slides - Indico

Transkript

slides - Indico
THM-YUUP Projesi
Genel Değerlendirme Çalıştayı
19-20 MART| 2015 | HTE, ANKARA ÜNİVERSİTESİ
TURKFAB Tesisi Tasarım
Çalışmalarının Sonuçları
Doç. Dr. Hüsnü AKSAKAL
Niğde Üniversitesi
İçerik
•Hızlandırıcı Dizaynı (Hüsnü Aksakal, Zafer Nergiz)
•Pozitron depolama Halkası Dizaynı
•Depolama Halkası Optik fonksiyonları ve Dinamik aralık
•Demet içi saçılma (IBS) ve ışınlık (Luminosity) ömrü
• Pozitron Üretimi : Hedef optimizasyonu, Adyabatik uygunlaştırma
(AMD) ve ön hızlandırma
•Dedektör dizaynı (İlhan Tapan, Ercan Piliçer vd.)
•THM-PF Dedektör Dizayn Çalışmaları
•THM-PF Dedektör Parçaları
•Tüm Dedektör Simülasyonu
•Sonuçlar ve Gelecekteki Çalışmalar
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Önerilen Dizayn Parametreleri
•
•
•
•
THM -PF bir Süper charm fabrikasıdır.
PF : ERL linaktan gelen 1 GeV
elektron ve depolama halkasından
gelen
3.56
GeV
pozitron
çarpıştırıcısıdır (Ecm=3.769 GeV ).
ERL; enerji dönüşümlü (gerikazanımlı) lineer hızlandırıcıdır.
Pozitronlar üretilip ön hızlandırıcıdan
geçirilip
depolama
halkasında
biriktirilir.
ERL
teknolojisi
yardımı
ile
ulaşılabilecek Işınlık 1035 cm-2 s-1
Parametreler
Pozitron
Elektron ERL
Demet Enerjisi (GeV)
3.56
1
Parçacık sayısı/paketçik (1011)
2
0.2
Çarpışma Noktası Beta
fonksiyonları bx/by (mm)
80/5
80/5
Normalize emitans exN/eyN (mm 111/0.36
rad)
31/0.1
Enine paketçik ebadı sx/sy (mm)
36/0.5
36/0.5
Paketçik uzunluğu sz (mm)
5
5
Demet
(xx/xy)
–demet
ayar
kayması 0.012/0.13
Tur başına enerji kaybı (MeV)
0.7
Paketçik sayısı
300
Çevresi (m)
600
Demet akımı (A)
4.8
Momentum Acceptence (%)
1
Işınlık (cm-2s-1)
1.4x1035
0.48
Süper Charm Fabrikası hızlandırıcı genel
görünümü
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Pozitron Halkası Dizaynı (by Z. NERGIZ)
•
•
•
•
•
Amaç bir önceki tabloda verilen Çarpışma noktası parametrelerini gerçekleştirmek.
Halkanın örgüsü çok düşük emitans ve iyi bir dinamik aralığa sahip olmalıdır.
Çarpışma noktasından önceki son odaklama sistemi küçük beta fonksiyonu sağlayacak
şekilde dizayn edilmelidir.
Halka üç katlı simetriden oluşmaktadır.
Halka üzerinde kavislerde (arc bölgesi) bazı boş bölgeler RF sistemi, enjeksiyon ve
çarpışma noktası için ayrılmıştır.
Halka Parametreleri
Çevre (m)
Pozitron Enerji (GeV)
Çarpışma noktası bx/by (mm)
Enine emitans (nm rad)
IBS ile enine demet emitansı (nm rad)
Enerji kaybı/Tur (MeV)
RF frekansı- frf (MHz)
RF voltajı-Vrf (MV)
RMS Energy spread (%)
Halkadaki paketçik sayısı
Rms paketçik uzunluğu (mm)
Momentum acceptance (%)
Touschek ömrü (h)
Luminosity Lifetime (h)
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Value
613
3.56
86/7
9.5
10.4
0.49
500
2.0
0.055
300
7.1
1.2
0.27
0.25
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Halkanın Optik çalışması:
•
•
•
Halka herbiri 1.9m olan 96 eğici magnet içerir
Arc bölgelerine 7 altı-kutuplu magnet kromatikliği düzeltmek ve lineer olmayan
etkileri azaltmak için yerleştirilir.
