1 / 42

* Э ксперимент по поиску ПЕ нта К варка в У пругом Р ассеянии (и реакции  – p K S 0  )

Прецизионное измерение дифференциального сечения упругого пион-протонного рассеяния в эксперименте ЭПЕКУР * на ускорителе ИТЭФ. Статус и перспективы. И.Г. Алексеев , И.Г. Бордюжин, В.П. Канавец , Л.И. Королева, Б.В. Морозов, В.М. Нестеров, В.В. Рыльцов, Д.Н. Свирида, А.Д. Сулимов, Д.А. Федин

isaiah-myers
Download Presentation

* Э ксперимент по поиску ПЕ нта К варка в У пругом Р ассеянии (и реакции  – p K S 0  )

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Прецизионное измерение дифференциального сечения упругого пион-протонного рассеяния в эксперименте ЭПЕКУР* на ускорителе ИТЭФ. Статус и перспективы. И.Г. Алексеев, И.Г. Бордюжин, В.П. Канавец , Л.И. Королева, Б.В. Морозов, В.М. Нестеров, В.В. Рыльцов, Д.Н. Свирида, А.Д. Сулимов, Д.А. Федин ИТЭФ, Москва В.А. Андреев, В.В. Голубев, А.Б. Гриднев, А.И. Ковалев , Н.Г. Козленко, В.С. Козлов, Е.А. Коновалова, А.Г. Крившич, Д.В. Новинский, В.В. Сумачев, В.И. Тараканов, В.Ю. Траутман, Е.А. Филимонов ПИЯФ, Гатчина M. Sadler ACU, Abilene *Эксперимент по поиску ПЕнтаКварка в Упругом Рассеянии (и реакции –pKS0) Семинар ИТЭФ, 21 марта 2012 года

  2. Антидекуплет пентакварков Original prediction – N***(1710) From modified PWA – 1680 or 17301 ? 1) R. Arndt et al., Phys.Rev. C69 (2004) 035208 И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  3. GRAAL γ+d→(ηn)+p

  4. ELSA

  5. arXiv:1001.3840 [nucl-ex] MAMI

  6. Comparison Narrow Structure Reinhard Beck, University Bonn for the CBELSA/TAPS Collaboration SPIN 2010, 27.9-2.10, 2010, Jülich https://www.congressa.de/SPIN2010/upload/11-02_r.beck.ppt Effect of photo-excitation of D15(1675) ? Coupled channel effect of S11(1535) and P11(1710) ? Interference effect of S11(1535) and S11(1650) ? New narrow state with stronger photo-coupling to the neutron ? -> polarization observables needed !!

