Проект детектора КМД-2МПрепринт ИЯФ 2001-45

Рабочее совещание КМД-3 27 декабря 2009http://sl1cmd Научная сессия ИЯФ

15 января 2010

Статус детектора КМД-3

910δαα

− 69 10F

F

GG

δ −×

52 10Z

Z

MM

δ −×

24

2( ) (10 )( )

Z

Z

M OMδα

α−

Что и зачем мы собираемся измерять

22( )

1 ( )ZZ

MM

ααα

=⎡ ⎤− Δ⎣ ⎦

2ec

α =h

2( )ZMαΔ

известно в 10 раз хуже, чем, , M , M , m , M ... F Z W t HGαзависит от

и величины R(s)

Примерно 40% ошибки вносит область энергий в с.ц.и. от 1 до 2.5 Гэв,в которой полный интеграл светимости, набранный до сих пор, составляет ∼ 200 нб-1.При светимости 1031 см-2сек-1 можно набирать около 1 пб-1/сутки.

2

tot

2(5) 2

24

σ ( hadrons) R(s)=σ( )

( )( ) Re3 ( )

Zhad Z

Zm

e ee e

M R sM dss s M i

π

μ μ

ααπ ε

+ −

+ − + −

∞

→→

⎛ ⎞Δ = −⎜ ⎟ − −⎝ ⎠

∫

2

2

24( ;1) ( ) ( )

3 m

m dsa Had K s R ssπ

μμ

απ

∞⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠

∫

Магнитный момент мюонаJμ2eћgmc

=r

r

h Если спин частицы J2

=h , то, в соответствие

с уравнением Дирака g=2

aμ(theory) = aμ(QED) + aμ(Weak) + aμ(Hadronic)

Отличие величины gμ от 2составляет примерно 1/400и известно на сегодняшнийдень с точностью 0.5×10−6.

Отличие от расчета в рамкахСМ составляет около 3σ.

13S1 ρ(770) ω(782) φ(1020)

23S1 ρ(1450) ω(1420) φ(1680)

13D1 ρ(1700) ω(1650) -

(uu-dd)/ 2 (uu+dd)/ 2 ss

Векторные мезоны в областиэнергий до 2 ГэВ в с.ц.и.

Δm/m∼10-5

ΔΓ/Γ∼10-2

Δm/m∼10-2

ΔΓ/Γ∼0.3

3π – изучение ω(1420) и ω(1650)4π - в основном идет через a1(1260)π

Ожидается, что a1π и ρππ будут основными каналамираспадов изовекторного векторного гибридного мезона.Можно ожидать, что его масса окажется вблизи 1.6 – 1.7 Гэв,либо вблизи 1.9 - 2.0 ГэВ (зависит от идентификации состоянийπ1(1400) и π1(1600), одно из которых может оказаться экзотическиммезоном 1−+)

5π - через промежуточное состояние ωππ - изучение ω(1420) и ω(1650)через ηππ - изучение ρ(1450) и ρ(1700)

Кроме того, в этом конечном состоянии можно ожидатьпроявления изоскалярного векторного гибрида, распадающегосяна ρ(1450)π.

6π - «золотой» канал для изучения ρ(1900). Чему равна его масса? Онавыше или ниже порога ? Является ли это состояниебарионием? Гибридом?

K+K-, KSKL –изучение φ(1680)- изучение φ(1680) и странного векторного гибрида в

распадах φH→K*K→ и φH→K1(1400)K→ K*πK→

φf0(980), φη, φη′, радиационные распады, физика η и η′ мезонов…..

NN

KKπ, KKππ (ssg)

KKπ KKππ

Отдельные каналы

КМДКМД –– 33

1 – вакуумная камера, 2 – дрейфовая камера, 3 – калориметр BGO (680 кристаллов), 4 – Z – камера, 5 – СП соленоид КМД-3, 6 – калориметр LXe (400 литров), 7 – калориметр CsI (1152 кристалла), 8 – ярмо магнита, 9 – соленоиды ВЭПП

Испытания СП соленоида в декабре 2008

Магнитное поле Расход гелия

4÷4.2 литра – стационарно6.5÷7 литров – ввод

Время ввода 12 кГс – 8 часов

“Готовность к употреблению”через 15-20 минут

Время захолаживания гелием от комнатной т-ры ~15 часов

Затраты гелия на захолаживание от комнатной т-ры ~150-200 лСтабилизация поля на уровне 3×10−5

240 200 160 120 80 40 0 40 80 120 160 200 2401.2.104

1.21.104

1.22.104

1.23.104

1.24.104

1.25.104

1.26.104

1.27.104

Hz (R=0)Hz (R=100)Hz (R=200)Hz (R=300)

