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偏極核子構造研究のための PHENIX ミューオントリガーアップグレード

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偏極核子構造研究のための PHENIX ミューオントリガーアップグレード. 2010 年 3 月 22 日 三部勉 ,池田友樹 C , 唐津謙一 B , 栗田和好 C , 齊藤直人,庄司幸平 B , 竹谷篤 A , 谷田聖 D , 中川格 A , 中村克朗 B , 廣田誠子 E , 深尾祥紀 A , 村上哲也 B , 村田次郎 C 他, PHENIX Collaboration KEK 素核研,理研 A , 京大理 B , 立教大理 C , ソウル大 D , 東大理 E. 核子中の海クォークの偏極測定. n m. RHIC 偏極 pp 衝突 による W生成

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phenix

偏極核子構造研究のためのPHENIXミューオントリガーアップグレード偏極核子構造研究のためのPHENIXミューオントリガーアップグレード

2010年3月22日

三部勉,池田友樹C,唐津謙一B,栗田和好C,齊藤直人,庄司幸平B, 竹谷篤A,谷田聖D,中川格A,中村克朗B,廣田誠子E, 深尾祥紀A,村上哲也B,村田次郎C他,PHENIX Collaboration

KEK素核研,理研A,京大理B,立教大理C,ソウル大D, 東大理E

slide2
核子中の海クォークの偏極測定

nm

  • RHIC偏極pp衝突によるW生成
    • クォークのカイラリティ固定
    • フレーバーに選択的に結合
  • 海クォークの偏極をフレーバー毎の直接測定
  • 高運動量ミューオンをトリガーレベルで選択する必要がある。測定のためのトリガー回路が必要

p

W+

m+

u

High pT

p

PYTHIA

d

Wmn

the phenix detector

BNL-RHIC:世界で唯一の偏極陽子・陽子コライダーBNL-RHIC:世界で唯一の偏極陽子・陽子コライダー

衝突エネルギー 500 GeV

偏極度(設計値) 60%

ルミノシティ(設計値) 3x1032cm-2s-1

p (250 GeV)

p (250 GeV)

The PHENIX detector

μ

ミューオントラッカー(MuTr)

ミューオントラッカー(MuTr)

ミューオントラッカーはカソードストリップチェンバー(CSC)で形成される3つのステーションから構成。

各ステーションのプレーン数 6,6,4面 

カソードストリップピッチ 5mm(1本おきに読み出し)

 ガス             Ar:CO2:CF4 = 50:30:20

slide4
高運動量ミューオントリガー

要求:

高運動量ミューオン(p>20 GeV/c)に対して高いトリガー効率

トリガーレートがDAQバンド幅(2kHz)に収めるため9000以上の棄却能力を有する

RPC

Level 1

Trigger

Board

時間データ

CSC

LV1 Trigger

primitive

オンラインでサジッタを測定し運動量に選択的なトリガー信号を作る

ミューオントラッカー(MuTr)

サジッタデータ

CSC

Merge,Reformat

Amp, discri

MRG,

DCMIF

5%

CSC

B-field

ADTX

Amplifier&ADC

我々が開発・生産・インストールを行った

2 plane

MuTr

FEE

オフライントラック位置測定

(s=100mm)

95%

衝突点

adtx mrg dcmif
ADTX・MRG・DCMIFボードの開発・量産

ADTXボード開発(~2008)

MRG・DCMIFボード開発(2008-2009)

PHENIXでの試作機試験(2007・2008)

量産・試験(2008-2009)

slide6
トリガー用電子回路のインストール

日本で量産を行いながら、現地でインストールというタイトなスケジュールの中、2008・2009年の夏季シャットダウン中にすべてのインストール・試験工程を完了。

phenix1
PHENIXにインストールされたトリガー用電子回路PHENIXにインストールされたトリガー用電子回路

ADTXボード

MRG・DCMIFボード

2009年より性能評価のためのビームデータを蓄積中。

これまで大きなトラブルもなくフル稼働。

slide8

B

高運動量飛跡に対する応答

Plot by Y. Fukao

CSC

CSC

Ds

トリガーロジックを満たす割合

PHENIX run9

500 GeV pp data

サジッタ

CSC

Ds≤1

トラック

実データで再構成された高運動量飛跡に対して、高い割合で応答

slide9
予想されるトリガー棄却能力

トリガー棄却能力= 衝突事象数/高運動量トリガーロジックを満たす事象数

  • 今後、さらに棄却能力の向上するが見込まれる
  • RPCのタイミング測定
  • RPCとのマッチング
  • バックグラウンド遮蔽追加
  • クロストークの軽減

Plot by Y. Fukao

高運動量トラックに対して

トリガーロジックを満たす割合

PHENIX run9 500 GeV pp data

トリガー棄却能力(RPCを含まない)

slide10
トリガーコミッショニング

LL1ボード

(アイオワ州立大学)

  • トリガー用電子回路が予想される性能を持つことがわかった。
  • LL1ボードを介してPHENIXのDAQへトリガーを送れることも確認できた。
  • 現在進行中の金・金衝突ランでトリガー調整を行っている。
    • タイミング調整
    • トリガーアルゴリズムの最適化
    • Failure modeの洗い出し
    • 長期安定性
slide11
まとめ
  • Wボソン生成に起因する高運動量ミューオンを用いて海クォークの偏極を測定する。
  • 高運動量ミューオンをオンラインレベルで選択的に取り出すトリガー信号用回路の開発を行い、PHENIXに組み込んだ。
  • 2009‐2010年のデータを用いて性能評価・調整を行ってきた。今後、さらなる性能の向上が見込まれる。
  • 2011年のランから、いよいよ物理データの収集が始められる準備が整った。

?

Wボソン信号に対するsensitivityの向上について次のトーク