石野 雅也 (東大 ICEPP ) on behalf of ATLAS-Muon group

Slides:



Advertisements
Similar presentations
TGC のトリガー効率 織田 2010 年 4 月 2 日 TGC-J ミーティング 1/11. 使ったラン – Run152166, LB207—300 : 全部使った – Run152214, LB159—197 : 全部使った – Run152221, LB1—159 : 使ったのは 7 割くらい.
Advertisements

ガス検出器: 散乱体 反跳電子の飛跡と Energy シンチレーションカメラ : 吸収体 散乱γ線の吸収点と Energy μ-PIC+GEM.
LHC-ATLAS実験アップグレードに向けた Micromegas検出器の中性子ビームを用いた動作試験
MEG実験2009 陽電子スペクトロメータの性能評価
Commonly-used detectors for SksMinus and SksPlus
VTX_RP analysis 2011/12/16 Hiroshi Nakagomi.
東京大学 理学系研究科 物理学専攻 吉原 圭亮 35-096116
SP0 check.
14MeV 単色中性子を用いたATLAS TGCの加速劣化試験
MPGD GEM特性 測定結果 2005年10月 4日 内田 智久.
Tohoku University Kyo Tsukada
HES-HKS & KaoS meeting Toshi Gogami 31/Jan/2012.
Possible Damping Ring Timing
Second RF-Gun beamline
microTPC を用いたガンマ線 イメージング検出器の開発V
MICE実験におけるSci-fi飛跡検出器 プロトタイプの性能評価
ATLAS実験シリコン飛跡検出器の宇宙線テストにおけるノイズ解析
μPIC の高ゲイン化 ー高エネルギー実験への応用ー
ATLAS前後方ミューオントリガー Small Wheelの総合試験
For the PHENIX collaboration
Astro-E2 Ascent Profile
筑波大学高エネルギー 原子核実験チーム
ATLAS実験ミューオン検出器の 実験データを用いた 検出効率評価法の研究
Performance of 1600-pixel MPPC for the GLD calorimeter readout
ATLAS実験ホールにおける TGC検出器DAQシステムの構築
測定結果(9月) 2005年10月7日.
MeV internal meeting Oct. 2, 2015
ATLAS前後方ミューオントリガーシステム開発1
ATLAS TGC システムの インストレーション報告
ATLAS前後方μ粒子トリガー検出器 地上動作試験の最終報告
ATLAS用 大型TGCに対する中性子照射試験
マイクロMEGASを用いた X線検出器の開発
ATLAS実験におけるZ→μμ(W→mn)事象の測定
SksMinus status 23 HB meeting 2009/3/19 白鳥昂太郎.
ATLAS実験ホールにおける μ粒子検出器統合試運転
ATLAS実験における J/Y->mm過程を用いたdi-muon trigger efficiency の測定方法の開発及び評価
GEANT4研究会 立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005
ATLAS検出器の総合試験を通したMuon Systemの運転状況
ATLAS前後方ミュー粒子 レベル1トリガーシステム -全システム稼動に向けて-
修士論文発表会 大型ハドロン加速器実験用 m粒子検出器の動作検証
ATLASエンドキャップミューオントリガー システム較正のためのソフトウェア開発
ATLAS実験におけるシミュレーションを用いたエンドキャップトリガーの性能評価
MICE実験用SciFi飛跡検出器の性能評価(2)
研究会 「LHCが切り拓く新しい素粒子物理学」
3次元位置感応型ガンマ線検出器と それに必要なデバイス
宇宙線ミューオンによる チェレンコフ輻射の検出
ATLAS 実験における Inner Detector を用いた レベル2ミューオン・トリガーの性能評価
Z(mm)イベントを用いた ATLAS LVL1 Muon Trigger Systemのコミッショニング
大気上層部におけるm、陽子、 及びヘリウム流束の測定
B物理ゼミ Particle Detectors:Claus Grupen, Boris Shwartz (Particle id
Dark Matter Search with μTPC(powerd by μPIC)
ALICE work at CERN Kenta Mizoguchi, Hisayuki Torii, Yusuke Okada
大型GEMフォイルを用いたGEMトラッカー開発
TPC位置分解能の磁場依存性 登壇者 中村圭一 所属:農工大、佐賀大A、DESYB、近大C、広大VBLD、KEKE、筑波大F、
HLab meeting 4/22/08 K. Shirotori.
大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう Kenichi Imai (JAEA)
ATLASマグネットシステムの概要 近藤敬比古(KEK) (Version-0) 参考文献:
J-PARC E07 J-PARC E07 写真乾板とカウンター複合実験法によるダブルハイパー核の系統的研究 ダブルハイパー核研究の歴史
(RHIC-PHENIX実験における粒子放出の方位角異方性の測定)
pixel 読み出し型 μ-PIC による X線偏光検出器の開発
(K-, J-PARC 理化学研究所 大西 宏明.
HLab meeting 7/08/08 K. Shirotori.
Measurements of J/ψ with PHENIX Muon Arms in 2003 p+p Collisions
LHC-ATLAS実験開始に向けた ミュー粒子トリガーシステムの統合試運転
SksMinus status 13 HB meeting 2008/10/3 白鳥昂太郎.
アトラス端部ミューオントリガー系:ATLAS Endcap Muon Trigger System
ILC衝突点ビームモニターのための 読み出し回路の開発
ATLAS前後方ミューオントリガーシステム開発1
ガス電子増幅器を読み出しに用いた タイムプロジェクションチェンバー (GEM-TPC)の開発
科研費特定領域 「質量起源と超対称性物理の研究」 第三回研究会
Presentation transcript:

