j-parc k1.8br おけるkビーム調整 (2) - rikenag.riken.jp/u/kou/2010.a.kou.pdf · 2010. 9....

J-PARC K1.8BR におけるKビーム調整 (2)

康寛史, 徳田真, 岩崎雅彦 A, 飯尾雅実 A, 板橋健太 A, 應田治彦 A, 大西宏明 A, 佐久間史典 A, 友野大 A, 塚田暁 A, 山崎敏光 A,C, 石元茂 B, 岩井正明 B, 鈴木祥仁B, 関本美知子B, 豊田晃久B, 石川隆C, 佐藤将春C, 鈴木隆敏C, 施赫肸C, 竜野秀行C, 橋本直C, 早野龍五C, 藤原裕也C, 松田恭幸D, 佐田優太E, 永江知文E, 平岩聡彦E, 藤岡宏之E, 味村周平F, 井上謙太郎F, 榎本瞬F, 野海博之F, 阪口篤志G, 福田共和H, 溝井浩H, D.Faso I, O.Morra I, M.Bragadireanu J, C.Curceanu J, C.Guaraldo J, M.Iliescu J, 岡田信二 J, D.Pietreanu J, D.Sirghi J, F.Sirghi J, P.B¨ehler K , M.Cargnelli K, 石渡智一 K, J.Marton K, 鈴木謙 K, E.Widmann K, J.Zmeskal K, H.Bhang L, S.Choi L, 谷田聖 L, Yim L, P.Kienle M,K, L.Busso N, G.Beer O

東工大,理研 A,KEK B,東大理 C,東大教養 D,京大理 E,阪大RCNP F,阪大理 G,大阪電通大 H,INFN-Torino I,INFN-LNF J,SMI K,ソウル国立大 L,ミュンヘン工大 M,Torino大 N,Victoria大 O

東京工業大学　康　寛史

J-PARC E-15/17/31 collaboration

2010年9月9日木曜日

E-17 E-15 (/E-28)

粒子ターゲットmomentum

physics

stopped-K- inflight-K-

液体3He 液体3He

−0.75GeV/c −1.0GeV/c

K- -3He間の強い相互作用

　K-NN 　深い束縛状態探索

E17, E15 experiment

E-17 では K- を標的内に止めるには −0.75GeV/c 近辺の運動量が最適と見積もられている (by proposal)2

The first experiment at K1.8BR


J-PARC K1.8BR beam-line

KL

K1.8

3

30GeV p



KL

K1.8

3

T1 (Ni orPt )30GeV p



KL

K1.8

3


K1.8BR

FF



K1.8 ES1

KL

K1.8

3


K1.8BR

FF



K1.8 ES1

KL

K1.8

3

CM2

CM1


K1.8BR

FF



K1.8 ES1

KL

K1.8

3

MS1CM2

CM1


K1.8BR

FF


ビームエンベロープdesigned optics of K1.8BR


17m

Q7

Q8

D4

S3

D5

Hodoscope (BHD:20)

Hodoscope(PA:8)

Beam line chambers

(PDC)

Beam line chambers (BLC)

TOF stop counter :32

Timing counters (T0:5)

LC1GC LC2

defining counter

(B１)

3.2m

5

Trigger scheme

Beam: PA&T0&B1PA

T0!5

!8

B1

GC

e beam&GC

LC1

LC2

!(&µ)Beam&LC2

KBeam&LC1&LC2

PBeam&LC1&LC2

PA

T0B1

LC1LC2

全５種のトリガーを全て1/1000までの任意倍率に間引いてmix 可能

2010年3月8日月曜日

LC1

ビームチューニングセットアップ (0.7~0.9 GeV/c)

TOF(BHD-T0) : offline

scaler：online

Gas (0.997

E=4 MV/m

BB

CM2CM1 K1.8 ES1

K+

π+

p

the schematic view of CM-scan (K+-tune mode)

ES1,CM による粒子識別

電場と磁場をES1,CMにそれぞれかけることにより、粒子識別を行った。

MS1

K± のピークとなるCMの値を探す( CM-scan )6

kick-angle: y’


E=4 MV/m

BB

CM2CM1 K1.8 ES1

K+

π+

p

the schematic view of CM-scan (K+-tune mode)

ES1,CM による粒子識別

電場と磁場をES1,CMにそれぞれかけることにより、粒子識別を行った。

MS1

K± のピークとなるCMの値を探す( CM-scan )6

kick-angle: y’

e+ e-


K±,p-bar の kick-angle dependence SEC : Secondary Emission Chamber1count~2.5×109 proton

!""#$%&"'("")*)+,-'!)./"01+2"*"""#"*)3$,4"'("560/"72"8"#"'&)-%9'3%*":'*,%$)"5;8,?"

