦЕРН) Поддержка участия: 1000 т.руб. (РАН)

20 С НОВЫМ ГОДОМ!

21 Backup slides

22 Мюонный спектрометр

23 Участие в сменах Смены в 2009 году: Тип сменыЧисло смен Залите АндрейOffline22 Крышень ЕвгенийТриггер31 Крышень ЕвгенийShift leader28 Никулин ВладимирМюонные спектрометр2525 Итого7878 В плане на 2010 год (fair share 0.9%) – 136 смен