1 / 69

Изучение плотной и холодной ядерной материи на Нуклотрон-М и НИКА

Изучение плотной и холодной ядерной материи на Нуклотрон-М и НИКА. Георгий Шарков для коллаборации FLINT ОИЯИ, Дубна. Содержание. Физическая мотивация Экспериментальная установка FLINT Экспериментальные данные FLINT II Поиск и исследование холодной плотной ядерной материи.

kolton
Download Presentation

Изучение плотной и холодной ядерной материи на Нуклотрон-М и НИКА

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. Изучение плотной и холодной ядерной материи на Нуклотрон-М и НИКА Георгий Шарков для коллаборации FLINT ОИЯИ, Дубна

  2. Содержание • Физическая мотивация • Экспериментальная установка FLINT • Экспериментальные данные • FLINT II Поиск и исследование холодной плотной ядерной материи G. Sharkov

  3. Phase diagram of nuclear matter ITEP TWAC Nuclotron M NICA Суть предлагаемого подхода: С помощью кумулятивного эффекта попытаться пройти в область больших плотностей G. Sharkov

  4. Флуктон-флуктонные взаимодействия ,,o,… high pt А1 А2 Fluctons А:С,Ве,Не,… Dense baryon system G. Sharkov

  5. He+He @ 6 AGeV (Nuclotron-M/NICA) flucton+flucton flucton+nuclon nuclon-nuclon G. Sharkov

  6. Experiment @ ITEP magnet hall12С + Ве→ γ + Х Magnets Search for kumulative trigger Target 64° 2.5m Calorimeter G. Sharkov

  7. FLINT subsystems VETO ECAL • matrix 8x8 • 100x100x380 mm3 • Lead glass F8 • ρ=3.6g/cm3 • Xrad=3.1cm • RM=3.6cm • Mass~1.5 Tonn G. Sharkov

  8. Калибровка пучками электронов pe-: 0.5, 1.0,.. 3.5, 4.0 GeV/c scint. 10x10 2x2 Čherenkov ADC G. Sharkov

  9. G. Sharkov

  10. FLINT results T0=113±10 МэВ 1N+1N 2N+2N G. Sharkov

  11. Угловая зависимость • Сечения уменьшаются с ростом угла • Наклон уменьшается с ростом угла G. Sharkov

  12. наклон спектра • Т0эксп=113±10 МэВ • ΔX=1 →Δσ(X)~ехр(mp/ T0X)~е-7 • Δσ=ехр(1) →Δp=T0p mπ • Δp(X+1)=7T0p →T0p=Δp(X+1)/7 2+4 2+3 1+6 2+2 1+5 1+4 4+2 3+2 • 2+3T0ближе всего к Т0эксп G. Sharkov

  13. минимальная сумма кумулятивных чисел EX,PX,mX M E0,P0,m0 X θ E,P,m G. Sharkov

  14. минимальнаябарионная плотность rf~1-1.5fm A.Stavinsky.et al., Phys.Rev.Lett. 93,192301 (2004) G. Sharkov

  15. FLINT results • Создана установка для регистрации кумулятивных фотонов: 2 супермодуля (ECAL+VETO+LED) • Впервые измерены спектры фотонов вплоть до кинематической области пятинуклонного взаимодействия. • Спектры экспоненциальные с параметром наклона Т0≈113±10 МэВ. • Изменение сечений внутри диапазона углов 55°-73° составляет величину ~10-20 раз. • Апробирован предложенный метод регистрации событий, отвечающих процессам с высоким порядком кумулятивности и с большими поперечными импульсами, с помощью электромагнитного калориметра. • Предложенный способ позволяет на уровнебыстрой электроники в режиме on-lineэффективно отбирать события, отвечающие глубоко кумулятивным процессам, на уровне сечений ~ 1 μбн. • Получены экспериментальные указания на проявление флуктон-флуктонных взаимодействий G. Sharkov