7

kick-angle (mrad)

part

icle

/SEC

アクセプタンスに強い kick-angle dependence が存在。測定されたアクセプタンスは粒子の種類に強く依存する。


Slit dependence

solid line : yields （計算）dots : yields （実測）

スリット状態を十分 saturate している場所に固定した

IFH Slit Opening and MOM Slit V.S. K-yield IFV Slit Opening V.S. K-yield

MS1 Slit Opening V.S. K-yield

8

収量の実測値は測定値とよく一致している!


momentum and target dependence

Particle intensity は運動量と共に増加。収量に関して、Pt の方がNiより多い。

K y

ield

/1.0×

1012

prot

on×103

p-ba

r yi

eld/

1.0×

1012

prot

on ×103

momentum (GeV/c)

momentum (GeV/c)

9

p-bar yield/1.0×1012proton

K± yield/1.0×1012proton

0

3.75

7.50

11.25

15.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95

K+ (Pt) K+ (Ni) K- (Pt)K- (Ni)

Ni (30% loss)Pt (50% loss)

0

0.75

1.50

2.25

3.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95

p-bar (Pt)p-bar (Ni)




K y

ield

/1.0×

1012

prot

on×103

p-ba

r yi

eld/

1.0×

1012

prot

on ×103

momentum (GeV/c)

momentum (GeV/c)

9



0

3.75

7.50

11.25

15.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95



0

0.75

1.50

2.25

3.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95


Ni

Ni




K y

ield

/1.0×

1012

prot

on×103

p-ba

r yi

eld/

1.0×

1012

prot

on ×103

momentum (GeV/c)

momentum (GeV/c)

9



0

3.75

7.50

11.25

15.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95



0

0.75

1.50

2.25

3.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95





K y

ield

/1.0×

1012

prot

on×103

p-ba

r yi

eld/

1.0×

1012

prot

on ×103

momentum (GeV/c)

momentum (GeV/c)

9



0

3.75

7.50

11.25

15.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95



0

0.75

1.50

2.25

3.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95


Pt

Pt




K y

ield

/1.0×

1012

prot

on×103

p-ba

r yi

eld/

1.0×

1012

prot

on ×103

momentum (GeV/c)

momentum (GeV/c)

9



0

3.75

7.50

11.25

15.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95



0

0.75

1.50

2.25

3.00

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95


Pt

Pt

0

0.20

0.40

0.60

0.80

0.70 0.75 0.80

K- (Ni) measuredK- (Ni) simulated

simulated and measured yield

K y

ield

/1.0×

1012

prot

on

momentum (GeV/c)

×103


1.0

1.3

1.6

1.9

2.2

2.5

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95

Pt/N

i

momentum (GeV/c)

K±,p-bar yield Pt/Ni

K+K-p-barTM

1.0

1.3

1.6

1.9

2.2

2.5

0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95

beam loss ratio=50%/30%

particles yields of Pt/Ni and purity of K

K/all particles

K/a

ll (%

)

momentum (GeV/c)

K/a

ll(%

)

K/all particles

momentum (GeV/c)

K± の Pt/Ni は beam loss ratio より大きい。 Pt は Ni よりK の収量、純度に関して優位である。


Sanford-Wang と測定値との比較

K+ incident momentum(GeV/c)

K+

/SEC

K+ K-

K-/

sec

K- incident momentum(GeV/c)

p-bar incident momentum(GeV/c)

p-ba

r/se

c p-bar

S.W.+kinematic reflectionS.W.+kinematic reflection

S.W.+kinematic reflection

measurement (Ni)measurement (Ni)

measurement (Ni)

S.W.S.W.

S.W. measured dependenceは計算値と異なる 11

!"#$%#"&'()*+,  -"(.'/012"(3*.'/4%#"*5,  67(84"&$*/898$&'(*:,;:,',*

Summary

K1.8BR beamline は Kaonに関してチューニング成功

Beamline acceptance は kaon と p-bar に関して測られた

二次粒子の収量は 0.7~0.9GeV/c, Pt, Ni target に関して測られた

Pt target は Kaon の収量、純度に関して優位である

K/p-bar の収量の運動量依存性は Sanford-Wang の計算と異なる


Summary

K1.8BR beamline は Kaonに関してチューニング成功

Beamline acceptance は kaon と p-bar に関して測られた

二次粒子の収量は 0.7~0.9GeV/c, Pt, Ni target に関して測られた

Pt target は Kaon の収量、純度に関して優位である

K/p-bar の収量の運動量依存性は Sanford-Wang の計算と異なる

Thank you for your attention! 122010年9月9日木曜日

back up


target : Ni and PtK1.8ES1: ±200 kV IF-H:±130mm (full open) IF-V: -2mm/+6mmK1.8Mom Slit: ±180mm (full open)K1.8Mass Slit1: ±4.7mm

the measurement condition and schedule


motivation of beam-tuningJ-PARC K1.8BR is brand-new beamline.

Secondary particle(K±,π±,p-bar, ...) yields,

K : π+μ+e ratio,

Dependence on production target (Ni-30% / Pt-50%),

Beamline acceptance/momentum bite,

Beam profile at experimental target, ...

should be studied for available beamline momentum range(

K/all particlesK

/all

(%)

momentum (GeV/c)

Why Pt of K/all is bad?

On 0.9GeV/c, Ni(-) -> low pion, high electron Pt(-) -> high pion, constant electron


Sanford-Wang formula and kinematic reflection

Sanford-Wang -> the angular and momentum distribution of the secondary particles in the LAB.systemKinematic reflection -> kinematics in the low momentum region. On C.M.system, two particles are produced same cross section. So we can predict the slow particle production cross section from the data of the fast particles ones.


K1.8BR beamline’s spec

Maximum Momentum (GeV/c) 1.1

Length (m) 31.1

Acceptance (msr•%) 2.6

Momentum bite (%) ±3%

K- intensity (/1.0×1012proton)for 0.75GeV/c

-590

K-/π- ratio -15.7


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