石野 雅也 (東大 ICEPP ) on behalf of ATLAS-Muon group ATLAS-m System の準備状況 m Systemの特徴 と サブシステム概要 TGCの建設・立ち上げの軌跡 Commissioning 状況 石野 雅也 (東大 ICEPP ) on behalf of ATLAS-Muon group

ATLAS-m system の特徴 と そのご利益 Barrel Toroid Magnet Tracking目的の検出器 MDT & CSC ( |h| < 2.7 ) Trigger 目的の検出器 TGC & RPC ( |h| < 2.4 ) 独立に(2重に)目的に特化した形で設置 ECT Magnet scale, magnet , 前後に位置する3層 , 空芯トロイド磁石.. Muon system独立で 運動量が求められる DPT/PT < 10-4 / GeV ( few % ~ 100 GeV ) LVL1-MUON Trigger 運動量選択的トリガーが可能

Muon 運動量の精密測定…. MDT (Monitored Drift-Tube) CSC (Cathode Strip Chamber) TDR 7.2.2 Barrel ( |h| < 1.3 ) + Endcap ( |h| < 2.7 ) 主にDrift Tube で覆っている 各チューブで 80mm 位置精度 sagitta 測定

期待される m 運動量測定精度 resolution overall に 45mmのsagitta測定精度 per tube ~ 80mm per Multi Layer (3層) ~ 50mm per station ( 2 x Multi Layer) ~ 35mm チェンバー相対位置精度 ~ 30mm overall に 45mmのsagitta測定精度 c.f. . 1TeV ; sagitta 500mm ;  10% DPT/PT ~ 45mm * PT [TeV] / 500mm PT= 300 GeV PT< 300 GeV までは Multiple Scat. / Energy Loss Fluctuation の効果が dominant ( “普通の” 物理をやるための performance は 簡単に出るか … な )

LVL1 Muon-Trigger は いかに 賢いか !! TGC (Thin Gap Chamber) RPC (Resistive Plate Chamber) high-Pt Muon を含む ビーム衝突バンチの同定 LHC Bunch space = 25nsec (+ その情報を全検出器に配る時間まで含めて) 2.5msec Multi-layer 間コインシデンス timing !!!! (鈴木トーク 24aZJ) その Layer間ヒットパターン PTをHardwareで評価 ex) 6, 8, 10, 15, 20, 40 GeV ラベルを付けてCentral Trigger Systemに投げる 柔軟な トリガーメニュー Endcap Toroidal Magnet TDR 7.2.2 Barrel ( |h| < 1.05 ) … RPC ; 2 + 2 + 2 = 6 layers Endcap ( |h| < 2.4 ) …TGC ; 3 + 2 + 2 = 7 layers (6GeV 1本 かつ 10GeV 1本 , 6GeV 2本 , … Luminosity に応じて変更, なんでもあり @ LVL1 )

