slides - Indico

Transkript

slides - Indico

THM-YUUP Projesi
Genel Değerlendirme Çalıştayı
19-20 MART| 2015 | HTE, ANKARA ÜNİVERSİTESİ
Parçacık Fabrikalarında Dünyadaki
Durum, BESIII Tecrübesi ve TÜRKFAB
Tesisinin Türkiye için Önemi
Serkant Ali Çetin
Doğuş Üniversitesi
İçerik
Parçacık Fabrikalarında Dünyadaki Durum
Uluslararası İşbirliği Örneği
BEPCII ve BESIII
BESIII Kolaborasyonu
BESIII Deneyinde Gerçekleştirilen Çalışmalar
Algıç Sistemi ile İlgili Çalışmalar
Fizik Analizleri
Sunumlar, vardiyalar ve diğer servis görevleri
BESIII Tecrübesi - sonuç
TURKFAB Tesisinin Türkiye için Önemi
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Serkant Ali Çetin | Doğuş Üniversitesi
Parçacık Fabrikalarında Dünyadaki Durum
PDG - 2014
SuperKEKB / Çok Yakında !
BINP c-t / Yakında?
SuperB / Ne durumda?
http://dx.doi.org/10.1051/epjconf/20147308006
TAC Super Charm Factory / …?
 ERL’den gelen 1 GeV elektronlar ile
depolama halkasından gelen 3.56 GeV
pozitronların çarpıştırılmasıyla 3.77 GeV kütle
merkezi enerjili çarpışmalar.
 ERL sayesinde > 1035 cm-2 s-1 ışınlık değeri;
crab waist ile ~1036 cm-2 s-1 başarılabilir!?
 Detaylar bir sonraki sunumda:
Uluslararası İşbirliği Örneği
• Kurulması önerilen süper charm parçacık fabrikasına yönelik
algıç tasarımı, deney işletimi, algıç sistemlerinin bakımı, veri
toplama ve veri analizi konularında tecrübe kazanılması
hedefiyle Çin Bilimler Akademisine bağlı Yüksek Enerji Fiziği
Enstitüsünde (IHEP) yer alan BESIII (Beijing Spectrometer)
deneyine Haziran 2011’de katılınmıştır.
• BESIII Kolaborasyonuna resmen katılımımızın ardından daha
kalabalık bir ekiple birlikte Kasım 2011’de Pekin’e bir ziyaret
gerçekleştirilerek hem BESIII Kolaborasyon toplantısına
katılınmış hem de başta hızlandırıcı olmak üzere IHEP
bünyesindeki tesisler incelenmiştir.
• Yapılan temaslar sonucunda sadece BESIII deneyi bünyesinde
değil IHEP hızlandırıcı birimi ile de işbirliği konusunda
mutabık kalınmış ve IHEP ile Ankara Üniversitesi arasında bir
işbirliği anlaşmasının yapılması benimsenmiştir. Bu işbirliği
anlaşması 2012 yılında taraflarca imzalanmıştır.
BEPCII ve BESIII
• BESIII (BEijing Spectrometer) deneyi t-charm enerji
bölgesinde çalışan BEPCII (Beijing Electron Positron
Collider) çarpıştırıcısı üzerinde kurulu silindirik
simetriye sahip bir algıç sisteminden oluşmaktadır.
• BEPC çarpıştırıcısı ve BES algıç sistemi 1989 yılında
çalışmaya başlamıştır. BEPC çarpıştırıcısı üzerinde BESI
ve daha sonra (1996) yükseltilmiş BESII algıç sistemleri
veri almıştır. Şu anda çalışmakta olan BEPCII ve BESIII bu
sistemlerin yükseltilmiş halleridir.
• Çarpıştırıcının yükseltilmesiyle birlikte (BEPCII) daha
yüksek konum, enerji ve momentum çözünürlüğüne
sahip ve çoklu demet yapısını destekleyen yeni bir veri
işleme sistemini içeren BESIII algıç sistemi 2009 yılında
kurulmuştur.
BEPCII ve BESIII
