E05 Spectroscopic Study of Ξ-Hypernucleus, 12
ΞBe, via the 12C(K−,K+) Reaction
• Missing mass spectroscopy
ΞBe, via the C(K ,K ) Reaction
• Missing mass spectroscopy – K1.8 Beam Spectrometer
• Δp/p=3.3x10−4(FWHM)p p ( )– SksPlus Spectrometer
• Δp/p=1.2x10−3(FWHM)30 • ~30 msr
• ~3 MeV(FWHM) resolutionexpected spectrum
VΞ=−20MeV
ΓΞ=1MeV
• ~190 bound events
Ξ
– 1.6x106 /spill K− beams– 1 month data-taking VΞ=−14MeV
実験プロポーザル関係ーこの間の流れ(1)ー
• 2006 4 “Spectroscopic Study of Ξ-Hypernucleus 12 Be• 2006.4 Spectroscopic Study of Ξ-Hypernucleus, ΞBe, via the 12C(K−,K+) Reaction” (P05)提案
• 2006.6 J-PARC 1st PAC Meetingg– Stage-2 Approval ( as One of Day-1 Experiments, E05 )
• 2006.10 FIFCによる審査B li (建設グ プ) SKS ペクト メ タ 検出器– Beamline (建設グループ)、SKSスペクトロメータ、検出器、、、
– 2nd PAC MeetingへのFIFC Report (Recomendation)• ビームラインパラメータの不定性を充分考慮し、実験のデザインや計画を
• 各実験間で検出器の共有化を図れ(コスト、マンパワー)
• “SKS facility”として、コアのサポートグループを素核研の下に作れ
• 検出器の高計数率耐性がPhase-2で問題となる。R&Dの開始など早めの検出器の高計数率耐性がPhase 2で問題となる。R&Dの開始など早めの対処をせよ
• 2007.1 2nd PAC Meeting
実験プロポーザル関係ーこの間の流れ(2)ー
FIFC Recomentationをうけて Users Meeting• FIFC Recomentationをうけて、Users Meeting– 2006.10 1st Int. Meeting @ HYP06– 2007.3.10 K1.8実験グループ間ミーティング@KEK実 @– 2007.6.2 2nd Int. Meeting @ NP at J-PARC– 2007.6.24 E05 Italy Meeting2007 8以降は月1回のペ スでKEK 京都 東北 大阪 岐阜グ2007.8以降は月1回のペースでKEK, 京都、東北、大阪、岐阜グ
ループ打ち合わせ
• 2007.7 3rd PAC Meeting– Status Report by Nagae
• SKS電磁石と新冷却システム
• Beamline MWPCの開発状況Beamline MWPCの開発状況
• 検出器の共有化の検討結果
• 実験グループ間の協力関係
本計画研究で準備するもの(1)本計画研究で準備するもの(1)
• SksPlusスペクトロメ タ(磁石系)• SksPlusスペクトロメータ(磁石系)
– SKS Magnet with New Cooling SystemD M t– D Magnet
• Beamline & SKS Detectors– 1mm MWPC (BC1, BC2)– 3mm Drift Chamber (BC3, BC4, DC1, DC2)– Drift Chamber between D and SKS (DC3)– Beamline Hodoscope (BH1, BH2)
本計画研究で準備するもの(2)本計画研究で準備するもの(2)
• Chamber Readout– New ASD card– MWPC Encoder System (COPPER-based)
• DAQ– Trigger & Event Number Distribution System– DAQ Software (HDDaq)Q ( q)
• SKS Downstream Detectors– 既存Detectorの利用– 既存Detectorの利用
– 他グループと共同準備?
