GLD Background Study
学術創成会議(2006/12/21)
藤島 洋之
佐賀大学 高エネルギー研究室
Contents
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


(anti-)Detector Integrated Dipoleについ
て
IR geometryについて
Anti-DIDを用いたpair background
(nominal option)のシミュレーション結果
Plain solenoidの結果との比較
What is DID?
DIDとはDetector Integrated
Dipoleのこと。
Incoming beamのSynchrotron
Radiationを減らすために、solenoid
とは別の装置でBxをかける。
TPCのtrackingのために|z|が小さ
い領域ではflatでなくてはならない
ので、“long” DIDと”short” DIDを
組み合わせる。
Z
What is anti-DID?
DIDのpolarityを反転さ
せたもの。
Low energyの粒子が
磁力線に巻きついて
exit holeに向かうので、
後方散乱の減少が期
待できる。
Exit hole
High energy
Low energy
IR geometry
Hole diameter
14mrad crossing angle
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
P
36
260
Q
20
430
VTX hits
8bunch分のdataを利用して各LayerのExact hitsを見ると…
Exact hits/8bunch
VTX1
VTX2
VTX3
VTX4
VTX5
VTX6
1007
818
372
273
163
121
1 train = 2820 bunch
VTX1
VTX2
VTX3
VTX4
2174
1606
327
226
6層のVTX
Hits/cm^2/train Occupancy rate 1%と1つの
hitが平均 4 pixel鳴らすこと
VTX5
VTX6
からtoleranceは、
96
68
1×10^4 hits/cm^2/train
Plain vs. anti-DID for VTX
VTX hits [hits/cm^2/train]
Tolerance:1.0×10^4
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
plane solenoid
anti-DID
1
2
3
4
5
6
VTX1,2では、Plain solenoidに対して、anti-DIDを付加したfieldで
backgroundが半分近くになっている。
z distribution of VTX hits
Layer 1
Layer 2
TPC hits
8bunch hits
Hits/50μsec
2242
44840
電子のガス中のドリフト速度:5cm/μsec
TPCのドリフト領域:250cm
50μsecの間に約160 bunch
Z方向に連続してdE/dxが起こっているので、
それをデジタイズする。
読み出し間隔が50nsec、電子のドリフト速
度5cm/μsecを元に2.5mmの範囲をデジタ
イズ。
tolerance(occupancy rate=0.5%)は
4.92×10^5 hits/50μsecなので、下
回っている。
Plain vs. anti-DID for VTX
TPC [hits/50μsec]
500000
450000
400000
350000
300000
250000
200000
150000
100000
50000
0
Tolerance:4.92×10^5
plane solenoid
anti-DID field
TPC tolerance
Plain solenoidに対して、anti-DIDを付加したfieldでbackgroundが1/3程
度になっている。
Back scatter
R[cm]
TPCのExact hitからoriginを探した図。
Plain solenoid
10 bunch
R[cm]
後方散乱
Anti-DID field
8 bunch
Z[cm]
Z[cm]
Conclusion



Plain solenoidに対してanti-DIDを付加し
たfieldではVTX、TPCともにbackgroundが
減少することを確認できた。
後方散乱は特に抑えられるようである。
Pair backgroundを抑えるのにanti-DIDは
効果的である。
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