Сковпень Кирилл Юрьевич

Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАННовосибирск

2007

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Детектор СНД на e+e коллайдере ВЭПП-2000

ГэВ24.0 s

Проектная светимость ВЭПП-2000 при2E = 1 ГэВ Lmax = 1031см-2с-1, при 2E = 2 ГэВ Lmax = 1032см-2с-1

Периметр 24.4 мВремя обращения пучка 82 нсТок пучка 0.2 АПродольный размер пучка 3.3 смРазброс энергии в пучке 0.7 МэВ

Два детектора: СНД и КМД-3

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Детектор СНД на e+e коллайдере ВЭПП-2000

1 – вакуумная камера ВЭПП-2000, 2 – трековая система, 3 – аэрогелевый счетчик,4 – кристаллы NaI(Tl), 5 – вакуумные фототриоды, 6 – поглотитель, 7-9 – мюоннаясистема, 10 – фокусирующий соленоид ВЭПП-2000

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

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

Сечение Нейтронный формфактор

ГэВ2sПолучены данные тольков области по энергии: Ekin > 10 МэВ

Измеренное сечение напороге рождения нейтрон-антинейтронных парсоставило порядка 1 нб,измеренный формфакторсоставил |Geff|0.4

nnee

nnee

}sin|(s)G|sM4

)cos(1|(s)G{|s4βα

dΩdσ 22

222

2

EN

M

}|)(|2

|)({|3

4 22

22

sGsM

sGs E

N

M

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Нейтрон-антинейтронное событие в детекторе СНД

Ebeam = 945 МэВ

Ebeam = 990 МэВЗависимость аннигиляционной длиныантинейтрона от кинетической энергиичастицы в веществах NaI(Tl) и NE-110

Взаимодействие антинейтронов с веществом детектора

nnee

Результаты моделирования в GEANT4

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Нейтрон-антинейтронное событие в детекторе СНД

Время пролета антинейтрона до различных слоев калориметра в зависимости от энергии частицы

При энергии пучка ВЭПП-2000 940 – 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:KL KS pi0 KL 2pi0 pi0 KL KS KL 2pi0

nnee

Результаты моделирования

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl)

Проведение измерений на космических мюонахс энерговыделением в счетчике NaI(Tl) порядка70 МэВ

Счетчик NaI(Tl): Детектирующее вещество – кристалл NaI(Tl) из третьего слоякалориметра (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), расположенныймежду двумя сцинтилляционнымисчетчиками телескопа

NaI(Tl)

телескоп

nnee

флэш-АЦП

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl)

Осциллограмма сигнала

Временное разрешение:NaI(Tl) 2.2 нсген 1.0 нс

Временной спектр

Результаты измерений

Параметры сигнала:длительность фронта порядка 100 нс, амплитуда порядка 200 мВ

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Выделение нейтрон-антинейтронных событий по времени пролета антинейтрона

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

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 моделированияс использованием нейронной сети можно подавить до 99 % событий фоновых процессов, потеряв до 50 % нейтрон-антинейтронных событий

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

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.

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

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 %.

nnee

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Выделение нейтрон-антинейтронных событий по времени пролета антинейтрона

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Измерение временного разрешения счетчика NaI(Tl)

Осциллограмма сигнала

Проведение измерений на космических мюонахПри энерговыделении в счетчике NaI(Tl) порядка70 МэВ

Параметры сигнала:длительность фронта порядка800 нс, амплитуда порядка 110 мВ

Результаты измерений:NaI(Tl) 4.4 нсген 2.6 нсТакже получено временное разрешение порядка 2 нс ссигналом с фронтом порядка 100 нс

Счетчик NaI(Tl): Детектирующее вещество кристалл NaI(Tl)Регистрирующий приборвакуумный фототриод

Сковпень К. Ю. 27.11.2007

Моделирование временного разрешения счетчика NaI(Tl)