SKS電磁石ー冷却系の変更ー 素核研低温グループ
青木ほか
• 中型(300W)He冷凍機から小型冷凍機へ– 3.5W GM-JT冷凍機x3
• SKS仕様GM-JT冷凍機の能力測定試験– シールドの温度依存性
3 1W(71K) 3 6W(41K)3.5W GM JT冷凍機x3– シールドクーラー冷凍機– 高温超伝導体カレントリード
• 3.1W(71K) −> 3.6W(41K)– 対流防止板の効果– 3.32W以上の能力
> 3台の冷凍機でOK
GM cooler for power lead (new)
GM cooler for
4K GM-JT cooler 3.5 W @ 4.3 K (new)
−> 3台の冷凍機でOK
GM cooler for shield (reuse)
Coil (reuse)
HTC power lead (new)
SKS電磁石ー改造&J-PARCへの移設ー
• 2007.8 検出器群の撤去
• 2008.1 ヨーク(2/3)解体• 2008.11-12
配線・配管作業コイル容器取り出し
(コイル容器の改造@東芝)• 2009.1-3
冷却・励磁試験(GM-JT冷凍機の製造@住重)
• 2008.6 コイル冷却試験• 2009.4-
検出器系の設置@東芝工場
• 2008.7- ヨーク解体
輸送・組立・試験
• 2008.11 引渡し
D磁石 for SksPlusスペクトロメータD磁石 for SksPlusスペクトロメータw/o EG w/ EG(4cm)
Fx [ton] Fy [ton] Fx [ton] Fy [ton]
Only SKS Coil −5.96 41.52
Yoke 0.85 −21.38
Total −5.11 20.14
No Excitation
Coil −5.97 41.39 −5.87 41.28
Yoke 1.07 −21.36 1.29 −21.38
Total −4.90 20.03 −4.58 19.90
• Yokeをリサイクルして製作
dC −0.01 −0.13 0.09 −0.24
dY 0.22 0.02 0.44 0.00
dT 0.21 −0.11 0.53 −0.24
– 20cm Gap– ~1.5T
超伝導 イ ぼす
Excitation Coil −7.07 42.30 −6.43 41.88
Yoke 0.56 −21.35 0.84 −21.40
Total −6.51 20.95 −5.59 20.48
dC 1 11 0 78 0 47 0 36• SKS超伝導コイルに及ぼす電磁力の評価by ANSYS
dC −1.11 0.78 −0.47 0.36
dY −0.29 0.03 −0.01 −0.02
dT −1.40 0.81 −0.48 0.34
End Gaurdで電磁力は1/2
D磁石の製作D磁石の製作
• End Gaurd 純鉄5cm• End Gaurd 純鉄5cm
• SKSとの距離
110 P l t P l– 110cm Pole to Pole• トーキンが落札
– 納期3月25日
• 上流側コイルの端末処理のため、PoleからEnd Gaurdの距離が伸びそう
– 標的位置が離れる
現在のSksPlusスペクトロメータのデザインとアクセプタンスのデザインとアクセプタンス
30
40SP3SP3Mod1
Pole間110cm10
20[msr
] ~30msr
01.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
p [GeV/c]
2.5標的位置が8 上流
Focal Plane検出器の大型化(E13グループ)
2.0
[msr
]
SP3SP3Mod1
標的位置が8cm上流へ
0.12%
1.0
1.5
1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 71.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
p [GeV/c]
Beamline位置検出器ー 大強度ビームを扱うために ー
荷電粒子のレート• Wire当たりの計数率を減らす
– ~200kHzが限界BC1
1.5E+05
2.0E+05
]
KpiK+pi
荷電粒子のレ ト
BS上流部
– 1mm MWPC 上流部
– 3mm MWDC 下流部
レ トに強いアンプ シ パ
5.0E+04
1.0E+05
[ Hz/
mm
~180kHz/mm
• レートに強いアンプ・シェーパー
ASD開発 with 素核研測定器開発室
0.0E+00-10 -5 0 5 10
X [mm]
2.0E+05
10−10 [cm]
発室– 速い積分時間 τ~1ns– 1/ t テール除去
BC4
1.0E+05
1.5E+05
2.0E 05
z/3m
m ]
KpiK+pi
BS下流部
~180kHz/3mm 1/ t テ ル除去
– High Gain• ~7V/pC