  7. Узкая особенность наблюдается: • d/d γn→ηn (GRAAL, ELSA, MAMI, LNS) • d/d γn→ γn (GRAAL) •  γp→ηp, γn → 0n (GRAAL-CLAS -MAMI) • Не наблюдается: • d/d γp → X (GRAAL, CLAS, etc) • d/d γn → n (GRAAL, LNS, etc) • Cxγn → 0n (MAMI) • γp → 0p (ELSA) И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  8. +nK+ (1520)pK- И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  9. and • What is special in our experiment: • “Formation”–type experiment. • Extremely high invariant mass resolution (~0.6 MeV), provided by high momentum resolution of the magneto-optic channel 0.1%. • Magnetless spectrometer with drift chambers. • Liquid hydrogen target. • Very small amount of matter on the particle paths. • High statistical precision: 0.5% for elastic scattering and 1% for K-production. Not only pentaquark… И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  10. and ЭПЕКУР: • “Formation”–type experiment. • Extremely high invariant mass resolution (~0.6 MeV), provided by high momentum resolution of the magneto-optic channel 0.1%. • High statistical precision: 0.5% for elastic scattering and 1% for K-production. • Magnetless spectrometer with drift chambers. • Liquid hydrogen target. • Very small amount of matter on the particle paths. Resonance parameters within safe reach by the experiment: This provides a good coverage of both theoretical and experimental expectations. Не только узкие резонансы… • Precise cross section measurements: • p p: d/d –0.5% statistical precision and 1 MeV momentum step • p  K0: REAC–1% statistical precision and the same step •  Very important data for PWA • Usual resonaceP11 N(1710)*** • -polarizationin the reaction p  K0 - an order of magnitude better precision then the best data available now - NIMROD (78) И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  11. Setup for elastic scattering • Proportional chambers with 1mm pitch and 40 um aluminum foil potential electrode in the first focus (1FCH1-4) and in front of the target (2FCH1-4). • Liquid hydrogen target with beryllium outer shell and mylar hydrogen container. The target diameter is 40 mm and the length along the beam ~250 mm. • 8 modules of drift chambers with hexagonal structure to measure tracks of particles produced. • Trigger scintillation counters S1, S2, A1. • NMR system for measurement field in the magneto-optic channel dipoles with precision better 0.1%. • Triggers: • Main = S1∙1FCH ∙S2 ∙2FCH ∙(!A1) • With prescale: • Mom1F = S1∙1FCH ∙S2 ∙2FCH • BeamPos = S1∙1FCH∙2FCH ∙ A1 pp И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  12. Proportional chambers with 1 mm pitch • Manufactured and tested: • 8two-coordinatechambers 200х200 mm • 40 um aluminum foil was used for potential electrodes • Magic gas mixture • 3200 channels of front-end electronics 100-channel front-end board, including signal amplification and shaping, digital delay line, trigger block recording and sending via USB 2.0 interface A prototype chamber with one coordinate and 2 mm pitch. The beam Magnetic quadruple Two coordinate chambers with 1 mm pitch. Proportional chambers in the first focus of the magneto-optic channel Test with -source И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  13. Drift chambers with hexagonal structure 1 м The beam 0.5 м • Efficiency > 99% • Precision  < 0.2 mm Front-end electronics: 6 24-channel boards 0 Drift chamber module “X” (wires along the short side) under test at ITEP accelerator. A “Y” module could be seen behind the “X” module. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  14. Платы • Платы для дрейфовых камер: • 24канала • малошумящий трансимпедансный усилитель • программируемый порог • эффективная частота оцифровки времени 576 МГц • мертвое время 1500 нс • передача данных по USB 2.0 • размер платы 300х50 мм2 • выделяемая мощность 5.5 Вт • измерение температуры Цифровая задержка • Платы для пропорциональных камер: • 100 каналов • малошумящий трансимпедансный усилитель • программируемый порог • рабочая частота 96 МГц • цифровая задержка • мертвое время 200 нс • передача данных по USB 2.0 • размер платы 270х120 мм2 • выделяемая мощность 18 Вт И.Г. Алексеев (ИТЭФ) Программируемая длина

  15. Платы Питание и триггер USB 2.0 Входы FPGA CPU Входы Усилители Компараторы И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  16. Liquid hydrogen target • The mylar container L=25 cm, 40 mm. • Beryllium outer shell • Tested with liquid neon and hydrogen. While filling with hydrogen Н2 H2 Gas OUT Lq H2 IN Mylar container Heat exchange block Liquid level gas liquid LqHe Pion beam mylar container Liquid hydrogen Благодарим лабораторию 301 за предоставленные теплообменник и пульт. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  17. Калибровка импульса канала по импульсу ускорителя Пропорциональные камеры 2й фокус Поворотный магнит Датчик ЯМР 1й фокус Пропорциональные камеры Разрешение по импульсу 0.06%. первое возбуждение p + 7Be  p + 7Be* Внутрненняя бериллиевая мишень Импульсы ускорителя: 1.06, 1.20 и 1.30 ГэВ/с. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  18. Engineering run (December 2008) 7 millions of triggers were written with the liquid hydrogen target Hodoscope Drift chambers Liquid hydrogen target heat exchanger Proportional chambers И.Г. Алексеев (ИТЭФ) I.G Alekseev (ITEP) 19