Twiss parametreleri halka boyunca ve çarpışma noktasında aşağıda verildiği gibidir.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Dinamik aralık:
•
•
•
Dinamik aralık enine kararlı bölge olup bu alan içinde parçacıklar
kaybolmadan ve dağıtılmadan salınım yapabilir.
Depolama halkaları, iyi enjeksiyon için ve uzun demet ömrü için büyük
dinamik aralığa sahip olmalıdır.
Büyük dinamik aralık, yüksek demet kararlılığını belirtir.
Farklı momentum sapmaları için dinamik aralık
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Farklı magnet hataları için dinamik aralık.
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Farklı etkiler: IBS ve Işınlık ömrü
Demet içi saçılmalar (IBS)
• Düşük emitanslı depolama halkalarında, önemli lineer olmayan etkilerden
biridir.
Bu etkinin kaynağı emitansı artıran demet içi Coulomb
saçılmalarıdır.
• IBS etkisi dahil edilerek pozitron demetinin emitansı ELEGANT codu
yardımı ile hesaplanmıştır. Emitans değeri, 4.8 A ortalama demet akımı,
2.0 MV RF voltajı ve 500 MHz RF frekansı için, 10.4 nmrad olarak
bulunmuştur.
Işınlık Ömrü
• Başlangıç ışınlık ömrü aşağıdaki denklem yardımıyla hesaplanır.
•
•
burada L0 başlangıçtaki ışınlık değeri ve N0 halkada başlangıçtaki parçacık
sayısıdır. sRBS ~ 2-3x10-25 mertebesinde olan radiative Bhabha saçılma
tesir kesitidir.
Bu denkleme göre ışınlık ömrü 15 dakikadır.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Elektron hızlandırıcı (doğrusal veya dairesel)
•
•
•
•
TAC Charm fabrikasında önerilen çarpıştırıcı linak-halka tiplidir ve e-demeti linakdan sağlanacaktır.
Linaklarda rf güç kaynaklarının getirdiği kısıtlamaları aşabilmek için ERL (Energy Recovery Linac)
önerilmektedir.
ERL’de hızlandırıcı yapıda parçacıklar istenilen enerjilere çıkarılır ve çarpışma bölgesinde
etkileşmeye sokulduktan sonra optik iletim hattı ile tekrar aynı yapıya ancak zıt fazda sokulur. Bu
sayede elektronların yavaşlaması sağlanırken oluşturduğu alanlar ise arkadan gelen paketçiği
hızlandırmakta kullanılır.
Bu sayede çok daha yüksek güç sağlanarak ortalama elektron akımının yükseltilmesi sağlanır. Bir
diğer avantajı da atık elektronların enerjisi azaldığı için demet yok edilirken oluşacak yüksek
radyasyonun da azaltılmış olmasıdır.
Enerji Dönüşümlü Doğrusal Hızlandırıcının (ERL) çalışma prensibi
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
ERL Linak ve Pozitron üretimi (H. Aksakal)
•
•
ERL Linak:
ERL dizaynı henüz yapılmamıştır. Bu hızlandırıcıdan elde edilecek elektron demetinin
parametreleri belirlenmiştir. Amerika da JLAB ‘da çalışır durumda bir ERL linak
mevcuttur.
Pozitron üretimi:
Geleneksel metod: e-demeti bir hedef üzerine çarptırılır ise bir Elekromanyetik sağnak
oluşturur. Sağnak içerisindeki 10 MeV üzerindeki fotonlar elektron pozitron çift, üretim
sürecinde baskın olurlar.
•
•
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Pozitron üretimi için 1 GeV enerji
elektronları ERL’den transfer edebiliriz.
