リニアコライダー ストリップファイバー
電磁カロリメータのビームテスト報告4
応答一様性、位置分解能、角度分解能
所属:筑波大理、高エ研、新潟大理、神戸大理、信州大理、
甲南大理
永野あい、他リニアコライダーカロリメータグループ
2004/9/27
日本物理学会 2004年秋季大会
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目次
 ドリフトチェンバーの分解能
 応答一様性
 横方向電磁シャワーの広がり
 位置分解能
 角度分解能
 シャワー角度再構成
 まとめ
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ドリフトチェンバーの分解能


第 4 台目のチェンバーでのビー
ムの広がり
カロリメータ前面でチェンバーの
分解能は約600μm
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4 GeV π入射の応答一様性




シンチレータを 0.5mm 間隔で
分割し、その中を通過した粒子
の応答の平均を求め応答の位
置依存性を調べた
4 GeV π粒子についてシンチ
レータ 1 cm 幅方向の応答の
ばらつきを求めた
1 つのストリップ・シンチレータに
対する応答のばらつきは1.64%
1 スーパーレイヤーに対する応
答のばらつきは3.24%
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4 GeV π入射の応答一様性
 シンチレータを 1cm 間
隔で分割し、その中を通過
した粒子の応答の平均を
求め応答の位置依存性を
調べた
 4 GeV π粒子についてシ
ンチレータ 20 cm 幅方
向の応答のばらつきを求
めた
 1 つのストリップ・シンチ
レータに対する応答のばら
つきは3.65%
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4 GeV 電子 入射の応答一様性
 4 GeV 電子についてシン
チレータ 1 cm 幅方向の
応答のばらつきを求めた
 1 つのストリップ・シンチ
レータに対する応答のばら
つきは5.1%
 1 スーパーレイヤーに対す
る応答のばらつきは5.5%
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 積分形の横方向シャワー
の広がり I(x)を求める
Xdc;チェンバーで求めた位置
Xi ; i 番目ストリップの位置
x = Xdc – Xi
x=0で折り返した




Pulse height (MIPs)
横方向のシャワーの広がり
x
d xPH
∫
I
(x)
=
-∞
∞
d xPH
∫
x
-∞
Xi
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Xdc
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横方向のシャワーの広がり
ー 4 GeV 電子とπを比較
 ビームテストのデータを用
第2スーパレイヤー x 軸
いた


4GeV 電子とπ を比較した
πの信号の広がりは電子の
シャワーの広がりに比べて十
分小さい
π
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電子
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横方向のシャワーの広がり
 電磁シャワー を以下の関数でフィット した
f (x) = p4 × {p3 × exp(-x / p1) + (1- p3) × exp(-x / p2)}
 パラメータ


P1 ; x=0付近のピークの形を表す
P2 ; x->大 のなだらかなシャワーのすそ野を表す
 ビームテスト, GEANT3によるシュミレーションのデータを比
較
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横方向のシャワーの広がり
第2スーパレイヤー x 軸
 GEANT3 4 GeV 電子によ
るシャワーの広がりをビー
ムテストのMIPデータの応
答の広がりを用いて
smearing function を求
めた
 今後GEANT3 にペデスタ
ルの揺らぎの効果を入れる
予定である
Smearing function
MIP
GEANT3
4 GeV 電子
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位置分解能
 1~4 GeV の電子を入射
 シャワーの横方向の広がりから各スーパーレイヤーでシャ
ワー重心を再構成


イベントごとに横方向のシャワーの広がりをガウス分布でフィットし平
均を求めた
波高が最大値をとるストリップ・シンチレータを中心として7点でフィッ
トした
 ドリフトチェンバーで再構成された各スーパーレイヤーでの
飛跡の外挿とのずれの分布をガウス分布でフィットして位置
分解能を求めた
 再構成されたシャワー重心を奥行き方向に直線フィットして
角度分解能を求めた
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位置分解能
 横軸にドリフトチェンバーで求
めた位置、縦軸にシャワーか
ら再構成した位置をプロットし
た
 1 cm 幅のシンチレータの構
造が見られた
 arctan(x) を含む関数でカ
ロリメータから求めた位置を
フィットした
 4 GeV 電子入射第1,2スー
パーレイヤーは補正した値を
用いて位置分解能を求めた
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位置分解能
第2スーパーレイヤー
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角度分解能
x軸に対する角度分解能
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シャワーカーブ
 1~4 GeV 電子について
シャワーカーブを求めた
 奥行き方向のシャワーを以
下の式でフィットして奥行き
方向のシャワー重心を求
めた
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シャワー角度再構成
 カロリメータ全体を 0 ~ 20 °程度傾けて 4 GeV 電子を入
射
 実際に傾けた角度とシャワーから再構成された角度のプ
ロットを直線フィットした
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シャワー角度再構成
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まとめ
 応答一様性
4 GeV π入射に対する応答のばらつきは
1cm 幅方向 1 ストリップ : 1.64 %, 1 スーパーレイヤー : 3.24 %
20cm 幅方向 1 ストリップ : 3.7 %
 4 GeV 電子入射に対する応答のばらつきは
1cm 幅方向 1 スーパーレイヤー : 5.5 %

 横方向シャワーの広がり

GEANT3データにペデスタルの揺らぎの効果を入れる
 1~4 GeV 電子、第2スーパーレイヤーでの位置分解能
σ = (4.5 ± 0.0)mm/ E
 1~4 GeV 電子、x軸に対する角度分解能
σ = (4.8 ± 0.1) / E
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ダウンロード

MIP GEANT3 4 GeV 電子 第2スーパレイヤー x 軸 Smearing function