0.0E+00
5.0E+04
[ Hz ~180kHz/3mm
-10 -5 0 5 10
X [mm]−10 10[cm]
1mm MWPC1mm MWPC 高橋智則(東大)君
核理研でのビームテスト(2007 7)核理研でのビームテスト(2007.7)• J-PARCの1/10のレート• 既存(SONY,80ns)ASD
• 15μmφ anode wire• 1mm A-A spacing
既存(SO ,80 s) S
2 6kVで100%1mm A-A spacing• 3mm A-Cathode gap
~2.6kVで100%
• 256 ch./plane• X-U-V (half-size)• ±15°for U and V
MWPC問題点と解決策MWPC問題点と解決策
• 放電または通常の動作により放電または通常の動作によりカソード膜の劣化– Al蒸着アラミド(6μm)蒸着アラミド( μ )
• 融点の高い炭素の膜– カーボンインク塗布のPET膜カ ボンインク塗布のPET膜
• 物質量の増加 ~20μm for C• 抵抗値の増加 ~100Ω
放電には強そう小型テスト基板による放電テスト後– 放電には強そう
• 実機サイズでの信号チェック後、実機(6面 2台)を製作
小型テスト基板による放電テスト後
実機(6面x2台)を製作
Base: Kapton 25μm (右のテストサンプル)PET 14(12)μm (実機)
カーボン塗布フォイルカーボン塗布フォイル
タムラ化研
カーボン系印刷導電性ペースト
CARBOLLOID MRX-713J厚さは用意するメッシュで決まる
18~20μmBase FilmはPET(マイラー)
14μm または 12μm
3mm Drift Chamber3mm Drift Chamber• 3mm A-A spacing 岡村(京都)君• 3mm A-A spacing
– 1.5mm drift length• 12.5 μm φ Anodeμ φ• 2mm A-Cathode gap• HV
– Anode 0V– Cathode ~1.5kV– Field ~1 5kV AF
A– Field 1.5kV
• AとFの間1.5mmに1.5kVー>放電の危険性
AF
ここで放電する>放電の危険性
(特に半田付け部分)アラルダイトで絶縁すれば、2kVまでOKであった。
X-X’2面のChamberを作って動作テストを行う。
Amplifier-Shaper-Discriminator (ASD)の開発 with 測定器開発室
ノイズ谷口さん(KEK)
• BiPolar ASIC 新日本無線– 4ch./chip, 1 analogue out
Hi h t 対応1.5E+04
2.0E+04
2.5E+04
.eq)
2V/pC
4.6V/pC
ノイズ
• High-rate対応– τ =~1ns– 1/t tail cancel
5.0E+03
1.0E+04EN
C(e
設計値
– PZC, 非対称BLR• Gain Switch
0.0E+00
0 20 40 60 80 100Input capacitance(pF)
– 1, 1.4, 2.3, ~7 V/pC(設計)
– 0.9 ~ 4.6 V/pC(実測)
• reduced PECL 出力
テストしたパッケージ
• reduced PECL 出力– Vpp=400mV
• 消費電力 ~28mA@5V 実際に使うパッケージ~3mm角
MWPC信号でのテスト8ch. テスト基板
出力
アナログ信号(@2.4kV)55Fe(5 9keV) 90Sr(MIP)出力 55Fe(5.9keV) 90Sr(MIP)
~100mVアナログモニター
~700mV Time Jitter~40ns
100mV
入力
シンチの信号のタイミング8ch 出力の計数 タイミング
90Sr Vth 0.5[V]G2OFF G2OFF
8ch. 出力の計数
• Vth = 50mVSONY ASD
2000
4000
6000
8000
coun
t
G1ON G2OFF
G1OFF G2ON
G1ON G2ON
• SONY-ASD• Gain=1V/pC, τ=80ns
• Gainが高くても積分時間が短いため
0
2000
2 2.2 2.4 2.6
HV [kV]
G1ON G2ON
SONY-ASD80nsec
SONY-ASDと同じ特性
32ch ASD Card32ch. ASD Card
• 32ch. のCardの製作
– High-rate MWPC, MWDC用 ~200Cardsg a e C, C用 Ca ds• PECL(中点は+3.4V)では、TKOのM.H.TDC
が受け付けないが受け付けない。
– −5V電源を使えば、ECL(negative)となる。
• PECL版とECL版の試作を行っている。
12月中ごろ試作版完成予定– 12月中ごろ試作版完成予定
Network DAQ overview