Elektron hedefe çarpmasıyla elde edilecek
pozitron kazancı FLUKA simülasyon
programı yardımıyla hesaplanmıştır.
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Pozitron üretimi: Hedef seçimi
•
•
•
Yüksek pozitron kazancı için hedef seçimi önemlidir.
Hedef materyalin yüksek verimli olarak seçilmesi : sertliğine, kalınlığına, yoğunluğuna,
yüksek erime noktasına sahip olmasına ve yüksek gerilme direncine sahip olmasına
bağlıdır.
THM PF için Dört farklı hedef önerilmiş ve pozitron kazançları şekildeki gibidir.
Hedef
Radyasyon
Yoğunluk
Erime
Uzunluğu
(gr/cm3)
noktası
(oC)
(cm)
WC
0.456
15.630
2870
Ta
0.409
16.690
2850
W75Re25
0.343
19.664
3150
Re90Ir10
0.315
21.250
3000
Üretilen pozitron sayısının radyasyon uzunluğuna göre değişimi
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Hedef
• WRe üzerindeki enerji depolanması
FLUKA
sonuçlar
Hedef boyutu
1.6 x1.6 x 1.2 (cm3)
Enine (üst sol), Boyuna (üst sağ) ve 1 boyutta boyuna hedef üzerindeki enerji depolanması.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Üretilen pozitronlar
•
Hedeften sonraki
üretilen Pozitron Akısı
Hedeften hemen sonraki
pozitronların faz uzayı
dağılımı
ASTRA
simülasyon sonucu
Pozitronların toparlanması
(emitansın düşürülmesi) için
üç metod vardır :
•Adyabatik uygunlaştırma
aygıtı (AMD)
•Optik uygunlaştırma aygıtı
• Lithium mercek.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Adyabatik uygunlaştırma
•
•
•
THM PF için hedeften sonra AMD kullanılması tarafımızdan önerilmiştir.
Hedeften sonra AMD (selenoidden oluşur ve manyetik alan gradyene sahiptir) pozitronları
toparlamakta kullanılır. Sonrasında gelen ön hızlandırıcı halka pozitronları 3.56 GeV enerjiye kadar
hızlandırır.
Fakat üretilen pozitron sayısı bir paketçikte dizay değerinden 8 kat düşüktür. 
•
•
Elektron demeti
Elektron demeti
Ön hızlandırıcı
halkaya gider
•
•
•
Adyabatik uygunlaştırma aygıtı (solenoid) :
40 cm uzunluğunda solenoid boyuna eksen boyunca
azalan manyetik alana sahiptir. Boyuna eksen
üzerinde manyetik alan B=B0/(1+g z) ile değişir
burada g=0.78 olarak seçilmiştir.
ASTRA kodu kullanılarak AMD den sonra pozitronun
faz uzayı dağılımı aşağıda görüldüğü gibidir.
AMD nin yakalam verimi %90 civarındadır.
AMD içindeki manyetik
alanın AMD boyuna göre
değişimi
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Ön hızlandırıcıda paketçiklerin birleştirilmesi
•
BNL-98551-2012-IR
•Bu birleştirme 4 ion paktçiğinin BNL ön hızlandırıcısında 2 ion paketçiğine birleştirilmesini
göstermektedir.
•Bu yöntem pozitron THM PF ön hızlandırıcısında 8 paketçiğin birleştirilmesi için kullanılır ise
dizayn değeri olan paketçikteki pozitron sayısına ulaşılabilir.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Çarpışma bölgesi çalışmaları: Halka-halka çarpıştırıcı
•
•
•
•
•
•
•
ISAC Linak-halka opsiyonunda demet akımının çok
yüksek olduğu belirtilmiştir.
Linak-halka yerine halka-halka opsiyonu kullanılarak
ve demet akımının (daha makul ve dünyadaki örneklerle
kıyaslanabilir mertebelere indirilerek) aynı ışınlık
değerine
ulaşılabilir.
