Готовность времяпролетного идентификатора (TOF) детектора ALICE к первому сеансу пучковых измерений на БАК А.В. Акиндинов (ИТЭФ) ALICE-TOF collaboration: - презентация

1 Готовность времяпролетного идентификатора (TOF) детектора ALICE к первому сеансу пучковых измерений на БАК А.В. Акиндинов (ИТЭФ) ALICE-TOF collaboration: INFN and University Bologna INFN and University Salerno ITEP Moscow Kangnung University ITEP

2 ALICE – эксперимент, где была создана новая времяпролетная методика Около каналов 4x4 см 2, полная поверхность: ~150 м 2 ФЭУ + Сцинтиллятор Цена Магнитное поле (0.5 Тл) Требуемое временное разрешение ~100 ps.

3 Выбор газовой смеси, использование многозазорных камер, Первые тесты с керамически ми PPC в ИТЭФ Этапы R&D 1992 Отсутствие технологии для реализации системы ALICE- TOF Первый 32 канальный полностью оснащенный электроникой Полноразмерный прототип модуля ALICE 1x1 m Требования Эффективность- 100% Разрешение 100 псек Площадь > 100 m 2 Эффективность - 60% Разрешение ~500 псек Площадь - нет Искры - проблема Эффективность - 95% Разрешение ~190 псек Площадь - нет Искры - проблема Эффективность - 95% Разрешение ~230 псек Площадь - +/- Искры - проблема Эффективность - 95% Разрешение ~280 псек Площадь - + Искры - проблема RPC камеры и модули (RPC, DRPC, MRPC) Эффективность - 99% Разрешение ~50-80 псек Площадь - + Искры - нет Резистивный электрод Основа реализации MRPC для ALICE-TOF, строительство системы, тесты, установка и запуск Крупнейшая TOF система в мире. модуль по настоящее время Предложение по MRPC Аналогичная технология HARP TOF (CERN) HADES Tofino (GSI) STAR TOF (BNL) CBM TOF (GSI) PANDA TOF (GSI) !!!!В настоящее время эта технология времени пролетных измерений становится основной для физики высокой энергии и релятивистской ядерной физики !!!!!

4 Сборка и калибровка ALICE TOF Детекторы СТАРТ Модуль 1 Модуль 2 Модуль 3 Модуль 4 Модуль5 Детекторы СТАРТ Космическая тестовая станция с прототипами программ ALICE DAQ и DCS

5 ε TOF > 99% Космическая станция для тестирования и калибровки модулей TOF Все 87 TOF модулей были протестированы В 2009 году протестированы 5 запасных модулей TOF =( ) пс. Эффективность выше 90%, получены данные по TOF- TOT калибровке(время-амплитудная коррекция) TOF время-амплитудная коррекция

6 Сборка супермодулей ALICE TOF

7 ALICE Status 1/5 PHOS, 4/18 TRD, 18/18 TOF HMPID 0/6 EMCAL Состояние по установленным детекторам на 27 Июня 2008 (Окончание установки детекторов)

8 Наладка детектора и первый космический сеанс(2008) September 2008: noise rate mean channel rate ~ 1.5 Hz (~ 65k channels) MPV = 23.5 Hz Данные по шумам оказались лучше чем ожидалось (~ 5 Hz) в (3-5)раз!! Это дало возможность использовать TOF как основной триггерный детектор в ходе космического сеанса измерений.

9 TOF for HMPID Without TOF trigger With TOF trigger TOFfor TRD BACKtoBACK for TRD TRD real spectrum without TOF pretrigger With TOF pretrigger T(100*ns) Использование TOF как триггерного детектора потребовало от коллаборации ALICE- TOF 24 часовых дежурств в течение всего сеанса (!!!!) Использование TOF как триггерного детектора

10 ALICE Status 3/5 PHOS, 7/18 TRD, TOF HMPID 2/5 EMCAL Состояние по установленным детекторам на 27 Августа 2009 (Начало космического Сеанса)

11 Наладка и физический пуск системы ALICE TOF Наладка и запуск (замена блоков питания и т.д.) были завершены к началу Космического Сеанса (Август, 2009) Количество секторов: 18 (100%) Работоспособных каналов: 153 k (95%) Низковольтная система : ~100% Система считывания: 98% Газовая система: 100% Высоковольтная система: ~ 100% Стабильная работа камер после проверки и тестирования на космическом стенде. Средний ток утечки всей системы TOF около 3 - 4uA (менее 0.02uA на канал = 4 MRPC)

12 TOF – Основной триггерный детектор для других подсистем ± 3 SM (Vth = 500 mV) Очень стабильная частота триггеров. «Чистота» триггеров для калибровки TPC более 50%. Система ALICE TOF в Космическом Сеансе Различные варианты триггера как проверка возможности использования TOF как триггера дифракционных событий в первых пучковых сеансах

13 Предварительные данные по временному разрешению σ(TOF) = 158 ps σ(detector) = σ (TOF) / sqrt(2)= 111 ps σ(MRPC) + σ (electronics) + σ (clock) + σ (calibration) + σ (noncalibrated) Дополнительная проверка всех задержек на кабелях и в TDC Проведение время-амплитудной калибровки для каждой индивидуальной ячейки системы (около 5-7 тысяц проведенных треков)

14 Заключение Параметры детектора TOF перед первыми пучковыми измерениями : 1.Собраны все 1638 стрипа и протестированы все 87 основных и 5 запасных модулей TOF 2.Все 18 супермодулей установлены в детектор ALICE и подключены к необходимым сервисам. 3.Готовность всех систем детектора более 95%. 4.TOF являлся основным триггерным детектором в ходе сеансов космических измерений в 2008 и 2009 годах. 5.Предварительная оценка временного разрешения дала величину ~120 псек. Оно позволит провести разделение пионов и каонов до импульса ~2 ГэВ/с. После полной калибровки системы мы надеемся достигнуть величины лучше 100 псек.

15