• BEPCII çarpıştırıcısı elektron ve pozitron
halkalarından oluşan ve 2 GeV – 4,6 GeV
aralığında kütle merkezi enerjisinde
çalışabilen simetrik bir çarpıştırıcıdır.
Çarpıştırıcının ışınlığı ise 2x1,89 GeV
enerjide 1033 cm-2s-1 olarak optimize
edilmiştir.
• Çarpıştırıcı üzerinde kurulu
olan BESIII algıç sistemi ile
çarmonyum fiziği, D-fiziği,
hafif hadron spektroskopisi
ve t-fiziği araştırmaları
mümkündür.
BESIII Algıç Sistemi
• Ana Sürüklenme Odacığı (MDC – Main Drift Chamber)
– konum çözünürlüğü (srf) 130 mm
– momentum çözünürlüğü (sp/p) %0,5
– enerji kaybı çözünürlüğü (sdE/dx) %6
• Uçuş Zamanı Algıcı (ToF – Time of Flight),
– zaman çözünürlüğü (sT) ~100 ps
• Elektromanyetik kalorimetre
– 1 GeV’de enerji çözünürlüğü (DE/E) %2,5
– konum çözünürlüğü (sz) 0,6 cm
• Çok katmanlı müon sistemi
• 1T manyetiik alan üreten süperiletken sarmal elektormıknatıs
• Üç seviyeli bir tetikleme sistemi
– veri kabul oranı ~3kHz.
• Veri işleme ve fizik analizi: BOSS (BESIII Offline Software System)
– C++ dilinde ve nesneye dayalı (OO – Object Oriented)
– SLC (Scientific Linux CERN) işletim sistemi
BESIII Kolaborasyonu
• BESIII kolaborasyonunda bizimle birlikte toplam 53 takım yer almaktadır:
– 31 Çin, 13 Avrupa, 5 Amerika ve 4 diğer Asya ülkeleri
• Kolaborasyonda yer alan tek Türk takımı olarak
şu anda S. A. Çetin koordinatörlüğünde üç farklı
üniversiteden oluşan bir takım kümesine sahipiz.
Başka üniversitelerden öğrenciler de bu kümede
yer almakta:
• Doğuş Üniversitesi
–
–
–
–
–
Dr. Serkant Ali Çetin
Dr. İsmail R. Uman
Engin Eren, Boğaziçi Ü. yükseklisans öğrencisi (tezini Şubat 2015’te tamamladı)
Onur Kolcu, İstanbul Ü. doktora öğrencisi
Alperen Yüncü, Boğaziçi Ü. yükseklisans öğrencisi
• İstanbul Aydın Üniversitesi
– Dr. Orhan Çakır (aynı zamanda Ankara Ü.)
• Uludağ Üniversitesi
– Dr. İlhan Tapan
– Nurdan Güler, yükseklisans öğrencisi (tezini Eylül 2014’te tamamladı)
BESIII Deneyinde Gerçekleştirilen Çalışmalar:
Algıç Sistemi
• Uludağ Üniversitesi ekibi THM Parçacık Fabrikası çalışmaları çerçevesinde özellikle
algıç sisteminin tasarlanması ile ilgili önemli katkı sağlamıştır. Bu çerçevede Uludağ
ekibi BESIII deneyi BOSS yazılımını kullanmış ve ayrıca deney bünyesinde ToF
algıcının yükseltilmesi çalışmalarına katılmıştır.
• Uludağ Üniversitesinden iki öğrenci (Burcu Zengin ve Halime Sazak) sadece 2012
yılında BESIII Kolaborasyonunda bulunmuş, aynı yıl kolaborasyona katılan Nurdan
Güler ise 15.09.2014 tarihinde ‘‘BESIII Detektörü ToF (Time of Flight) Sistemi
Çalışmaları’’ başlıklı tezini tamamlamıştır.
• Tamamlanan tez çalışmasında ToF algıcının yükseltilmesine yönelik alınan test
verisinin bağımsız bir analiz sonucu elde edilmiştir.
• İyi zaman çözünürlüğü, yüksek deteksiyon verimi, düşük maliyet ve basit yapıya
sahip olması gibi çok sayıda avantaja sahip olması, son yıllarda yeni geliştirilmiş bir