Dünyadaki
çarpıştırıcılar
incelenerek Halka-Halka tipli çarpıştırıcılar için bir
optimizasyon yapılmıştır
Halka-Halka tipi çarpıştırıcıda pozitronlar için YEH
(Yüksek Enerjili Halka) ve elektronlar için DEH
(Düşük Enerjili Halka) tanımlanmış ve bu halkalar için
Tablo „daki hızlandırıcı parametreleri belirlenmiştir.
YEH için önerilen pozitron halkası daha önce linakhalkada önerilen halka ile demet optiği açısından aynı
özellikleri taşımaktadır.
Bununla beraber, proje üyelerimiz Dr. Zafer Nergiz
tarafından, DEH Halkası için YEH ile aynı tünele
yerleştirilmiş ve aynı uzunluğa sahip bir yeni halka
önerilmektedir.
Burada enerji asimetrisi için DEH halkasının enerjisinin
1 GeV olması gerekmektedir.
Önerilen halkanın optiği IP dışında YEH ile aynıdır.
Ancak enerjinin düşmesi emittansının 0.75 nm rad‟a
düşmesini sağlamaktadır. Dolayısıyla IP de YEH halkası
demetinin ebatlarının DEH halkası e-demeti ile
denkleştirilmesi için betatron fonksiyonlarının bir
miktar artması gerekmektedir. Dolayısıyla çarpışma
noktasında bx=1.1 m ve by=0.1 m olacak şekilde DEH
in çarpışma bölgesinin tasarımının yapılması
gerekmektedir.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Parametre
YEH (e+
DEH (e-
Halkası)
Halkası)
Enerji (GeV)
3.56
1
Çevre (m)
613
613
Akım (A)
1.44
1.44
6x1010
6x1010
300
300
Demet Ebatı (mm)
30/0.8
30/0.8
IP‟de bx*/by*(mm)
86/7
1160/100
IP‟de Emitx (nm rad)
10.4
0.75
Paketçik Boyu (mm)
7.1
1.37
Tur Başına Enerji Kaybı
0.49
0.003
Rf Frekansı (MHz)
500
500
Dolanım Frekansı (MHz)
0.5
0.5
Paketçikte Parçacık Sayısı
Paketçik Sayısı
(MeV)
Işınlık (cm-2 s-1)
1.7x1035
Halka-Halka opsiyonu için demet parametreleri
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Hızlandırıcı Sonuçlar:
•
Depolama halkası tasaramını 3 kat simetrili olarak dizayn emitans ve beta fonksiyonuna sahip olacak
şekilde tamamlanmıştır.
•
AMD ile yakalama verimi ASTRA yardımıyla %86 olarak elde edilmiştir.
•
AMD den sonraki pozitron sayısı 2.5 1010 olarak dizayn değerinden 8 kat düşük elde edilmiştir.
•
AMD sonrası bir L band linak pozitronları hızlandırıp ön hızlandırıcı halkaya enjeksiyonda
kullanılabilir. Ön hızlandırıcıda 8 paketçik birleştirilerek 2 1011 paketçik/pozitron elde edilebilir ve
Depolama halkasına 3.56 GeV enerjiye ulaşınca enjekte edilir. Depolama halkasında iken tur başına
enerji kaybı 0.49 MeV depolama halkasındaki RF kovuğu vasıtasıyla telafi edilir.
•
Depola halkasındaki 3.56 GeV enerjili pozitronlar ERL linaktan gelen 1 GeV enerjili elektron demeti
ile dedektör içinde çarpışma noktasında çarpıştırılır.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Hızlandırıcı Kaynaklar
•
•
•
•
•
•
•
•
[1] E. Recepoglu and S. Sultansoy, Turk. J. Phys. 35 (2011) , 257 – 263
[2] Andreas Streun, OPA version 3.39 PSI, March 14, (2012).
[3] H. Grote and F. Schmidt, ”The MAD-X Program, http://mad.web.cern.ch.
