Upload
brandi
View
38
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Симулиране на квазиеластично разсейване на неутрина върху електрони в близкия детектор на Неутринна фабрика и Резултати от теста на системата за измерване на времето на прелитане на експеримента MICE. Йордан Караджов. Начални условия на симулацията : - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Симулиране на квазиеластично разсейване на неутрина върху
електрони в близкия детектор на Неутринна фабрика
и Резултати от теста на системата за
измерване на времето на прелитане на експеримента MICE
Йордан Караджов
Начални условия на симулацията :• Дължина на правия учасрък на мюонния
натрупващ пръстен – 400 и 500 m. • Мюонните разпади са равномерно
разпределени по цялата дължина на правия участък.
• Разстояние от края на правия участък до детектора – между 50 и 500 m.
• Матричен елемент за мюонния разпад
За νμ
За anti-νe
където x = 2Eν/mµ , Pµ е поляризацията на мюона и θ е полярния ъгъл на разлитане на неутрината.
22
21cos23 xxθP+x~dxdΩ
Ndμ
ν
22
1cos1 xxθP+x~dxdΩ
Ndμ
ν
ee
Неутринен снопЕнергия на мюоните - 40GeV
Разпределение на точките където νμ и anti-νе пресичат равнина перпендикулярна на снопа и разположена на 500м. от края на правия участък за спиралност на мюона +1.
Разпределение на точките където νμ и anti-νе пресичат равнина перпендикулярна на снопа и разположена на 500м. от края на правия участък за спиралност на мюона -1.
Квазиеластично разсейване на неутрината върху
електрони в близкия детектор
μ+e+ e
s
ms
π
G=σ μF
222
μ+νe+ν μe
cosθ
m+s
ms+cosθ
m+s
ms+
s
EEms
π
G=
dcosθ
dσ2μ
μ
2e
eμeμF
22
2
222
112
2
222 3/12
s
)EE+E(Ems
π
G=σ ν2ν1μeμF
Енергетичен спектър на νμ (зелено) и anti-νe (синьо).
За целия телесен ъгъл
Само за неутрината преминалипрез цилиндър с радиус на основата 1м. и дебелина 30см. иразположен на 500м. от края на правия участък.
Енергия на разпадащите се мюони 40 GeV.
Енергетичен спектър на мюоните от реакциите (зелено) и (синьо) , преминали през цилиндъра.
μ+e+ e
μ+νe+ν μe
Muon energy 40 GeV.
• Енергия на мюоните от реакциите и като функция на полярния ъгъл
μ+e+ e
μ+νe+ν μe
Енергия на мюоните в пръстена 20 GeV.
• Общия брой на мюоните за една година (1021 мюонни разпада в натрупващия пръстен) получени в цилиндричен детектор с радиус 1 m, дебелина 30 cm и плътност 1.032 g/cm3(общо тегло на сцинтилатора ~1 тон), отдалечен на 500 m от края на правия участък.
• Третата колонка показва броя на мюоните за година получени от инклузивната CC реакция (σ = k.Eν,).
• E = 40GeV , P = 1 6.87x105 5.81x105 1.92x109
• E = 40GeV , P = -1 1.67x106 6.97x104 2.81x109
• E = 30GeV , P = 1 2.02x105 1.97x105 1.32x109
• E = 30GeV , P = -1 5.89x105 1.60x104 1.91x109
• E = 20GeV , P = 1 1.83x104 1.14x104 8.07x108
• E = 20GeV , P = -1 7.83x104 7.76x102 1.14x109
μ+e+ e μ+νe+ν μe N
N
• Общ брой на мюоните от симулираните реакции на разсейване върху електрони, като функция на разстоянието между края на правия участък и детектора с радиус 1м ~ 1 тон маса на сцинтилатора.