gaz detekörü olan MRPC'nin (Multi-gap Resistive Plate Chamber) ToF detektörleri
için çok iyi bir seçim olmasını sağlamıştır.
• Bu üstün özellilkler, BESIII' teki uç ToF'un (Endcap Time-Of-Flight, E-ToF) iyileştirme
çalışmalarında, sintilatör ve PMT'nin (Photo Multiplier Tube) yerine MRPC
kullanımını gündeme getirmiş ve oluşturulan prototip ile alınan verinin incelenmesi
sonucunda, BESIII deneyi için tasarlanan ToF sisteminin zaman çözünürlüğünün 50
ps nin altında olabildiği görülmüştür.
• Bu tasarım THM PF detektörü ToF sistemi için iyi bir örnek teşkil etmektedir.
Fizik Analizleri
• Doğuş Üniversitesi ekibi bünyesinde üç lisansüstü
öğrenci tez çalışmaları çerçevesinde fizik analizi
yapmaktadır.
• BESIII verisinin hafif hadron spektroskopisi
alanındaki ön analizleri Türk grubu tarafından
başarıyla yapılmıştır. Bu analizlerin sonuçları ilgili
fizik çalışma grubu toplantılarının yanısıra BESIII
kolaborasyon toplantılarında da sunulmuş ve
sadece kuarkların normal durumlarıyla
oluşamayacak birçok hafif kuark durumunun
varlığına dair kanıtlara ulaşılmıstır.
Fizik Analizleri
• Analizi yapılan süreçler:
– J/y →fπ0π0
– J/y →wπ0π0
– J/y → fKSKS
• Benzer süreçler geçmis yıllarda BESII kolaborasyonu tarafından da aşağıdaki
kanallarda incelenerek glueball adaylarından birinin varlığına yönelik
tartışmalı bazı ipuçları elde edilmişti:
– J/y →wπ+π-,
– J/y →fπ+π- ve
– J/y → fK+K-
• Ayrıca hipotetik tetrakuark nonet üyesi olarak bazı parçacıklar da
gözlemlenmişti; ancak bu ek olarak diger iki adayın varlığını bağımsız olarak
ispatlayamamıştı.
• Başlangıç seviyesindeki analizlerimizde dahi Dalitz grafikleri ve değişmez
kütle dağılımları karşılaştırıldığında BESII verisinde gözlenmiş olan
bulguları görmek mümkün olmuştur.
• Buna ek olarak, BESIII deneyinde toplanmış çok daha fazla istatistik
olması, daha gelişmiş bir detektörde veri alınmış olması ve süreçlerin fon
olaylarının neredeyse hiç olmaması gibi sebepler hafif hadron
spektroskopisinde bu kanalları inceleme motivasyonumuz olmuştur.
Fizik Analizleri
• Boğaziçi Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Engin Eren
J/y → fKSKS kanalını incelediği tez çalışmasının Şubat
2015’de tamamlamıştır. 1 ve 1,5 GeV’de gözlemlenen
tepeler tetrakuark adayı f0(980), f ’2(1525) ve/veya
glueball adayı f0(1500) durumlarına işaret ederken 1,7
GeV’deki bir diğer tepe ise büyük olasılıkla f0(1710)
durumuna denk düşmektedir. Kesin sonuçlar bu kanala
yönelik kısmi dalga analizi çalışmaları sonucunda elde
edilecektir.
• İstanbul Üniversitesi doktora öğrencisi Onur Kolcu J/y
→fπ0π0 kanalında,
• Boğaziçi Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Alperen
Yüncü ise J/y →wπ0π0 kanalındaki çalışmalarını
sürdürmektedir.
•
•
•
•
Fizik Analizleri
Sürdürülen bu çalışmalar ilgili kanallarda kısmi dalga analizlerinin
de yapılmasıyla tamamlanacaktır.