[4] M. Borland, Elegant: AFlexibleSDDS-CompliantCodeforAcceleratorSimulation,
Technical Report, Advanced Photon Source, 2000.
[5] K.L.F. Bane, A Simplified Model of Intrabeam Scattering, Proceedings of EPAC
Paris, 2002.
[6] C. S. Hwang, ”Planning of the insertion devices for the 3 GeV Taiwan Photon
Source”, Proceedings of PAC07, New Mexico, USA (2007), p. 1082.
[8] Ertan Arikan, Hüsnü Aksakal. Positron source investigation by using CLIC drive
beam for Linac-LHC based e+p collider. Nuclear Instruments and Methods in Physics
Research A 683 (2012) 63–70
[9]C.J. Gardner. Simulations of merging and squeezing bunches in booster and AGS.
BNL-98551-2012-IR
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Detektör (Algıç) Giriş (Uludağ Üniv.)
• THM-PF : “süper charm fabrikası” olarak elektronpozitron çarpıştırıcısı
•1 GeV elektron linak
•3.56 GeV pozitron halkası linak -halka tipi
çarpıştırıcı ve detektör “TAC-PF Algıcı”
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Nostalji: ep çarpıştırıcısı
önceki versiyon
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Detektör Dizayn
1 Tesla’lık süper iletken mıknatıs
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Algıç Kısımları – Katkılar
1- Si Takip Algıcı (SiT): I. Tapan, B. Pilicer
2- Uçuş zamanı algıcı (ToF): N. Guler
3- EM Kakorimetre (ECAL): A. Kilic, F. Kocak
4- Muon Algıç Sistemi(MUON): Gaziosmanpaşa Üniversitesi
SiT üzerindeki radyasyon hasarı: E. Yildirim
Tüm Algıç benzetişimi: B. Piliçer
Simülasyon sorumlusu: E. Piliçer
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Algıç Kısmımlar – Si iz takip
•Si iz sürücü : Günümüzde, silikon yüksek enerji deneylerinde iz takip
algıçlarında en çok kullanılan algıç malzemedir
•4 cm aralıklı 5 bireysel modülden oluşur.
•Herbir modül E2 paralel SSD den oluşur.
•C + Si + 2 cm aralık + C + Si
İkinci modül
ilk modül
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
ALGIÇ Dizayn-ToF
• SiT ve ECAL arasında, biri fıçı bölgesine diğeri uç kapak bölgesine olmak üzere TOF algıçı yerleştirilecektir.
• TOF ile yüklü parçacıkların uçuş zamanı ölçülecektir.ToF, yüklü parçacığın hızını ölçer ve onu takip ediciden gelen
momentum ile karşılaştırarak parçacık tanımlaması yapar
• TOF algıcının ayrıntılı tasarımı BES-III algıcının ToF tasarımına benzemektedir.
•Hafif ve Ağır parçacıklar aynı momentuma sahip sahip iseler onların iki sintilatör arası uçuş zamanı parçacıkları
birbirinden ayırt etmede kullanılabilir.
