Передний электромагнитный калориметр детектора ПАНДА в проекте FAIR в Дармштадте презентация

FAIR в Дармштадте

П.А. Семенов ИФВЭ, Протвино

Семинар ИЦФР 14 декабря 2009

параметры ЭМК
принцип работы ЭМК типа “шашлык”
результаты исследования энергетического и координатного разрешения прототипа ЭМК на пучке в ИФВЭ

спектрометра

~4 м2
Находится вне сильных магнитных полей (предполагается использовать ФЭУ)
Диапазон энергий 10 МэВ – 15 ГэВ
Калориметр сэмплингового типа с тонкой сегментацией и светосбором при помощи спектросмещающих волокон, проходящих через отверстия в слоях свинца и сцинтиллятора (шашлык)

– все фотоны,
цветная для переднего ЭМК

Пучок 5 GeV/c

Пучок 15 GeV/c

переднем ЭМК от распадах чармония относительно низкая,
т.е. порог регистрации должен быть близким к центральному ЭМК.

матрицу 3х3
380 слоёв пластин 0.3-мм свинца 1.5-мм сцинтиллятора, общая длина 680 мм
Поперечные размеры ячейки 110x110 мм2
Радиус Мольера: RM=59 мм
Радиационная длина: X0=34 мм
Количество рад.длин: 20X0
Сбор света: 144 (12×12) волокон BCF-91A (∅1.2 мм)
Фотодетектор ФЭУ Hamamtsu R5800

из 4 дрейфовых камер и магнита для точного измерения импульса пучковой частицы
Прототип калориметра на двигающейся подставке
Пучок с импульсом 1-19 ГэВ/c, ~70% электронов

монтажа ФЭУ(слева) и полностью готовый к измерениям (справа)

⊕ b/√E ⊕ c [%], E в ГэВ

Параметры для эксп.: MC:
a = 3.5 ± 0.3 a = 0.0
b = 2.8 ± 0.2 b = 3.0 ± 0.3
c = 1.3 ± 0.04 c = 1.1 ± 0.7

Хорошее согласие эксперимента и MC без учета шумового члена.
Хорошее согласие с предыдущими измерениями калориметра с аналогичным тонким сэмплингом при низких энергиях (2.9%/ √E при 220-370 МэВ: Test beam study of the KOPIO shashlyk calorimeter prototype, G.Atoian, S.Dhawan,V.Issakov et al. CALOR-2004 Proceedings )

по центру тяжести

b [mm], E в ГэВ
Параметры для эксп. : MC :
a = 17.6 ± 0.9 a = 14.2 ± 0.6
b = 4.6 ± 0.9 b = 5.5 ± 0.9

Параметры для разрешения в центре модуля.
Разрешение на краях в 3 раза выше

из 64 ячеек 55х55мм2
Мишень (Al 20 мм) на расстоянии 1.5 м и 3 м перед прототипом

S1

S2

S3

St

Мишень

SA

5.6/E ⊕ 2.4/√E ⊕ 1.3 [%]
σE /E = 3.5/E ⊕ 2.8/√E ⊕ 1.3 [%] (большая ячейка)

Координатное разрешение
для 55х55 при 19 ГэВ:
в центре ячейки 3 мм
(6 мм для большой),
на краю 1.5 мм
для обоих размеров
ячейки

π0 1-2 GeV, σm 12.5 MeV

x 1540 mm
Total active elements (supermodules) number – (27 x 14) – 4 = 374
Detector width along beam pipe line – 1100 mm (+20 mm gap shared with neighbors)
Window for the beam pipe – 174 x 174 mm (beam pipe size???)

Active elements area of detector - 2970 x 1540 mm
Total active elements (supermodules) number – (27 x 14) – 4 = 374
Detector width along beam pipe line – 1100 mm (+20 mm gap shared with neighbors)
Window for the beam pipe – 174 x 174 mm (beam pipe size???)

Tile att. length 70 cm
Fiber att length 400 cm
Reflection from tile edges diffusive
Tot. internal reflection 0.97
Tile light output 100 eV/photon
Reemission probability in fiber 0.1
Refraction in tiles and fibers 1.59