Ayrıca çarmonyum fiziğine yönelik analiz çalışmalarına başlanması
da hedeflenmiştir. Yürütülen analizlerin amacı sadece hafif kuark
sektöründe araştırmalar yapmak değil, aynı zamanda benzer
teknikleri (kısmi dalga analizi gibi) kullanarak BESIII’de keşfedilen
ve ezber bozan X(3872), X(3915), Y(4260), Y(4360) ve Zc(3900) gibi
XYZ durumlarının özelliklerini belirlemeye de başlamaktır.
Geliştirdiğimiz analiz platformu bunu gerçekleştirmeye
elverişlidir.
Ancak BESIII’ün sahip olduğu ışınlık değeri burada kısıtlayıcı bir
faktördür. Bu durum THM süper charm parçacık fabrikasının sahip
olacağı yüksek ışınlık değerinin (BEPCII’nin yaklaşık 100 katı) bize
ileride sağlayacağı fırsatlardan biri olarak çarpıcı bir örnek teşkil
etmektedir.
Sonuç olarak, bu çalışmalar THM parçacık fabrikasında yapılacak
analizler için gerekli tekniklerle ilgili tecrübe kazanılması açısından
da büyük önem taşımaktadır.
Sunumlar, Veri Alım Nöbetlerine Katılım ve Diğer Servis Görevleri
• Gerçekleştirilen analiz çalışmalarının durum raporları genellikle video
konferans sistemi üzerinden sunulmuştur. Geçen süre zarfında çok az
sayıda toplantıya şahsen katılım sağlanmıştır, oysa bu toplantılarda
bulunmak ilgili çalışma gruplarıyla birebir etkileşme açısından son
derece önemlidir.
• Bugüne kadar veri alım nöbetlerinde görev almak için gerekli eğitimi
alıp çeşitli dönemlerde nöbetlere katılan iki öğrencimiz olmuştur. Bu
katılım arzu edilen seviyenin altındadır; oysa nöbetler deneyin
işleyişi, karşılaşılan problemlerin çözülmesi ve ayrıca algıç
sistemlerinin tamamının performansı hakkında tecrübe kazanılan ve
ayrıca kolaborasyon üyesi olarak deneyin işletilmesine katkı vermekle
sorumlu olduğumuz görevlerdir.
• Servis görevleri çerçevesinde ayrıca diğer grupların gerçekleştirdikleri
ve yayın aşamasına gelmesi öngörülen bazı analizlerde iç hakemlik
yapılmıştır. Bu şekilde yapılan değerlendirmeler grubumuza farklı fizik
kanalları ve analiz teknikleri hakkında bilgi edinilmesi açısından katkı
sağlamaktadır.
BESIII Tecrübesi - Sonuç
• Proje grubu simulasyon işleri ve veri analizi için Ankara Üniversitesi grubu
tarafından HTE'de kurulan hesaplama sistemini kullanmaktadır. Sistem 32 CPU
birimi ve 16 TB depolama alanı içermektedir, bundan başka Dual Core iki iş
istasyonu bulunmaktadır. İş istasyonlarından birine BESIII yazılımı kurulmuştur,
kapalı sistem veri analizi yapılabilmektedir. Ayrıca kişisel bilgisayarlara kurulu BOSS
sistemi ile de yapılandırılmış veri ve DST (Data Summary Tape) veri analizi
gerçekleştirilebilmektedir.
• Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiş olan mevcut projeden seyahat desteği
alınarak bu deneydeki çalışmalara başlanmış olmasına rağmen gerek öğrencilerin
Türkiye’de bulundukları sürede desteklenememiş olmaları gerekse özellikle son iki