Предстои да бъде направено:
• Симулиране на енергетичния спектър на мюоните получени от фоновата реакция
• Конкретизиране на конструкцията на близкия детектор
• Детайлна симулация на отклика на детектора при взаимодействие на неутрината в него, с цел определяне на съотношението “сигнал / фон”
N
Резултатите са докладвани на INTERNATIONAL NEUTRINO FACTORY AND SUPERBEAM SCOPING STUDY,Detector working group workshop CERN- 2-5 July 2006http://dpnc.unige.ch/users/blondel/detectors/detector-workshop-ISS-july2006.htm
Тестове на елементи от детекторната система за измерване на време на
прелитане (TOF) на експеримента MICE
Фраскати Италия
Схематичен план на експеримента MICE
electron beam finger 1
Bar 1
Bar 2 DAQ system
Bar 3 finger 2
Схема на тестовата системата за измерване на време на прелитане (TOF)
PMT left scintillator PMT right
TOF bar
Измерване на разделителната способност по време
22
1122
12
rightbar
leftbar
rightbar
leftbar
barbar
TTTTTOF
Timebar2 Timebar1
2_rightleft
barT
TTn
Съотношението (Tleft – Tright )/2 има същата дисперсия като (Tleft + Tright )/2 и може да бъде използвано за определяне на разделителната способност по време.
Run 141 – 149 300 MeV
Run 215 – 217 200 MeV
Run 124 – 133 350 MeV
Run 215 – 217 200 MeV
TDC V1290
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at 10cm from Center Discr CAEN N417σ = 63.91 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 66.18 ps
Bicron BC408 - 6cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 109.7 ps
TDC V1290
Bicron BC420 - 4cm thick impact at center Discr CAEN N417σ = 44.22 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 97.16 ps
Bicron BC404 - 6cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 49.21 ps
TDC V775
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 94.16 ps
Bicron BC404 - 6cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 41.61 ps
TDC V1290 Discr CAEN N417
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at 15 cm from center (5cm from edge)σ = 72.73 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerσ = 64.91 ps
Bicron BC408 - 6cm thick impact point at centerσ = 107.2 ps
TDC V1290
Bicron BC420 - 4cm thick impact at center Discr PLS 711σ = 47.24 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 115.4 ps
Bicron BC404 - 6cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 71.63 ps
TDC V775
Bicron BC420 - 4cm thick impact at center Discr PLS 711σ = 49.95 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 101.4 ps
Bicron BC404 - 6cm thick impact point at centerDiscr PLS 711σ = 66.67 ps
TDC V775 Discr
Bicron BC420 - 4cm thick impact at center CAEN N417σ = 90.76 ps
Bicron BC420 - 4cm thick impact point at centerCAEN N417σ = 83.47 ps
Bicron BC404 - 6cm thick impact point at centerCAEN N417σ = 105.4 ps
Run 250 – 251 350 MeV Run 255 – 259 350 MeV
Run 250 – 251 350 MeV
Време на прелитане и “time-walk” ефект
• Поради използването на дискриминатори с фиксиран праг за измерване на времето ще се появи зависимост между количеството заряд и измереното време (“time-walk” ефект).
• “Time-walk” ефектът ще повлияе на стойността на измереното време на прелитане, особено в случaите, когато имаме голяма разлика в големината на импулсите от фотоумножителите на двете пръчки.
RADC
ADCADC
rightPMTbar
rightPMTbar
rightPMTbar
1
21
Без ограничение σ = 134.7 p
R<0.25σ = 123.5 ps
R<0.10σ = 91.27 ps
2
222
11
leftbar
rightbar
leftbar
rightbar
ADCADC
ADCADCADC
Време-зарядова корекция
Време на прелитане преди и след корекцията
Зависимост на измереното време от количеството заряд
Заключение
• Проведените тестове са необходими за оптимизиране на избора на компонентите на детекторната система и електронния тракт.
• Получените резултати са докладвани на колаборационна среща
http://mice.iit.edu/cm/cm16/cm16_agenda.html
• Получените резултати ще бъдат публикувани в “Nuclear instruments and methods A”
Благодаря за вниманието ви