  16. Search for dense cold matter First steps @ ITEP • beam test (Dec. ‘09) • N det. time resolution • experiment @ magnet hall (2010)12С + Ве→ γ + … • higher X1+X2 • Nuclotron M • Neutron beam test • Neutron efficiency • experiment @ experimental hall AA→ γ + X12+… • higher X1+X2 • cold dense matter G. Sharkov

  17. Neutron detector for FLINT Plastic Scintillator 96 * 96 * 128 mm3 Fiber: KYRARAY,Y-11,d =1mm, wavelength shift 4 MRS APD & Amplifier - CPTA(Golovin) Efficiency (estimate) 15% Matrix for FLINT 6x6=36 Matrix for NICA(?) 72x25=1800 G. Sharkov

  18. Neutron detector for FLINT(beam test June 2009,preliminary results) G. Sharkov

  19. FLINT II Isosymmetrisation(p/n, π+/π−c.s. ratios) Strangeness (SU(3) symmetry resoration) Vector mesons (vector/scalar meson ratio increase) Exotic (Pauli principle →(qqqqs), (qqqqqqqs)) … G. Sharkov

  20. FLINT @ NICA G. Sharkov

  21. Rate estimate (preliminary) Cumulative process: Nuclotron-M: 106sec*108int/sec*2*10-5fraction~ 2*109 interactions for Q1+Q2~6 NICA 106sec*105int/sec*2*10-5fraction~ 2*106 interactions for Q1+Q2~6 ------------------------------------------------ Proposed trigger: From ITEP experimental data: ITEP:105sec*105int/sec*0.1ster~102events for Q1+Q2~5(CC) Nuclotron-M: 106sec*108int/sec*10ster~107events (HeHe) for Q1+Q2~5 ~3*104events (HeHe) for Q1+Q2~6 ~100 events (HeHe) for Q1+Q2~7 NICA: 10+6sec*10+5int/sec*10ster~ ~104events(HeHe) for Q1+Q2~5 ~30events(HeHe) for Q1+Q2~6 G. Sharkov

  22. Extra slides G. Sharkov

  23. Финансирование • Роснаука • ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2012 годы» • … • FP7 • Capacities • Research infrastructures • Regions of knowledge and support for regional research-driven clusters • International cooperation • Cooperation • Collaborative research • РФФИ • … G. Sharkov

  24. TO DO • contact persons • work program • responsibilities • time schedule • joint grants • ITEP-JINR seminars & workshops • FLINT collaboration Welcome! G. Sharkov

  25. linearity & energy resolution σ/E, % ADC pe, GeV/c pe, GeV/c G. Sharkov

  26. VETO counters test Счётчики пучка VETO • магнитный тракт №211 • пучки протонов с Р=3 ГэВ/с • пропорциональная камера • координата • пьедестал/сигнал проп. камера отдельные пики фотоэлектронов эффективность >98% G. Sharkov

  27. Кумулятивный эффект π π- π± • многонуклонный • локакльный • спектры экспоненциальные • Для «не фрагментов» удалось достичь 1N+3N взаимодействия FAS @ ITEP (Boyarinov et.al Yad.Fiz 57 (1994) 1452) X – minimal target mass [ mN ] needed to produce particle G. Sharkov

  28. TAPS12C+12C→π°(η)X@ 0.8, 1.0 & 2.0 AGeV 1+1 2+1 3+2 1+1 2+1 3+2 1+1 2+1 Z. Phys. A 359, 65–73 (1997) • Постановка задачи реалистична • Необходимы бóльшие iN+jN при бóльших Е0 G. Sharkov

  29. Фотон или π° ? • фотон из распада π°: • прямой фотон (в принципе возможен): • относительно простой триггер G. Sharkov

  30. Реакция: С+Ве→γ +X • Начальная энергия 3.2 АГэВ • Лёгкие ядра • Центральная область быстрот 3+3 4+2 5+1 2+2 3+1 G. Sharkov