yıldır proje bütçesinden bu çalışmalara ödenek ayrılmasında karşılaşılan zorluklar
işbirliğinden umduğumuzdan daha az verim sağlanmasıyla sonuçlanmıştır.
• BESIII deneyi bünyesindeki çalışmaların sürdürülmesi bu ülkemizde kurulması
hedeflenen süper parçacık fabrikasını kuracak, çalıştıracak ve kullanacak insan
gücünü yetiştirmek için son derece önemlidir. Bu çerçevede Türkiye Atom Enerjisi
Kurumunun (TAEK) CERN dışındaki deneyleri desteklememesi, TÜBİTAK’ın ise
ulusalarası kolaborasyonlar bünyesinde gerçekleştirilen bu gibi çalışmalar için
uygun destek programına sahip olmaması ve ayrıca parçacık fiziği deneylerinin
desteklenmesinde TAEK’in sorumlu kurum olduğuna işaret etmesi ülkemizin bu
alandaki uluslararsı çalışmalara katılımını engelleyen bir çıkmaz oluşturmakta
dolayısıyla insan gücü oluşturmak ile ilgili ciddi bir sorun teşkil etmektedir.
TÜRKFAB Tesisinin Türkiye için Önemi
2015 ± 10
TÜRKFAB Tesisinin Türkiye için Önemi
• Deneysel parçacık fiziği alanında dünya çapında öneme sahip
olacak bir tesis
• Bölgemizde bilimsel işbirliğini üst düzeye çıkartacak bir imkan
• Ülkemizdeki parçacık fizikçilerinin bir araya gelecekleri ve
yetişmiş insan gücünün en verimli şekilde artabileceği bir ulusal
proje
• Hızlandırıcı, algıç, veri taşıma, veri işleme, veri analizi ve daha bir
çok teknoloji ve teknik ile ilgili ulusal altyapımızın
besleneceği/oluşacağı mutfak
• Yurt dışından grupların dahil olmasıyla bilgi ve teknoloji
transferinin sağlanabileceği, uluslarası arenada cazibe merkezi
haline gelebileceğimiz bir fırsat
• Ülkemizin Ar-Ge bütçe hedefleriyle uyuşan, temel bilim
araştırmalarının yanısıra bir çok teknolojinin geliştirildiği, ülkeye
getireceği katma değerin sürekli ve çok yönlü olduğu bir proje
Sonuçlar
• Dünya genelinde çalışmakta olan dört parçacık fabrikasına ek olarak üç
yeni parçacık fabrikasının son durumu şöyle:
– “SuperKEKB”nin 3-4 yıl içerisinde başlaması öngörülüyor
– “BINP”in başlaması 2020’den önce mümkün değil
– “SuperB→Italian t-charm factory” hala İtalyan ulusal araştırma planlamasına
dahil edilmeyi bekliyor
TAC Super Charm Factory diğer parçacık fabrikalarından yüksek ışınlığı
başarabilir!
• BESIII tecrübesinden faydalanmak çok önemli. İşbirliğindeki çalışmaların
daha verimli şekilde sürekliliğinin sağlanması elzem. Genel olarak IHEP
ile işbirliğinin hayata geçmesi gerekli.
• Türk Hızlandırıcı Merkezi projesinin önerilmesindeki temel unsur olan
parçacık fabrikası, uluslararası arenada cazibe merkezi olarak var
olabileceğimiz, alandaki ulusal birliğin en üst seviyede sağlanabileceği,
doğurgan teknolojilere hakimiyetimizi tetikleyecek bir hedeftir. YUUP
çerçevesinde bu hedefe yönelik doğru politikalar uygulanmadığından
bütçe ve insan kaynağı temininde başarılı olunamadı; hedefin
gerçekleşmesi bu unsurlarla ilgili doğru planlama ve kararlılık ile mümkün!
Yedekler
Işınlık öncüsü ve enerji öncüsü elektron-pozitron çarpıştırıcılar.