Z, mm from the center of the solenoid

Hz,

Gau

ss

240 200 160 120 80 40 0 40 80 120 160 200 2409600

9700

9800

9900

1 .104

1.01.104

1.02.104

1.03.104

Hz (R=0)Hz (R=100)Hz (R=200)Hz (R=300)

Z, mm from the center of the solenoid

Hz,

Gau

ss

240 200 160 120 80 40 0 40 80 120 160 200 2401.3.104

1.31.104

1.32.104

1.33.104

1.34.104

1.35.104

1.36.104

1.37.104

Z, mm from the center of the solenoid

Hz,

Gau

ss

ДекабрьДекабрь 20082008Асимметрия поля на оси ~70 Гс

Общая неоднородность в объеме безучёта магнитов ВЭПП:

13.5 кГс ~ 4.1%

Связанная с этим систематическаяошибка в измерении импульсов ∼0.1%

Измерение карты магнитного поля

Контрольная заливка – февраль 2009 года

Камера

Прототип

Координатное разрешение в плоскости дрейфа

Координатное разрешение вдоль проволочек

Амплитудное разрешение

ДрейфоваяДрейфоваякамеракамера

Run 2588 20.10.2008

Run 2588 20.10.2008

14.04.2009

Сборка холл 3-го этажа20.04.2009

Перед установкой в детектор

20.04.2009Сразу после установки в детектор

Однако…23.04.200919.05.2009 Когда все стало хорошо…

14.09.2009

Установка вакуумного промежутка и соленоидов ВЭПП-2000

4.09.2009

Сборка Калориметра BGO

16.10.2009

12.01.2010 Осталась только установка мюонных счетчиков

Калориметры на кристаллах CsI ижидком ксеноне, а также системасцинтилляционных времяпролетных

счетчиков были установлены в детектордо 2009 года

Электроника КМД-3

Tx/RxData

CMD-3

N channels

Ethe

r net

-10 0

SensitiveDevice

N Analog lines

N Analog lines

A UADC

Amp. + ShaperModules

B u

s

DigitizerModules

KLUKVACMD-2

N channels

SensitiveDevice

N Analog lines

Amp. + Shaper + DigitizerModules

Event De-Randomizer

Event De-Randomizer

A UADC

ReadOutDigitizing

200us 90us

58us

R e a d O u tD i g i t i z i n gDeadTime ≤ 300μsReadOut Rate ≈ 100Hz

DeadTime ≤ 60μsReadOut Rate ≈ 1kHz

N/16 Digital lines

t

t

16 concentrators

200 serial links

В рамках идеологии новой системы сбора данных изготовлено около 200 блоков:

•Считывание и оцифровка данных с проволочных камер,

мюонной системы, времяпролетной системы (платы T2Q, TQ)

•Считывание, формировка и оцифровка данных

калориметров CsI, BGO, LXe (платы УФО)

•Интерфейсы заряженного триггера (платы ИПТД, ИПТZ)

•Интерфейсы нейтрального триггера (платы АДИС)

•Триггерные блоки ( TrackFinder и ClusterFinder)

•Блоки синхронизации и управления потоками данных (МЧС)

•Блоки приема и передачи данных в Ethernet (“Селивановские коробки”)

14.01.2010

Система автоматизациии сбора данных

Система сбора данных Система контроляи управления

Визуализация

Хранилищеданных

Датчики

Моделирование

Системаобработки данных

База данных

Триггер 1 кГц событийдлиной 3 кБ

Общий объем данных 10 ТБ

3 МБ/сек

~500

ПОПО системысистемы сборасбора ии обработкиобработки данныхданныхСистемы сбора и обработки данных в основном разработаны:

Сделано в 2009 году:

• Построение единого события• Интеграция алгоритмов offline в ССД• Отлажены рабочие варианты фронтэндов

КЛЮКВы, новой электроники, медленногоконтроля, сборки события, …

Планы на 2010 год:

• Обновление компьютерного паркаи достижение проектной пропускной способности

• Доработка БППД• Управление триггером (и другими центральными службами)• Централизованная схема управления новой электроникой• Третичный триггер• Предварительный анализ данных• EventDisplay

Калибровочные заходы с космическими частицами

Спектры космических частиц вкристаллах калориметра CsI

Временное разрешение Z-камеры

Итого:

Планируемые расходы 2010:Комплектовка РЭ: 0.4 млн.р.Компьютеры: 0.9 млн.р.Инж. обесп.: 2.0 млн.р.

Нормочасы

0

5000

10000

15000

20000

25000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

План заказов 2010:2000 экспресс2000 ЭП-12500 ЭП-2 (РМ)

Всего 142 тыс н/ч

Расходы 2009:0.9 млн.р.

Спасибо!