  31. Trigger distribution view The trigger number distribution over calorimeter channels. G. Sharkov

  32. Beam intensity Beam LED Monitoring system No beam Cut: trigger rate υtrig>1Hz G. Sharkov

  33. occupancy Cut: number of hits (Eth>300MeV) in event Nhits<4 G. Sharkov

  34. DAQ &Signal shape analysis е- 1.5 ГэВ/с maximum position Integral Dped • Сигнал ФЭУ (40 нс, 100 мВ) → • формирователь (~ 400 нс, 1 В ) → • АЦП 40 МГц, 10 бит • задержка: 23бина (бин = 25 нсек) • временные ворота: 40 • пьедестал: 16 • Анализ формы сигнала • дисперсия пьедестала • максимум сигнала • позиция максимума • Е=Е(Integral,СLED,Ccalib) G. Sharkov

  35. Signal shape analysis Pedestal dispersion max. pos. Dped Cut: pedestal dispersion D/pedestal<10% G. Sharkov

  36. Signal shape analysis Amplitude vs. Maximum position max. pos. Dped Cut: maximum position 24<MP<29 G. Sharkov

  37. Cluster I If a particle hits the corner of a glass block, some part of EM shower leaks into the next block. This part is small and hard to reconstruct. => central hits only • Hits on the distance >1. dm don’t belong to the cluster G. Sharkov

  38. Cluster II Part of clusters cutted R vs. Hit fraction in cluster C the “centrality” cut C=15% is applied to select clusters consisting of 1 hit G. Sharkov

  39. background симуляция отклика neutron e- π- G. Sharkov

  40. background(continued) • частота триггера: • > 1.0 Гц→High intensity • < 0.2 Гц →Low intensity • Нормировка по времени • экспозиции • Наводки на HV? • Результаты показываем до • уровня,где«Low»<30% «High» High intensity Low intensity G. Sharkov

  41. Статистика G. Sharkov

  42. систематика разыгрывалась добавка к энергии фотона: E±ΔE → ΔT0~3±5 МэВ • критерий • центральности σ(Т0)~8 МэВ 2. энергетическое разрешение σсист~ 9МэВ G. Sharkov

  43. Кумулятивное число EX,PX,mX M E0,P0,m0 X θ E,P,m G. Sharkov

  44. rescattering CLAS e-A→e-X @~4 AGeV • флуктон обнаружен в реакции, где перерассеяние не играет никакой роли • σпер~lпробега→ AuAu/BeC~ 5-7 раз • спектры кумулятивных π и К подобны, хотя сечения взаимодействия К гораздо меньше • прямые фотоны и фотоны из π° хВ=Q2/2mNυ K.S. Egiyan et al. Phys. Rev. Lett. 96, 082501 (2006) G. Sharkov

  45. selftrigger ext. trigger Ch. only Ch. + 10X10 10X10 G. Sharkov

  46. параметризация describes: • different initial energies (γand β) • different angles θ Parameters C = 3800(mb GeV-2c sr-1), k = 0.075 S. Nagamiya et. al. Phys. Rev. C24, 971 (1981) G.N. Agakishiev et al., Yad. Fiz. 51, 1591 (1990) G. Sharkov

  47. Results 1/E T0=113±10 МэВ 1N+1N 2N+2N G. Sharkov

  48. спектр в гипотезе нуклон-флуктонного взаимодействия 1N+XN Х0=0.206 G. Sharkov

  49. данные выходят за границу 12N+1N → не фрагментация ядра-снаряда • никакая комбинация из 4 нуклонов не достаточна→ данные заходят в область iN+jN≥5 • новая кинематическая область • 1N+9N выше данных → нет строгого запрета на однократный кумулятив 1+9 FLINT 1+3 2+2 12+1 1+1 existing data G. Sharkov

  50. Флуктон- флуктон? ΔX=1 →Δσ(X)~ехр(-mp/ T0X)~е-7~10-3 2+4 • 1N+jN (фраг. мишени) необходимо 1+5(1+6) → iN+jN≥6 • iN+2Nдаже 4+2 не достаточно→ iN+jN≥6 • iN+2N+1N+jN(1+5) + (4+2)→iN+jN=6 • 2N+3Nописывает данные iN+jN=5 ! 2+3 2+2 1+6 1+5 1+4 4+2 FLINT 3+2 флуктон-флуктонные взаимодействия ! G. Sharkov

More Related