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Algıç Parçaları
– EMfor
Kalorimetre
Crystals
HEP Calorimeters
Crystal
NaI(Tl)
CsI(Tl)
NaI(Tl) CsI(Tl)
CsI(Na)
CsI(Na)
CsI
CsI
BaF2
BaF
2
CeF3
CeF
3
BGO
BGO
PWO(Y)
PWO
LSO(Ce)
LSO(Ce)
3)
3)
Density
(g/cm
Density
(g/cm
3.67
4.51
4.51
4.51
4.89
6.16
7.13
8.3
7.40
Melting
Point
(ºC)(oC)
Melting
point
651
621
621
621
1280
1460
1050
1123
2050
Radiation
Rad. Length
length(cm)
(cm)
2.59
1.86
1.86
1.86
2.03
1.70
1.12
0.89
1.14
Molière Radius
(cm)
Moliere
Radius
(cm)
4.13
3.57
3.57
3.57
3.10
2.41
2.23
2.00
2.07
Interaction Length (cm)
Etkileşme Uz. (cm)
42.9
39.3
39.3
39.3
30.7
23.2
22.8
20.7
20.9
a
Refractive
Indexindex
Refractive
1.85
1.79
1.95
1.95
1.50
1.62
2.15
2.20
1.82
Hygroscopicity
Yes
Slight
Slight
Slight
No
No
No
No
No
Luminescence b (nm)
410
550
420
420
310
300
220
340
300
480
425
420
402
Decay Time b (ns)
245
1220
690
30
6
650
0.9
30
300
30
10
40
Light Yield b,c (%)
100
165
88
3.6
1.1
36
4.1
7.3
21
0.3
0.1
85
d(LY)/dT b (%/ ºC)
-0.2
0.4
0.4
-1.4
-1.9
0.1
0
-0.9
-2.5
-0.2
-
KTeV
KTeV
Humidity
Peak (at
emission
(nm)
peak)
Decay time (ns)
Light Yield (%)
dLY/dTb (%/oC)
Experiment
Experiment
Crystal
Crystal
Ball
BaII
BaBar
BaBar
BELLE
BELLE
BES III
BES IIII
L*
(L*)
(GEM)
GEM
TAPS
TAPS
-
L3
L3
BELLE
BELLE
CMS
CMS
ALICE
ALICE
PANDA
PANDA
Mu2e
Mu2e
(SuperB)
SuperB
CMS?(?)
CMS
a. at peak of emission; b. up/low row: slow/fast component; c. QE of readout device taken out.
January 10, 2013
2013)Meeting by Ren-Yuan Zhu, Caltech
Talk Presented at the Joint CPAD and Instrumentation Frontier(Zhu
Community
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
6
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
CsI
PWO
Algıç kısımları – EM Kalorimetre
LSO
CsI(Na)
LYSO
CsI(Tl)
BGO
CeF3
NaI(Tl)
BaF2
LSO/LYSO
PWO
LSO
LYSO
BGO
CeF3
BaF2
BaBar CsI(Tl)
•ECAL, ToF sayaçlarının dışına ve selonoid bobinin
içerisine yerleştirilmiş olan ışıldama kristallerinden
meydana gelir .
•ECAL‟ın tasarımı için PbWO4 ve CsI(Tl) kristaller
düşünülmüştür. Gelen parçacıklar tarafından kristal
malzeme içerisinde üretilen fotonlar, kristalin son uçlarına
yerleştirilen çığ foto-diyotlar (avalanche photodiodes,
APD) veya PIN foto-diyotlar aracılığıyla detekte edilirler.
BaBar CsI(Tl)
L3 BGO
CMS
PWO
L3
BGO
16Xo
25Xo
Long LSO & LYSO Crystal Samples
January 10, 2013
January 10, 2013
Talk Presented
thexJoint
CPAD
and
Frontier
2.5 x at
2.5
20 cm
(18
X0Instrumentation
)
CMS PWO
LSO
Talk Presented at theCTI
Joint
CPAD and Instrumentation Frontier
CPI LYSO
Saint-Gobain LYSO
SIPAT-LYSO
January 10, 2013
Talk Presented at the Joint CPAD and Instrumentation Frontier Community Meeting by Ren-Yuan Zhu, Caltech
SuperB →2.5x2.5x20 cm3
•Yüksek durdurma gücü ( ρ = 7.4 g/cm3, X0 = 1.14 cm and RMoliere = 2.07 cm), yüksek ışık ürünü (BGO
kristalininkinin yaklaşık 4 katı), hızlı bozunma zamanı (τ=∼40 ns) gibi üstün özellikleri nedeniyle, SuperB
endcup calorimeter, KLOE and MU2e gibi yüksek enerji fiziği deneylerinde kullanılması düşünülen
lutetium oxyorthosilicate (Lu2SiO5, LSO) and lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu2(1-x)Y2xSiO5, LYSO)
kristalleri, THM-PF ECAL için de incelenmiştir
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
ALGIÇ – EM Kalorimetre
•Foton enerjisi 2 GeV‟ e kadar çığ kaynağı olarak BOSS
6.6.2 simülasyonunda seçilmiştir.