  19. Триггер Основной триггер – срабатывание камер и пучковых счетчиков плюс отсутствие сигнала в антисчетчике – очень мягкий триггер. ~10 тысяч триггеров за сброс при способности системы принять более 100 тысяч. Счетчик перед мишенью Антисчетчик Мажоританое совпадение 3 из 8 пропорциональных камер Упругие события – около 2% И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  20. Набор статистики Особая благодарность коллективу ускорителя ИТЭФ! π-p, 0.46 млрд. π-p, 1.25 млрд. π+p, 0.67 млрд. π+p, 0.28 млрд. π-p, 0.29 млрд. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  21. Выделение упругих событий Гипотеза – пион полетел в левое плечо θцм=84о Гипотеза ошибочна Гипотеза верна И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  22. Угловое распределение упругих событий(без нормировок) Пион - направо Пион - налево Pbeam=1000-1030 МэВ/с И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  23. Трековая эффективность При проведении трека требуется наличие срабатывания хотя бы в трех из четырех возможных плоскостей дрейфовых камер в каждой проекции. 100% 99% И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  24. Corrected to the acceptance, efficiency and decays Preliminary И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  25. Corrected to the acceptance, efficiency and decays Preliminary И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  26. Corrected to the acceptance, efficiency and decays Preliminary И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  27. Corrected to the acceptance, efficiency and decays Preliminary И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  28. Сшивка импульсных интервалов Отношение числа упругих событий к числу нормировочных событий. «Сшивка» соседних интервалов не хуже 0.7%. Распределение по импульсам в одном импульсном интервале – триггер “Mom1F”. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  29. Resonances and channel thresholds in the differential cross section Resonance influence on the cross section Any wave Energy N(1685) – Minv=1685 МэВ → Pbeam= 1024MeV/c Other channel threshold influence on the cross section S-wave only А.И. Базь, Я.Б. Зельдович, А.М. Переломов π-p→K0Σ0– Minv=1690.2 MeVPbeam=1033 MeV/c π-p→K+Σ-– Minv=1691.1 MeVPbeam= 1035 MeV/c π-p→ωn – Minv=1722.3 MeVPbeam= 1092MeV/c π+p→K+Σ+ – Minv=1683.1 MeVPbeam= 1021 MeV/c И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  30. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  31. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  32. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  33. Предварительно • Наблюдается некоторая нерегулярность. • Мы планируем набрать еще статистику в узкой области для ее исследования. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  34. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  35. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  36. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  37. Предварительно И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  38. Основные типы событий: • 4 частицы вперед • протон и 2 пиона вперед, один пион вбок или вверх (вниз). Установка для  –pK0 Сохраняются мишень и пучковая часть Имеющиеся дрейфовые камеры Новые широкоформатные камеры Новый годоскоп И.Г. Алексеев (ИТЭФ) 39

  39. Испытание широкоформатной дрейфовой камеры И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  40. Испытание криорефрижератора вакуумметр крирефрижератор компрессор турбомолекулярный насос криостат контроллер вакуумметра контроллер турбомолекулярного насоса контроллер термостатирования И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

  41. Статус и планы • Собрана и запущена установка по прецизионному измерению упругого • пион-протонного рассеяния. Достигнуты: • эффективность регистрации треков в дрейфовых камерах – выше 99%. • точность измерения импульса частиц пучка не хуже 0.1% • качество нормировки не хуже 0.7% • Набрана статистика 2.95 млрд. событий. Ведется обработка. • Предварительные результаты демонстрируют особенность в области импульсов 1020-1040 МэВ/с. • Взять сеанс на отрицательном пучке в узком диапазоне для исследования наблюдаемой особенности и два сеанса на положительном и отрицательном пучках для продвижения вверх по импульсу. • Обработать всю записанную статистику. • Монте-Карло моделирование установки для окончательного вычисления дифференциальных сечений. • Измерение с помощью черенковского счетчика и расчеты по Монте-Карло состава пучка. • Модернизировать мишень для работы от криорефрижератора. • Рождение K0Λ • Изготовлена первая камера в 4 раза большей площади. Нужно 4 камеры. • Изготовлена вся электроника. • Закуплено около половины необходимых ФЭУ 9814В ET Enterprises, ведется испытание прототипа счетчика и конструирование годоскопа. И.Г. Алексеев (ИТЭФ)

More Related