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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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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
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 Wmn
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
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)
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。
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。
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
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)
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
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