DAQ nodeconnection
RecordingProgramDAQ node
DAQ node
DAQ node
PartialEvent
Builder Centralconnection
Event
g
DAQ node CentralEvent
BuilderPartialEvent
e tdistribution
buffer
Builder
Server/Client designServer/Client design• DAQ node program : Server• Partial event builder = Central event builder
Analysisprogram Data
Displa– Client for DAQ node– Server for down-stream event builder
• Event distribution buffer
Display
Root– Client for event builder– Server for analysis/recording programs Root
DAQ高橋智則(東大)五十嵐(KEK)DAQ
TCP connection
五十嵐(KEK)岡村(京都)板橋(理研)細見(東北)
KEKVMEMWPCCOPPER(エリア上流)
PCEB PC
M. EB
TCP connection 細見(東北)
Multi-hit TDCTKO VME
SMP
TKOUniverse2TkoEB
Recorder
(標的近傍)VMETKO TkoEB
SMP
UMEM? Bit-3 + PCとの可能性も(K1.8BR)
S.H. TDC(Dr.T)ADC, TDC
SMP
Universe2TkoEB
TKO(地上コンテナ)
DAQの現状と今後DAQの現状と今後
• 核理研での実験は、COPPER(MWPC)とCAMAC(C t 類 CC NET)を使 たMi iDAQを用いた(Counter類、CC-NET)を使ったMiniDAQを用いた。
• Event Slipが発生し、その検出が様々なバグでできたか たかった。– FINNESE の Event Counterのバグ
S ft でのE t C t の書き換え– SoftwareでのEvent Counterの書き換え
• Event Numberを配るSystem(TEND)を開発している。S ill N b (2/8) E t N b (3/12)– Spill Number (2/8), Event Number (3/12)
– Trigger / Busy HandlingCOPPER / TKO– COPPER / TKO
• 来年2月をメドにCOPPER/TKOを用いたDAQのテストを行うを行う。
Trigger & Event Number DistributorTrigger & Event Number Distributor
• Event Counter [0:11]
KEK池野さん
Master TriggerL1Trig.• Event Counter [0:11]• Spill Counter [0:7]• Trigger Handling
Master Trigger Module (MTM)
L1Trig.L1Acpt
L2Trig./CLR
– L1 / L2• Serial Connections
+ Wi d ti (Ti i )TKO
Reciever Module (RM)
+ Wired connection (Timing)• Receiver Module
– COPPER (GPIO)
FANOUT
( )• [0:2] for EC• [0:1] for SC
– TKOTKO COPPPER
L1Acpt forTDC stop,ADC gate Counter DataTKO
– FERA– VME
BUSYL2Trig. for S.D.S/ CLR
to BUS
/ CLR
まとめまとめ
• 遅れ気味ながらも、着実に準備が進んでいる。– SKS電磁石 2009.3に励磁テスト完了予定
– D磁石 for SksPlus1 MWPC メドが き 今年度量産に– 1mm MWPC メドがつき、今年度量産に
– 3mm DC 試作機製作中
– DC3 設計中DC3 設計中
– New ASD chip完成。年度内に開発完了
– DAQ 本格的にはこれから
• 今後の検討必要– Drift Chamber at SKS downstream E15– TOF wall E15– AC counterの大型化
Water Cherenkov Counter– Water Cherenkov Counter– Trigger系 NIM Logic or FPGA Module09
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