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フェルミ研 SeaQuest 実験のコミッショニング結果と今後の実験計画

フェルミ研 SeaQuest 実験のコミッショニング結果と今後の実験計画. 澤田真也、小畑滋希、後藤雄二、 Florian Sanftl 、 柴田利明、永井慧 、 中野 健一、宮坂翔、宮地義之、 他 SeaQuest Collaboration JPS Fall Meeting at Kochi, Sep. 22, 2013. 目次. SeaQuest 実験の物理 SeaQuest 検出器 コミッショニング ランとその結果 物理ランの計画. 1. 陽子 内 の sea quark の フレーバー非対称度. 陽子内の sea quark 、 特に の研究

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フェルミ研 SeaQuest 実験のコミッショニング結果と今後の実験計画

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Presentation Transcript

  1. フェルミ研 SeaQuest実験のコミッショニング結果と今後の実験計画 澤田真也、小畑滋希、後藤雄二、Florian Sanftl、柴田利明、永井慧、 中野健一、宮坂翔、宮地義之、 他SeaQuest Collaboration JPS Fall Meeting at Kochi, Sep. 22, 2013

  2. 目次 • SeaQuest実験の物理 • SeaQuest検出器 • コミッショニング ランとその結果 • 物理ランの計画

  3. 1. 陽子内の sea quarkのフレーバー非対称度 • 陽子内の sea quark、特にの研究 • Gluon splitting • Naïve assumption • NMC (Muon deep inelastic scattering ,1991, CERN) • E866/NuSea実験 (Drell-Yan, Fermilab) Drell-Yan 過程 陽子中の存在量 ~70% asymmetry （フレーバー非対称度） @ ?? @ E866実験の結果とCTEQ による予想

  4. 2. フレーバー非対称度の起源 • パートンレベルでは • パウリの排他律 • 陽子は ( ) で構成されているため、よりも の方が生成されやすい。 • この効果による非対称度は1% 程度 • 中間子・バリオンレベルでは • Meson-cloud model • (確率が高い) difference or ????? @ SeaQuest:

  5. 3. SeaQuest実験 • E906/SeaQuest実験 (Drell-Yan) • Drell-Yan 過程の断面積 • 非対称度の求め方 前方測定のため ターゲット陽子中の anti-sea quark へアクセス 断面積 : x7 ルミノシティ : x7  統計量 : x50 Beam Energy:120 GeV (SeaQuest) 800 GeV (E866/NuSea) SeaQuestの実験精度の予想 Drell-Yan 過程

  6. SeaQuest/E906での統計の改善 • 青バンド：CTEQ6 • 赤点：CTEQ6の中心値からSeaQuestでの統計エラーを加味してランダムに振った値 • オレンジバンド：E866の点と赤点を使ってCTEQ6の方法で再フィット

  7. Boer-Mulders関数の測定精度予測

  8. 4. SeaQuestスペクトロメータ Drawing: T. O’Connor and K. Bailey • 日本グループはStation 3 の検出器の製作と運転を担当している • Station 3 には St.3+ DC と St.3- DCがある。 • トラッキングディテクターグループで中心となり働いている

  9. 5. Commissioning run • 2012年2月20日～ 2012年4月30日 • 120 GeV/c 陽子ビーム, 19 ns インターバル(53 MHz) • Beam 強度: p/p, 5 s spill at 1 minute interval • Target: H2, Empty Flask, D2, Fe, C, W 正常に動作 • 2013年10月から2年間の物理ランを始める • Beam 強度: p/p, 5 s spill at 1 minute interval • 2年間で約 個の陽子を得る ミューオン対の飛跡の例

  10. コミッショニングランの結果～検出器等の課題と対策～コミッショニングランの結果～検出器等の課題と対策～

  11. コミッショニングランの結果～J/ψ 再構成による測定テスト～ • ２種の独立な再構成アルゴリズムによるクロスチェック • ヒット数の多過ぎるイベント (cf: バンチ強度の不安定性) は解析から除外

  12. Dimuon mass distribution • J/psi の再構成に成功 • 質量分解能 @ J/psi ~ 0.3 GeV/c2 … ほぼ要求値 • ヒット数の少ないイベントのみを解析した。トラック再構成アルゴリズムを改良中

  13. 物理ランの計画 • Main Injector がアップグレードされた • 現在は引出ビームラインを整備中 • 本年10月下旬に SeaQuest実験へ最初のビームが届く • 2年間のデータ収集

  14. 8. まとめ • SeaQuest実験はドレル・ヤン過程を使って陽子内の をブヨルケンがの範囲で測定する • 2012年春に２ヶ月間の commissioning run に成功した • ステーション３の下半分のドリフトチェンバーを新規インストールしてコミッショニング中 • 検出器等の改良は多くが完了した • Commissioning Runの解析が進んだ • J/Psiピークの確認と質量分解能の評価→目標値を達成 • ターゲット付近のz vertex分解能を評価中 • 2013年10月末から物理ランを開始する

  15. backup

  16. 6. ビームラインのコミッショニング結果と予定 Commissioning run • Trigger & DAQ • 強度不安定なビームによる 大量のヒットを持つ“splat event” • そのようなイベントを除外するトリガーロジックを開発 • 現在加速器のアップグレードが行われている（電源安定等） • ２つのビームラインモニター • アンサーモニター　（山田財団） • チェレンコフカウンター　（科研費？） • ビームステータスを加速器メインコントロールルームへ即座に送ることが可能 • DAQ システムの veto 信号を作ることが出来る • ルミノシティの正確な決定が可能になる ビーム強度 vs時間 (ms) 物理ランに向けて 周波数領域 (Hz)

  17. 7. 検出器のコミッショニング結果と予定 Commissioning run • 検出器 (Hodoscope, Drift chamber, Drift Tube) • ノイズ除去、ホットチャンネルの問題は 　早急に解決した。 • 安定して稼働した。 • トラッキング等の解析が進行中 • ステーション１及び３－（下半分）のドリフトチェンバーのアップグレードが進行中 • 新しいステーション１のドリフトチェンバーは大きなブヨルケン x に対してのアクセプタンスを広げる • ステーション３－のドリフトチェンバーの現状については、26aHC-9:永井慧 によって詳しく発表された • 5% の統計量増加が予想される • 5月に準備完了 ステーション３－のDCのワイヤーは全て自分たちの手で張った 物理ランに向けて ステーション３でののヒット分布（MCシミュレーション）

  18. イベント例 … J/psi

  19. イベント例 … high-mass D-Y (6 GeV/c2)

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