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PHENIX muon arm trigger upgrade (III) ミューオントラッカーの性能改善 理研中川格
For the PHENIX Muon Trigger Upgrade Collaboration
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カソードリードアウトチェンバー
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3
MuTr Cross Talk
HV (1800 V)
1 MWAnode wire
1 MW
100 pF ....
Cathode strips (96 strip)
~0.1 pF/strip
Rise time of anode signal ~ 10 nsec
Removed to reduce HV trips
アノード読み出し
100mV
3V
Serious Issue for Big Pulse
Pointed out by Tsutomu Mibe@KEK
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4
ADC
MIP
MIP
ストリップ毎の ADC分布
Strip
Gap 1Stereo
Gap 2Stereo
Gap 3Stereo
Gap 1NonStereo
Gap 2NonStereo
Gap 3NonStereo
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5
放置できない理由
x2 (Run 11?) x5 (design)
Current set up
Recap (1/10? cross talk)
Luminosity
Rate
per
strip
(kHz
)
Run 9, 500 GeV data
10ms 100kHz でパイルアップ!
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6
解決策HV (1800 V)
1 MWAnode wire
100 pF ....
Cathode strips (96 strip)
~0.1 pF/strip
Rise time of anode signal ~ 10 nsec
Cathode impedance = 1/wC Z(cathode) = 1/(100 M Hz/ 2 pi * 0.1 pF) = 6 kW @10 nsec
Z(bypass) = 6 W << Z(cathode)
R<<1M W1 MW
terminator
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7
テストベンチセットアップ90Sr 線源
Anode wire
Strip
#22
Terminator 有り/無し
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8
Terminator 有り/無しの比較
22
27
17
Trigger
Terminator 無しStrip#
22
27
17
Terminator 有り Terminator 有り
Trigger
Terminator 無し
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Terminator 有り/無しの比較
Terminator 無し
Terminator 有り
ストリップ番号
平均AD
C
[cha
nnel
]導電ゴムタイプ
9
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半田の残りかす+絶縁コーティング
アノードワイヤーへ
既存の基板に新たに回路を追加する苦悩
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インストールの際の制約
理研 : 今津義光 ( ポスドク)立教大学:渡邊健太郎 (M1)
シンプルな構造、容易な取り付け
スペース : ~2.5cmチャンネル数: 10000ch 以上
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クリップタイプ terminator の開発
半田の残りかす信越ゴム社: EC-BM300 (2.5Wcm)
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熱中性子対策• Big Pulse の原因
• 熱中性子の吸収
熱中性子 photon
吸収材 Borated Poly 2.5cm Pb 1cm + Fe 1cm
Attenuation ~10-2 ~5x10-2
€
11B + n→7Li* +α7Li*→7 Li + γ (478keV )
€
A + n(thermal) → (A +1) + γ(≤ 8MeV )
478keV
B 25mm Pb 1cm MuTr
25meV neutron
(e,g)
Fe 1cm
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まとめ• W ボゾン測定のために PHENIX ミューオン検出器群の性能向上を進める。• MuTr のクロストーク問題は、アノードの電荷を追加回路によりグラウンドに誘導することで 1/10 程度に改善。• 熱中性子の吸収材の設置も進行中。
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Backup Slides
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16
DAQ による測定ADC>1000ch 以上の事象
ADC>1000 以上の大きなパルスを観測したとき、周辺のストリップには逆電価のシグナルが観測される。
…,13,14 31,32,……21,22,23…
90Sr 線源
ストリップ番号
ストリップ番号
ストリップ番号AD
C [c
hann
el]
ADC
[cha
nnel
]
Anode wireを共有していないAnode wireを共有していない
線源直下のストリップ
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Low energy neutrons• Low energies• Fluctuation before
SWX needs investigation
• Suppression of very low energies might depend on input neutrons
behind SWX207HD5
before SWX207HD5
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The full muon arm again• Only 1/20 of all PYTHIA
events• Only MuTr St1• Y-scale is from old macro• Only neutrons from
upstream of St1
Neutrons in St1 Current setup SS310 absorber +SWX207HD5 Only SWX207