SksMinus status 22 HB meeting 2009/3/3 白鳥昂太郎

Contents E930 trigger number estimate SksMinus timing chart (修正) Ge noise and cabling

E930 trigger number estimate

Trigger candidates (K-, p-) reaction : True trigger (積極的に検出) Hypernuclear production : AZ(K-, p-)ALZ Quasi-free : n(K-, p-)L, n(K-, p-)S0, p(K-, p-)S+ その他色々 : N(K-, p-)Y+p, N(K-, p-)Y+N+p, A(K-, p-)A*+Y... K- beam decay 2-body: K-→m-+nmbar, p-+p0 3-body: K-→ p-+p0+p0, p-+p++p-, m-+nmbar+p0, e-+nebar+p0 Bema through (vetoed by Forward veto) K- →K- p- →p- pbar, e-, m-とか

E930 trigger condition KPi = Kin×Piout : 1.1 k/spill Kin = 200 k/spill Piin = 70 k/spill KPinon-bias= Kin×Piout : 2.4 k/spill W/o Forward veto 2nd level trigger : Ge hit Ge OR (one of Ge detector has hit) Vetoed : Overflow of all ADC data ⇒KPi trigger was reduced to 28%. ⇒Trigger rate : 0.31 k/spill

48D48 acceptance Acceptance : 60 msr M. Ukai et al., Phys. Rev. C77(2008)054315 Acceptance : 60 msr Reduction of forward angle is vetoed. Forward veto Hyperon production number (L and S) K- decay number

L production cross section 0.9 GeV/c cross section Acceptance correction seff ~0.212 mb (w/o FV : ~0.4 mb) (SksMinus : ~0.17 mb) ⇒230 /spill (430 /spill w/o FV) @ K- 200 k/spill

S production cross section p(K-, p-)S+ deferential @ 0.9 GeV/c p(K-, p0)S0 total S0 : ~0.8 mb L : ~4 mb q<13°⇒~14 mb 情報不足なのでL生成の3割程度として見積もってみる

Comments for beam decay Acceptanceの運動量依存を考慮していない 精度を上げるにはシミュレーターが必要 SksMinusで比較してみて誤差2割程度 E930 condition : pK= 0.9 GeV/c ⇒pK= 1.5 GeV/cに比べて前方へのboostが小さい ⇒Beam decayはacceptanceに入りにくくなる ターゲット領域での崩壊割合は (E930, 30cm)/(E13, 20cm) ~2.5 ⇒崩壊数の分母は0.9 GeV/cも1.5 GeV/cも同じ (ビーム強度でキャンセル) Boostの効果 : K-→m-n, q < 20°に散乱する割合 35% @ 0.9 GeV/c ⇒ ~600 /spill @ 200 k/spill, w/o FV 59% @ 1.5 GeV/c ⇒ ~1400 /spill @ 500 k/spill Boostの分で約1/2のtrigger数はおおよそ妥当 3-Body decayの見積もり Acceptanceの運動量依存が分からないと難しい ⇒2体崩壊の割合と同じとして5%がacceptanceに入るとして計算

Expected trigger number : 20 cm 16O target (30 cm effective region) (K-, p-) reaction : True trigger n(K-, p-)L : ~230 /spill (quasi-free main) n(K-, p-)S0, p(K-, p-)S+ : ~70 /spill (quasi-free main) N(K-, p-)Y+p, N(K-, p-)Y+N+p... : Unknown ⇒ 230 + 70 = 300 /spill (430 + 130 = 560 /spill w/o FV) K- beam decay (Not considering exact acceptance) 2-body: K-→m-+nmbar : ~300 /spill (w/o FV ~600 /spill) @ 分母 5500 /spill K-→ p-+p0 : ~120 /spill (w/o FV ~240 /spill) @ 分母 1820 /spill 3-body : ~70 /spill (5% of 3-body decay) @ 分母 1400 /spill ⇒ 300+120+70 = 490 /spill (w/o FV ~900 /spill ) Bema through vetoed by Forward veto K- →K- : 200 k/spill ⇒ 0 /spill (w/o FV ~1200 /spill, SAC 2% hit + decayで30%に) p- →p- : 70 k/spill ⇒ 0 /spill pbar, e-, m-とか: 無視, Total w/o Ge hit : (230 + 70) + (300 + 120 + 70) + (0 + 0) = 790 /spill ⇔ 1.1 k/spill @ E930 data w/ Ge hit : Total/2 = ~395 /spill w/o FV : (430 + 130) + (600 + 240 + 70) + (1200 + 0) = 2670 /spill ⇔ 2.4 k/spill @ E930 data W/o FV : 300 /spillほど少ない W/ FV : 300 /spillほど多い

Comments W/ FVの時のtrigger数が少ない Simulatorがあればさらに精度は上がる ⇒SksMinusでの過小評価の可能性 見落としは何か? Simulatorがあればさらに精度は上がる Acceptanceの運動量依存が分からない Decayが増減する⇒多くても100 /spillは変わらない もう少し詰めたら、Ge Hitの考察を行う E930 Hyperball acceptance : 4p×0.25 ちなみに、300/spillの誤差があるとすると、 E13の場合kHz triggerになり、DAQ moduleの変更が必要 ⇒谷田さんに買ってもらう (対コスト比は大)

