Сковпень Кирилл Юрьевич Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН Новосибирск 2007. - презентация

1 Сковпень Кирилл Юрьевич Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН Новосибирск 2007

2 Сковпень К. Ю Детектор СНД на e+e коллайдере ВЭПП-2000 Проектная светимость ВЭПП-2000 при 2E = 1 ГэВ L max = см -2 с -1, при 2E = 2 ГэВ L max = см -2 с -1 Периметр 24.4 м Время обращения пучка 82 нс Ток пучка 0.2 А Продольный размер пучка 3.3 см Разброс энергии в пучке 0.7 МэВ Два детектора: СНД и КМД-3

3 Сковпень К. Ю Детектор СНД на e+e коллайдере ВЭПП – вакуумная камера ВЭПП-2000, 2 – трековая система, 3 – аэрогелевый счетчик, 4 – кристаллы NaI(Tl), 5 – вакуумные фототриоды, 6 – поглотитель, 7-9 – мюонная система, 10 – фокусирующий соленоид ВЭПП-2000

4 Сковпень К. Ю Данные по нейтронному формфактору во времени-подобной области A. Antonelli et al., Nucl. Phys., B517, 1998, 3 Результаты измерений на детекторе FENICE на e+e коллайдере ADONE СечениеНейтронный формфактор Получены данные только в области по энергии: E kin > 10 МэВ Измеренное сечение на пороге рождения нейтрон- антинейтронных пар составило порядка 1 нб, измеренный формфактор составил |G eff | 0.4

5 Сковпень К. Ю Нейтрон-антинейтронное событие в детекторе СНД E beam = 945 МэВ E beam = 990 МэВ Зависимость аннигиляционной длины антинейтрона от кинетической энергии частицы в веществах NaI(Tl) и NE- 110 Взаимодействие антинейтронов с веществом детектора Результаты моделирования в GEANT4

6 Сковпень К. Ю Нейтрон-антинейтронное событие в детекторе СНД Время пролета антинейтрона до различных слоев калориметра в зависимости от энергии частицы При энергии пучка ВЭПП – 950 МэВ времена пролета антинейтронов до первого и второго слоев калориметра достигают от 5 до 10 нс Зависимость временного разрешения счетчика NaI(Tl) от энерговыделения в нем Основные физические фоновые процессы: K L K S pi0 K L 2pi0 pi0 K L K S K L 2pi0 Результаты моделирования

7 Сковпень К. Ю Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl) Проведение измерений на космических мюонах с энерговыделением в счетчике NaI(Tl) порядка 70 МэВ Счетчик NaI(Tl) : Детектирующее вещество – кристалл NaI(Tl) из третьего слоя калориметра (10 см х 10 см х 17 см) Регистрирующий прибор – вакуумный фототриод ( коэффициент усиления 10, квантовая эффективность 15% ) Сигнал оцифровывается на 10-ти битном флэш-АЦП с периодом дискретизации 25 нс Экспериментальная установка: счетчик NaI(Tl), расположенный между двумя сцинтилляционными счетчиками телескопа NaI(Tl) телескоп флэш-АЦП

8 Сковпень К. Ю Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl) Осциллограмма сигнала Временное разрешение: NaI(Tl) 2.2 нс ген 1.0 нс Временной спектр Результаты измерений Параметры сигнала: длительность фронта порядка 100 нс, амплитуда порядка 200 мВ

9 Сковпень К. Ю Выделение нейтрон-антинейтронных событий по времени пролета антинейтрона

10 Сковпень К. Ю Выделение нейтрон-антинейтронных событий по их сигнатуре Дополнительные параметры для выделения NNbar событий: (1) Полное энерговыделение (2) Эффективный суммарный импульс (3) Отношение моментов Фокса-Вольфрама H2/H0 (4) Энергия нейтронного кластера … NNbar событие в детекторе СНД (3) (4) (1),(2) По результатам моделирования с использованием нейронной сети можно подавить до 99 % событий фоновых процессов, потеряв до 50 % нейтрон-антинейтронных событий

11 Сковпень К. Ю Планы 1.Проведение измерений временного разрешения счетчика NaI(Tl) с использованием новых блоков электроники, которые в данный момент находятся в разработке. 2.Получение оценки сечений фоновых процессов, по записанным данным на ВЭПП-2М. 3.Измерение нейтронного формфактора.

12 Сковпень К. Ю Заключение 1.Измерено временное разрешение счетчика NaI(Tl) 2 нс на космических мюонах с энерговыделением порядка 70 МэВ. 2.На моделировании изучены возможности выделения нейтрон-антинейтронных событий по измерению времени пролета антинейтрона, а также возможности выделения данных событий с использованием других параметров, таких как полное энерговыделение, эффективный суммарный импульс, энергия нейтронного кластера и т.д. 3.На основе полученных результатов измерений и моделирования можно ожидать эффективное выделение нейтрон-антинейтронных событий во всей достижимой области энергий ВЭПП-2000 с рождением нейтрон-антинейтронных пар. Измерение времени пролета антинейтрона позволяет полностью подавить события фоновых процессов, с потерей всего лишь нескольких процентов полезных событий. Без ипользования времени пролета антинейтрона полученная эффективность для нейтрон-антинейтронных событий на моделировании составляет около 50 %, эффективность подавления фоновых процессов – до 99 %.

13 Сковпень К. Ю Выделение нейтрон-антинейтронных событий по времени пролета антинейтрона

14 Сковпень К. Ю Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl) Осциллограмма сигнала Проведение измерений на космических мюонах При энерговыделении в счетчике NaI(Tl) порядка 70 МэВ Параметры сигнала: длительность фронта порядка 800 нс, амплитуда порядка 110 мВ Результаты измерений: NaI(Tl) 4. 4 нс ген 2. 6 нс Также получено временное разрешение порядка 2 нс с сигналом с фронтом порядка 100 нс Счетчик NaI(Tl) : Детектирующее вещество кристалл NaI(Tl) Регистрирующий прибор вакуумный фототриод

15 Сковпень К. Ю Моделирование временного разрешения счетчика NaI(Tl)