日仏collaboration
kick-off meeting
2006/10/04
contents
• GLD background in Jupiter (plane solenoid,
14mrad crossing)
・IR design
・Q magnet design
・GLD design
・Digitization of TPC exact hits
・Result of simulation
• Anti-DID field
・Andrei optimized field in Jupiter
• Future
GLD background in Jupiter
IR design
Position
R [cm]
Z [cm]
A
1.3
4.5
B
3.4
25
C
3.4
35
D
8.2
110
E
8.2
230
F
9.04
260
G
11.94
285
H
16
320
I
16
400
J
6.0
400
K
0
405
L
0
430
M
0
450
N
13
230
O
17.7
260
表QのRがmdi.march2006と異なる→変更忘れ
P
36
260
CH2MASKが一部剥き出し。
Q
20
430
※20mradのデザインを利用
・気になるが問題とならないであろう事柄
Beam pipeがCH2MASKとBCALの中まで指定してあった。
geometry errorにはなっていなかった。
GLD background in Jupiter
Q magnet design
Upstream
unit : cm, T/m
magnet
Inner radius
Outer radius
length
z position
Field gradient
QD0
1.0
3.6
220
451
-121.44
SD0/OC0
1.0
2.8
70
681
0
QF1
1.0
4.2
200
881
75.88
SF1/OC1
1.0
28.0
35
1091
0
Downstream
unit : cm, T/m
magnet
Inner radius
Outer radius
length
z position
Field gradient
QDEX1A
1.8
4.6
164
600
83.33
QDEX1B
2.4
6.2
164
794
50.00*
QFEX2A
3.0
7.2
162
988
40.00
Downstream側の2番目のmagnetの符号が反対になっていた。
GLD background in Jupiter
GLD design
R
IP
VTX
VTX
Z
TPC
R [cm]
Half Z [cm]
R [cm]
45~200
0
2.0
6.5
Half Z [cm]
260*
1
2.2
6.5
NLayers
200
2
3.2
10.0
3
3.4
10.0
4
4.8
10.0
5
5.0
10.0
※現在のTPCのdesignは230cm
GLD background in Jupiter
Digitization of TPC exact hits 01
R方向
e+, e-の飛跡によるdepositはJupiterによりLayer毎にデジタイズされている。
Z方向
生成したdataの中で最初に拾ったexact hitを基点に、読み出し間隔50nsec、電子の
ドリフト速度5cm/μsecを根拠に2.5mmの範囲にあるexact hitsをまとめる。範囲外に
ある最初のexact hitを次の基点にする。
phi方向
デジタイズしない。
GLD background in Jupiter
Digitization of TPC exact hits 02
簡単なデジタイズなので以下のことが起こりうる。
・ 同じ場所に別の飛跡がexact hitを作ったら別のものとしてデジタイズする。
・ |z|を比べているので、基点の上流側(z=0に近い方)に次のexact hitがあっても
デジタイズされない。(→電場に逆らう方向なので起こらないはず)
しかし、この方法でtoleranceを下回れば、本運用で問題とならない。
最も正しい方法はvoxelを作ってデジタイズするやり方だが、メモリが明らかに膨大
になる。
GLD background in Jupiter
Result of simulation 01
Hits/10bunch
VTX0
VTX1
VTX2
VTX3
VTX4
VTX5
TPC
digi. TPC
61461
57292
12487
8562
1965
1410
125827
10117
Toleranceと比べるために…
VTXは[hits/cm^2/train]の形にするため、各Layerの面積で割って
282(1train=2820bunch)をかける。
TPCは[hits/50μsec]の形にするため、16(160bunch/50μsec)をかけ
る。
VTX:hits/cm^2/train , TPC:hits/50μsec
VTX0
VTX1
VTX2
VTX3
VTX4
VTX5
TPC
digi. TPC
106149
89954
8762
5654
920
634
-
161872
GLD background in Jupiter
Result of simulation 02
VTXのtoleranceは1×10^4 hits/cm^2/trainであるので、VTX0,1で超えている。
これはexact hitsをそのまま用いているためなのかもしれない。
TPCのtoleranceは4.92×10^5 hits/50μsecであるので、簡単なデジタイズをし
たTPC hitsでtoleranceを下回ることが確認できた。
VTX tolerance
digi. TPC
500000
100000
hits/50μsec
hits/cm^2/train
120000
80000
60000
40000
tolerance
20000
tolerance
400000
300000
200000
100000
0
0
1
2
3
VTX
4
5
0
digi. TPC
Anti-DID filed
Andrei optimization in Jupiter 01
Andrei’s 14mrad anti-DID field data
左上:縦軸 Bz[T] 横軸 z[m]
左下:縦軸 anti-DID[T] 横軸 z[m]
右上:縦軸 Br[T] 横軸 z[m]
※Andreiのdataはbeam軸上のみ
Anti-DID filed
Andrei optimization in Jupiter 02
Andreiのデータ(z, Bz, Br, Bx_serpentine)はpositionについて1次元(beam line上)
なので、以下の式で3次元に展開する。
Bx_sol = r/d * Br cos(phi)
By_sol = r/d * Br sin(phi)
d = z * tan(7mrad)
~ z * 7mrad
Bz = Bz
Anti-DIDの磁場に関しては以下の通り。
Bx = Bx_serpentine : R依存性なし(+Z,-Zで符号を反転する)
By = Bz = 0
Anti-DID filed
上:Jupiter simulate
下:Andrei optimize
Andreiのグラフとは少し異なってお
り、この原因は今のところ不明。
26m phi
Pairs directed into
extraction beamline [%]
右はanti-DID fieldの極大値を変化
させたときのextraction lineに入る
pair particleの割合の変化。
Andrei optimization in Jupiter 03
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0.01
0.02
0.03
anti-DID max field [T]
0.04
0.05
Future
・Andreiのanti-DID fieldがJupiterの中で正しく使えるのかを確認する。
・anti-DID fieldを決定後、そのfieldでのpair backgroundをstudyする。
・neutron backgroundをstudyする。
ダウンロード

GLD background in Jupiter - SAGA-HEP