Vorbereitung und Test des Flugzeitdetektors für das Crystal Barrel Experiment an ELSA

Transkript

1 Vorbereitung und Test des Flugzeitdetektors für das Crystal Barrel Experiment an Diplomkolloquium Physikalisches Institut Rheinische Friedrich Wilhelms Universität Bonn

2 Überblick 1. Physikalische Motivation smfsng 2. und Crystal Barrel Experiment 3. Teilchennachweis 4. Kontrollmessungen und Tests 5. usammenfassung und Ausblick

3 Physikalische Motivation Proton besteht aus drei Quarks angeregte ustände im Bereich der asymptotischen Freiheit durch Theorie im Confinementbereich Approximation durch Modelle Quark Modelle smfsng Bonn Modell

4 Nukleonenspektroskopie Bonn Modell Loering et al.

5 Nukleonenspektroskopie Bonn Modell & CB Loering et al.

6 Nukleonenspektroskopie Bonn Modell fehlende Resonanzen Loering et al.

7 Elektronenstretcheranlage sfsng

8 Das Crystal Barrel Experiment sfsng

9 Das Crystal Barrel Experiment,

10 punch through Simulation Protonen in TAPS Kristall ( Länge: 25 cm) sfsng Ekinetisch [MeV]

11 deponierte Energie vs. Flugzeit Simulation für Flugzeitdetektor sfsng

12 Vorwärtsspektrometer Magnet Crystal Barrel Driftkammern B Feld sfsng Scifi2 Aerogel Cerenkov Detektor MOMO Detektor Flugzeitdetektor

13 Vorwärtsspektrometer P=r B q sfsng Flugzeit

14 Flugzeit vs. Impuls eit [ns] Simulation sfsng Impuls [MeV/c]

15 Flugzeitdetektor Targetabstand ca. 5 m Gesamtfläche: 3 x 3 m² sfsng 4 Lagen: 2 horizontal, 2 vertikal Modul: 3 x 0,2 x 0,05 m³

16 Flugzeit & Auftreffort TDC Summe tf = ½ (tr + tl) ½L/ceff smmnfsng TDC Differenz x = ½ (tr tl)ceff + ½ L Orts und eitmessung beruhen auf beidseitiger Auslese

17 Abschwächlängenbestimmung mit Strontium Strontium S1 PM PM S0 S(x) ~ S0 exp( x/ ) ist die Abschwächlänge sfsng S2

18 Abschwächlängenbestimmung mit Strontium sfsng

19 Aufbau für Höhenstrahlungsmessung Trigger 1 DAQ D Szintillatoren Aluminium D Aluminium... D D D sfsng Trigger 2 D

20 ADC Spektren für Höhenstrahlung ADC rechts ADC links sfsng

21 Abschwächlängenbestimmung mit Höhenstrahlung ADC Fehler durch Fit Abstandsfehler durch Triggerbreite sfsng

22 Abschwächlängen 1) 90Sr 50 cm bis 100 cm sfsng 2) Höhenstrahlung ~ 250 cm ± 50 cm vom Hersteller spezifizierter Wert: 400 cm 250 cm effektiv

23 eitauflösungswerte Sigma Breite der TDC Summe mit Höhenstrahlung sfsng

24 eitauflösung sfsng

25 eitauflösung sfsng

26 eitauflösung sfsng

27 eitauflösung sfsng

28 eitauflösung sfsng

29 eitauflösungsspektren Differenz Auflösung A und B sfsng =275 ps aber: Ungenauigkeit durch Time Walk Effekt

30 Time Walk Effekt Steigung Amplitude Ladung Gang ( Walk ) mit ADC Werten

31 Time Walk Korrektur TDC L =TDC L w L 1/ ADC L roh TDC R =TDC w R 1/ ADC R roh R

32 Time Walk Korrektur

33 Time Walk Korrektur Differenz korrigiert Differenz =275 ps =240 ps

34 Ortseichung/Ortsauflösung Myon Trigger PM P1 P2 P3 PM Abstand zwischen Triggerpositionen: 50 cm sfsng

35 usammenfassung & Ausblick 1. Physikalische Motivation: Untersuchung neutraler Endzustände im Crystal Barrel Experiment 2. Vorstellung von und Crystal Barrel Experiment 3. Teilchenidentifikation im Crystal Barrel Experiment und mit Vorwärtsspektrometer 4. : Abschwächlängen: ~ 250 cm ± 50 cm eitauflösung: ~ 250 ps Ortseichung/Ortauflösung: ceff geprüft Aufbau