Дрейфовая камера детектора КМД-3

1. Дрейфовая камера детектора КМД-3 Анастасия Каравдина Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

2. КМД-3 СНД ВЭПП-2000 • Прецизионные измерения • адронных сечений • Изучение возбужденных • состояний легких векторных • мезонов ’, ’’, ’, ’… • Сравнение сечения • (I=1) • со спектральной функцией • распадов  (для проверки • гипотезы сохранения • векторного тока) • Измерение электромагнитных • нуклонных форм-факторов • и поиск резонансов 2E max = 2 ГэВ L(1.4 ГэВ) = 1031 см-2с-1 L(2ГэВ)=1032 см-2с-1

3. Вакуумная камера Соленоиды ВЭПП-2000 Калориметр BGO Дрейфовая камера КМД-3 Ярмо магнита Соленоиды ВЭПП-2000 Калориметр BGO Дрейфовая камера Калориметр CsI Время-пролетные счетчики LXe калориметр Z-камера Сверхпроводящий соленоид Мюонная система

4. Характеристики ДК Многотрековое событие (с шумом 10% ) Проектные разрешения: в R- (время дрейфа) 100 140 мкм в R-z (деление заряда) 2  3 мм 4 мрад θ7мрад dE/dx0.15*dE/dx Линии дрейфа в магнитном поле • 1218 шестиугольных ячеек • • Сторона 9 мм • • Магнитное поле 1.35 Т • • потенциал 2000 В • •максимальное время дрейфа 600 нс Импульсное разрешение Схема измерения Z-координаты методомделения заряда

5. Конструкция ДК Корпус камеры–углепластик: E 2000 кг/мм2, 1.6 г/см3 Торцы покрыты слоем меди, толщиной 30 мкм. Внутренняя поверхность внешней обечайки покрыта слоем фольгированогостэфа общей толщиной 250 мкм (100 кВ/мм) Внутренняя обечайка обернута медной фольгой толщиной 20 мкм Газовая смесь аргон:изобутан (80:20) Магнитное поле 1.35 T • сигнальные проволочки (W-Re, покрытый Au): • d = 15 мкм, R = 1000 Ом/м • натяжение 35 г, удлинение 1.08мм • полевые проволочки (титан, покрытый Au): • d = 100 мкм • натяжение 100 г, удлинение 0.6мм

6. Плата T2Q • Программное управление порогом в каналедискриминатора • Формировка аргументов первичного триггера •Контроль температуры и напряжений •Счетчики загрузок (несинхронные) Плата обслуживает 16 ячеек камеры • Время интегрирования до 800 нс • Цена канала измерения заряда 31000 e • Цена канала измерения времени 140 пс • Преобразование зарядов и времени в напряжение • Время преобразования не более 50 мкс •Аналоговый мультиплексор на 224 • Два 14-разрядных АЦП по 1 MSps •Передача информации в буферное ОЗУ системы сбора данных синхронно с аналогово-цифровой конверсией • Мощность 5 Вт Разрешения по калибровке: Заряд90000 е Время 0.3 нс Порог 250000 е (1 п.э.) Температурный дрейф: Цена амплитудного канала 0.04%/0C Цена временного канала 0.01%/0C1 мкм/ 0C Временной пьедестал 1.2 мкм /0C Взаимные наводкив амплитудных каналах менее 0.1% Дифф. нелинейность 0.15 нс ( 8 мкм)

7. Параметры трека y r Реконструкция треков 1/k x z • Поиск начальной точки (для нецентральных треков) • Гистограммирование (отдельно в (k-φ) и (z-θ)) • Цепочка реконструкции Сырые данные Электронные калибровки Хиты Поиск трека Кандидат в трек Минимизация невязок по времени и Z-координате: Аппроксимация трека Трек Добавление хитов

8. Реконструкция треков r, cm • Треки космических частиц в экспериментах без магнитного поля y, cm r, cm y, cm z, cm x, cm x, cm z, cm Скорость восстановления треков:550 Гц

9. Калибровка изохрон Калибровка Z-координаты до калибровки до калибровки до калибровки после калибровки после калибровки после калибровки Offline Калибровки По восстановленным трекам находится поправка кначальному приближению: Минимизируется невязка между измеренной z-координатой в ячейке и z-координатой трека. Параметры калибровки: положение концов проволочек, пьедесталы, коэф. усиления и входные сопротивления.

10. Offline Калибровки Калибровка dE/dX Зависимость амплитуды от полярного угла Аппроксимирующая функция:

11. Эффективность в ячейке Измерялась эффективность срабатывания сигнальных проволочек в зависимости от места прохождения частицы и от рабочего напряжения

12. Результаты • С учетом специфики экспериментов на ВЭПП-2000 разработана и изготовленадрейфовая камера детектора КМД-3. • Разработана и реализована процедура калибровки оцифровывающей электроники камеры. • Написано программное обеспечение и проведены испытания всего тракта системы сбора данных с дрейфовой камеры. • В заходах скосмическими частицами, получены разрешения 100 мкм в поперечной плоскости и 2.5 мм вдоль проволочек, что соответствует проектным параметрам. • Камера установлена в детектор в зале ВЭПП-2000.

13. Спасибо за внимание!

14. Координатное разрешение

15. полная ошибка пространственное разрешение многократное рассеяние Импульсное разрешение

16. Реконструкция вершины • Цепочка реконструкции Треки Δr до каждого из треков < 5 мм Поиск вершины Начальное приближение Минимизация расстояния до каждого трека с учетом ошибок параметров треков Аппроксимация вершины Вершина Добавление треков Скорость восстановления вершины: 950 Гц (моделирование )

17. и получены при аппроксимации трека положение вершины, импульс в вершине Реконструкция вершины √s=1.02ГэВ • Моделирование