SksMinus timing chart

SksMinus timing (from mass slit, central track) Name TOF Time [ns] From BH2 [ns] Counter type Out put Cable delay [ns] End point time [ns] Timing [ns] eGC 1 -37 Chere. + PMT 41 250 (50m) 291 292 BH1 2 -36 Scint. + PMT 20 270 272 BC1 MWPC 100 (20m) 120 122 BC2 3 -35 123 BC3 37 -1 DC + Amp 40 140 177 BC4 BH2 38 308 BAC1&2 39 11 261 300 Target 1.3 Some material N/A SAC1&2 301 SDC1 60 160 201 SP0 3.2 43 293 334 SDC2 42 3.8 202 SDC3 53 14.5 210 225 (45m) 435 448 SDC4 55 17.1 490 56 17.5 31 200 (40m) 231 287 SMF 21.4

PMT (transit time), DC (200 ns/cm) signal time Name Counter type Readout Signal time [ns] Transit time [ns] Output time [ns] eGC Chere. + PMT H6559 1 40 41 BH1 Scint. + PMT R6524 19 20 BC1 MWPC ASD 10 BC2 BC3 DC + Amp 30 BC4 BH2 H6524 BAC1&2 Fine mesh 11 Target Some material N/A SAC1&2 SDC1 50 60 SP0 R980 3 43 SDC2 PreAmp SDC3 200 210 SDC4 TOF H1949 28 31 SMF

SksMinus timing chart

ケーブルの組み合わせ (“新規”ケーブルはrequest for support に申請中） 　検出器 必要ケーブル長 種類 　　 本数 長さ 　　　　　　　組み合わせ BH1, eGC 　48m BNC 30本(Timing) 50m “SKS-BH-Txxx” 20本 + 新規 10本 30本(ADC) 100m “SKS-BH-Axxx”20本 +“100M No xx” 10本 BH2, BAC 49m(50m) 　　新規 30本 “100M No xx” 30本 旧SDC1,2 40m(42m) Flat 65本 45m “SKS-45-xxxxxx” 65本　　 （計80本まで敷設可） 〃 50m(53m) SHV 10本 “50M-xx” 10本 　　　　　　（計15本まで敷設可） TOF 34m 80本(Timing) 40m “SKS-TF-Txxx” 40本 +“SKS-TG-Txxx”20本 +“40M-B0xx” 20本 80本(ADC) 90m “SKS-TF-Axxx”40本 +“SKS-TG-Axxx”20本 +“90M xxx” 20本 AC 35m 50本(Timing) “SKS-AC-Txxx”40本 + (no label) 10本 50本(ADC) “SKS-AC-Axxx”50本 LC 33m 70本(Timing) “SKS-LC-Txxx” 40本+“40M-B0xx” 30本 70本(ADC) “SKS-LC-Axxx”40本+“90M xxx” 20本 + 新規 10本 SDC34 ,BD 25m 120本 “SKS-45-xxxxxx” 120本 　　〃 36m 15本 “BDC40M-xx ”15本 　　　　（計20本まで敷設可） (MTMTrigger) LAN 5本 　　新規 5本 計測室内Delay 100本 “SKS xxx”100本 　　　　　（計 160本まで敷設可） 16

SksMinus timing chart (ADC or TDC time)

Trigger timing TriggerはBH2のtiming + ~200 ns (Discri + FI/FO) + (M.T.) + (Delay) + (V-Delay) + (Cable) = 10×5 + 20 + 100 + 28 + 12 = 210 ns Mean Timer Delay 100 ns V-Delay 28 ns BH2 Discri FI/FO 1ns 1ns 2ns 2ns 4ns 4 fold logic unit Beam trigger Scat. trigger (STOF,SAC..) 2ns 4 fold logic unit 32 ch FI/FO FI/FO spill off ADC gate TDC common start/stop event busy run stop VME busy MP busy

SksMinus timing chart (ADC or TDC time) Trigger A : +50 ns T : -30 ns T : -370 ns T : -320 ns A : +50 ns T : ~0 ns T : -300 ns A : +80 ns T : + 30 ns T : -300 ns T : +190 ns A : +40 ns T : -20 ns

Comments Trigger timingはBH2+200 ns程度 Counter系 ADC : Areaからのcable delayでOK。ADC gate調節 TDC : 計測室内でのcable delay (200 ns) + Module delayでの調節が必要 DC系1 (MWPC encoder, MHTDC) Common stopなので十分 DC系2 (TKO, Dr.TⅡ) Dr.TⅡの内部delay(200ns)だけだと、wire近くで発生した早いパルスはシビアなtiming ⇒間のcableやmoduleでもう少しdelayが入る

Ge output timing Ge TDC : PreAmp + TFA + CFD = ~50 + ~30 + ~40 = ~120 ns Ge ADC : PreAmp + 973U = ~50 + ~250 = ~300 ns (Timingを見てる場所が微妙なところなので、矩形波の平らな部分全体をgateに入れようとすると600 nsあたり) + ラックまでのcable長になる ⇒15 m cableで計算 (75 ns)

SksMinus timing chart (ADC or TDC time) Trigger A : +50 ns T : -30 ns T : -370 ns T : -320 ns A : +50 ns T : ~0 ns T : -300 ns A : +80 ns T : + 30 ns T : -300 ns T : +190 ns A : +40 ns T : -20 ns A : +200 ns T : -200 ns T : -370 ns

Comments Ge ADCはOK Ge TDCは低エネルギーgだと、数100 nsほど信号が遅れる ⇒ SKSのcounter系のtrigger timingからずれる ⇒ First clearが必要(MWPC encoderやTKOをclear) 2nd level trigger用にCFD outを計数室に送る ⇒~250 ns (50 m)ほどtimingが遅れるが問題なし

Summary SksMinus ch数、timing情報 K1.8エリア構築 ⇒検討中 ⇒SKS userで話し合いの場を設ける ⇒KEKに送信、accepted K1.8エリア構築 エレキハットの設置 エリアの電源 計測室ラックのアレンジ ⇒検討中 ⇒SKS userで話し合いの場を設ける