Performance ; LVL1 Muon Trigger efficiency 6段階のトリガー境界をもつ Look Up Table efficiencyの立ち上がりに 「相応の差」 (PT selectionに成功) efficiencyの場所依存性も小さい Endcap部は 磁場の一様性が低いため Look Up Table の作成は non-trivial high-Pt trigger eff. MU 10 MU20 MU40 efficiency 24aZJ 堀 efficiency (Endcap) h of muons

MDT , RPC , TGC クイックツアー

Barrel Muon Spectrometer ; |h| < 1 MDT tracking 640 tracking stations, 340k ch. RPC trigger 686 chambers , 360k ch. Barrel Toroid Magnet ; 8 coils inner diameter 9.4m outer diameter 20.1m Length 25.3m bending power 2 to 6 Tm 16-sectors

MDT ; Monitored Drift-Tube 相対位置の変化(30mm) 自分自身の形の変化 をモニター (~15分1サイクル) トラックリコンストラクションに反映! (アルミの温度膨張系数 ; 2 x 10-5) “M”DT たる所以 MDT ; Monitored Drift-Tube 構造 ; Aluminum 3cmf (400 mm 厚壁) wire ; 50 mm W-Re Operation Ar/CO2 (93 : 7) @ 3 atm Gain ; 2 x 104 ; HV=3080V Max. drift time ; 700 nsec , Dp = 80mm per tube

RPC ; Resistive Plate Chamber 2 gas gap combined as Doublet 構造 2mm resistive plate (phenolic –melaminic plastic laminate) 2mm gas gap Gas mixture C2H2F4/iso-C4H10/SF6 : 94.7/5/0.3 ( High voltage : ~ 9600 V 大気圧、湿度に応じて自動的に変更 < 1% streamer , 主に avalanche mode ) Time jitter : ~ 15 nsec (signal propagation が dominant) Space resolution : 1 cm 2次元 strip 読み出し ; h & f MDT/RPC 共通のメカニカル サポートに設置されている

TGC ; Thin Gap Chamber 構造 Operation Time jitter : ~ 20~25 nsec graphite Cathodeの MWPC 2次元読み出し ; h & f anode-cathode gap ; 1.4mm thin !! wire間隔 ; 1.8mm (6~31本をまとめて 1ch. [= 1 ~ 5.5cm] 320k ch.) Tungsten wire 直径 50mm , 350g tension 2 or 3 の Gas Volume をはりあわせて doublet / triplet 構造にしてハンドリング Operation Gas ; CO2 / n-Pentane (55:45) HV ; 2900V , Gain ; 3 x 105 Time jitter : ~ 20~25 nsec (粒子の入射角度依存性大)

!! TGC Big Wheels 6枚完成 !! Sep. 2007

@ KEK 4年 田中秀治 隊長 TGC 1,000枚

@ 神戸大学 大学院生、スタッフ総出1,000枚テスト モックアップを使ってのサービス    インストールデザインの検討 チェンバーインストールツールの検討 Nov. 2003 @ CERN Dec. 2002 @ CERN

June 2005 ; 1個目のセクター 

Sep. 2007 ; 72個目のセクター 

2005.03  2007.09 TGCセクター完成の歴史

TGC の地上コミッショニング Dead ch. rate 10-4 out of 320k ch. ICEPP, 神戸 KEK , 名古屋の 大学院生+老兵 Data Readout segment Dead ch. rate 10-4 out of 320k ch. PS-pack(SLB, PP) SSW ASD ROD テストパルスを Amp に突っ込んでデータ読み出しパスのチェック HV ON  2層コインシデンス (セルフトリガー)で宇宙線データ取得 trigger path 動作, チェンバーノイズ , hit-profile , ケーブル接続の修正 , …

!! TGC Big Wheels 6枚完成 !! 高エネルギーニュース 2008年3月配布号 Sep. 2007

(ATLAS) Muon Combined Commissioning キャンペーン in Feb. 2008 宇宙線 MDT …75% 同時運転 残りの25%は電源納品待ち RPC … 40% 稼働済み ただし、2セクター ( out of 16) のみ同時運転可能 ガス供給の問題、現在、使い捨てモード  re-circulation mode 電源納品待ちの部分 , ケーブリングの部分 もある TGC … 25% 同時運転 電源納品待ち(だった) ピット内ガス管接続に時間が(かかった)  急速に coverage を増やしていく