Years of
operation
Shape
and circumference
Electron
energy
Positron
energy
Accelerator
Location
Experiments
Notable Discoveries
AdA
Frascati, Italy; Orsay,
France
1961–1964
Circular, 3 meters
250 MeV
250 MeV
Touschek effect (1963); first e−e− interactions
recorded (1964)
PrincetonStanford
(e−e−)
Stanford, California
1962–1967
Two-ring, 12 m
300 MeV
300 MeV
e−e− interactions
VEP-1
(e−e−)
INP, Novosibirsk, Soviet
Union
1964–1968
Two-ring, 2.70 m
130 MeV
130 MeV
e−e− scattering; QED radiative effects confirmed
VEPP-2
INP, Novosibirsk, Soviet
Union
1965–1974
Circular, 11.5 m
700 MeV
700 MeV
SPEAR
SLAC
1972-1990(?)
VEPP-2M
BINP,Novosibirsk
1974–2000
Circular, 17.88 m
700 MeV
DORIS
DESY
1974–1993
Circular, 300m
5 GeV
PETRA
DESY
CESR
OLYA, CMD
multihadron production (1966), e+e−→φ (1966),
e+e−→γγ (1971)
Mark I, Mark II, Mark III
Discovery of Charmonium states
700 MeV
ND, SND, CMD-2
e+e− cross sections, radiative decays of ρ, ω, and φ
mesons
5 GeV
ARGUS, Crystal Ball,
DASP, PLUTO
Oscillation in neutral B mesons
Elektron-Pozitron Çarpıştırıcıları
(Wikipedia)
1978–1986
Circular, 2 km
20 GeV
20 GeV
JADE, MARKJ, CELLO,PLUTO, TASSO
Discovery of the gluon in three jet events
Cornell University
1979–2002
Circular, 768m
6 GeV
6 GeV
CUSB, CHESS, CLEO,CLEO2, CLEO-2.5,CLEO-3
First observation of B decay, charmless and
"radiative penguin" B decays
PEP
SLAC
1980-1990(?)
SLC
SLAC
1988-1998(?)
Addition to
SLAC Linac
45 GeV
45 GeV
SLD, Mark II
First linear collider
LEP
CERN
1989–2000
Circular, 27 km
104 GeV
104 GeV
Aleph, Delphi, Opal, L3
Only 3 light (m ≤ mZ/2) weakly
interacting neutrinosexist, implying only
three generations of quarks and leptons
BEPC
China
1989–2004
Circular, 240m
2.2 GeV
2.2 GeV
Beijing Spectrometer (I and II)
VEPP-4M
BINP,Novosibirsk
1994-
Circular, 366m
6.0 GeV
6.0 GeV
KEDR
Precise measurement of psi-meson masses, twophoton physics
PEP-II
SLAC
1998–2008
Circular, 2.2 km
9 GeV
3.1 GeV
BaBar
Discovery of CP violation in B meson system
KEKB
KEK
1999–2009
Circular, 3 km
8.0 GeV
3.5 GeV
Belle
Discovery of CP violation in B meson system
DAΦNE
Frascati, Italy
1999-
Circular, 98m
0.7 GeV
0.7 GeV
KLOE
Crab-waist collisions (2007)
CESR-c
Cornell University
2002–2008
Circular, 768m
6 GeV
6 GeV
CHESS, CLEO-c
VEPP-2000
BINP,Novosibirsk
2006-
Circular, 24.4m
1.0 GeV
1.0 GeV
SND, CMD-3
THM-YUUP
Çalıştayı |China
19-20 Mart | 2015 | HTE,
Ankara ÜniversitesiCircular, 240m
BEPC
II
2008-
3.7 GeV
3.7 GeV
Beijing Spectrometer III
Mark II
Round beams (2007)

slides - Indico

Transkript

Benzer belgeler

slides - Indico

Parçacık Fiziğine giriş - Indico

ACI KAYBIMIZ

Issue Content - Türkiye Klinikleri

BİLDİRİ - Bianet

CERN-Higgs Bozonu Tanrı Parçacığı ve Arkası

Ad-Soyad : Ali Eren – İSO Yönetim Kurulu Üyesi Doğum Tarihi

parçacık hızlandırıcılarının býlýme katkıları