TGCでトリガーしたイベント

RPCでトリガーしたイベント

Daniel Levin- University of Michigan MDT-EndCap 基本プロット eml 05 ems 06 ems 04 eml 07 eml 03 Big Wheel C section 3 Hit-Map Layer 3 Layer 2 Layer1 Layer 1 ems 08 ems 02 ML 2 eml 09 eml 01 ML 1 ems 10 ems 16 eml 11 eml 15 Dead tubes Dead tubes Listed in DB 12/18/2007 ems 12 Daniel Levin- University of Michigan ems 14 23 eml 13

Drift Tube r [mm] v.s. residual MDT (-EC) 基本プロット (2) TDC 9 10 11 12 13 14 15 16 Side A (682.5 ± 0.4 ns) Side C (684.1± 0.6 ns) T_Drift Max. 695.8 nsec ( 1.5cm ) residual [mm] Drift Tube r [mm] v.s. residual Gas valve 閉

MDT (-EC) 基本プロット (3) Singe R-T トリガーチェンバー TGC に覆われている3セクターすべてについての チェンバー毎に ほぐすと .. トリガーチェンバー TGC に覆われている3セクターすべてについての drift-R [cm] v.s. residual [cm] (R-T 共通) 温度、気圧の補正を入れず Singe R-T

MDT – TGC (trigger) MDT-RPC(Trigger)基本プロット (1) MDT-Endcap Time Spectrum MDT_fit point – RPC_fit-point [mm] FWHM ~1cm Event # TGC or RPC でトリガーした MDT Drift時間分布 Good S/N ratio (TGC) timing jitter 小さい(TGC) (Time of Flight ~ 一定 ) 背景 ; 過去に MDT が他の sub-system と同期がとれなくなる問題が存在 Event Counter Reset シグナルを受けた直後にLVL1_Go を受けるとコケルと判明 対処 ; Long bunch space 中にECRを打つ

MDT-RPC(Trigger) (2) best-fit T0 分布 [nsec] 確かに2段 RPC タイミング アラインメントが不十分 Tube 長さ 方向 [mm] by RPC 確かに2段

TGC の様子の詳細は ? (1) チェンバーはよく動いて宇宙線を とらえている Gas ; CO2 / HV ; 2800V 24aZJ 高橋 This is the hit profile of the first measurement of cosmic ray at the pit, this data was taken just last Thursday’s evening ! Which is very similar to the data taken at the Bldg 180’s cosmic test. In this graph we can see the slope which is caused the wire grouping, And the adjacent channel here and here and here. Of course, the High Voltage of T8 is off so there is no hit. So now we can confirm that chamber condition is good, the HV is correctly supplied and the Gas is correctly flow. チェンバーはよく動いて宇宙線を とらえている Gas ; CO2 / HV ; 2800V Trigger ; 2 out of 2 28

TGC の様子の詳細は ? (2) 論理的なコンシステンシーチェック タイミングのより詳細なスタディー 24aZJ 高橋 トリガー発生時のチェンバー2層のチャンネル差分 マルチプリシティー分布 2から始まっている 設計通り 論理的なコンシステンシーチェック タイミングのより詳細なスタディー 稼働セクターの拡張 (Hardware , Software) を進める

その完成、パフォーマンスを引き出すために1ステップ 24aZJ 平山 サマリー メカ的には~完成   (あと10 working days分を残す程度) フル稼働に至るまでにはやり残している仕事は多い が 検出器 , DAQ/TRIGGER 込みで 6月に間に合う算段はついた (if we meet no more surprise !!) 文字通り世紀の大実験 の中の大測定器 その完成、パフォーマンスを引き出すために1ステップ

END

おまけ ; source of Cosmic-Rays by RPC m rate ~ 100 Hz/m2 RPC チェンバー単独でトラッキングして地上まで外挿 宇宙線は主に天井の穴から来ている 3 out of 4 コインシデンス y=0 Level sector 5A ~ 5 Hz/m2 sector 5C ~ 1 Hz/m2 RPC 2D-Standalone Tracking with Sector 5 m rate sector 13A ~ 5 Hz/m2

Summary and Outlook Mechanically most of the ATLAS-Muon-System is successfully installed into the pit and the system commissioning is going on intensively. Rest of the system, CSC / MDT-EO will be installed by end of this 2007 Part of the system is well commissioned, not only detector itself but also Trigger & DAQ system, Online/Offline monitoring point of view. Good Correlation Plots between sub-detectors Be ready for the first collision in 2008