•LSO/LYSO kristal ebatı 25x25x280 mm GEANT4 çığ
profil sonuçları.
Boyuna çığ profili (5x5 LSO/LYSO kristal matrisi)
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Algıç kısımları – EM Kalorimetre
s E  a

b
E
E
• “a” terimi -> çığ dalgalanması ( 5x5 kristal matrisi ve
fotoelektron istatistiği).
a  alateral  a pe
2
2
A schotastic terimi %0.69 ve %0.62 b sabit terimi %0.5 ve
%0.47 LYSO ve LSO kristalleri için elde edilmiştir.
LYSO
s ( E)
E
LSO
s ( E)
E
=
0.69%
Å 0.50%
E
=
0.62%
Å 0.47%
E
LSO ve LYSO kristalleri için foton enerjisinin bir fonksiyonu olarak enerji çözünürlükleri
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
ALGIÇ – Muon Algıç Sistemi
•Muon sistemi (MUON), BES-III algıçındaki gibi, selonoid mıknatısın manyetik akı
dönüş bağlantısının çelik düzlemleri aralarına yerleştirilmiş direnç düzlem sayaçlarından
oluşur. Muon sisteminin amacı, muonları, yüklü pionlardan, diğer hadronlardan ve akı
dönüş bağlantısında bunların ikincillerinin arka alanlarından ayırd etmektir
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Tam Algıç Benzetişimi – Olay üretimi
BOSS 6.6.2 den elde edilen parçacık dağılımı
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Tam Algıç Benzetişimi
Birincil parçacıkların tasarlanan THM-PF algıcı içerisinde enerji depozisyonları
•FLUKA simülasyonu yapılarak, çarpışma sonucu oluşan tüm parçacıkların algıç hacmi
içerisinde akı değişimleri elde edilmiştir.
•Parçacıkların tamamına yakın bir kısmı algıç hacmi içerisinde soğurulmaktadır
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Tam Algıç Benzetişimi
Tasarlanmış THM-PF algıcı içerisinde parçacıkların akı dağılımı
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
Algıç-Kaynaklar
• İ. Tapan and B. Piliçer , “Silicon tracker simulation for the Turkish Accelerator Center
particle factory”, Nucl. Instrum. Meth. A (2014) DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.100
• M. Ablikim et al., “Design and construction of the BESIII detector”, Nuc. Inst. and Meth.
A 614 Issue 3 (2010) 345-399
• S. Mersi, D. Abbaneo, N. De Maio, G. Hall, "Software package for the characterization
of tracker layouts", The Compact Muon Solenoid Experiment Conference Report, CMS
CR-2011/261, 24 October 2011
• F. Ragusa and L. Rolandi, "Tracking at LHC", New Journal of Physics 9, 2007, 336
• Ren-Yuan Zhu, “Quality of Long LSO/LYSO Crystals”, Journal of Physics: Conference
Series 404 (2012) 012026
• J. Chen et al., “Gamma-Ray Induced Radiation Damage in Large Size LSO and LYSO
Crystal Samples”, IEEE Transaction on Nuclear Science, Vol. 54, No. 4, No. 4, August
2007
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi
•Tesekkürler
THM-YUUP Çalıştayı | 19-20 Mart | 2015 | HTE, Ankara Üniversitesi
……….
Hüsnü AKSAKAL| Niğde Üniversitesi

Benzer belgeler

slides - Indico

slides - Indico ERL dizaynı henüz yapılmamıştır. Bu hızlandırıcıdan elde edilecek elektron demetinin parametreleri belirlenmiştir. Amerika da JLAB ‘da çalışır durumda bir ERL linak mevcuttur. Pozitron üretimi: Gel...

Detaylı

slides - Indico

slides - Indico depolama halkasında biriktirilir. ERL teknolojisi yardımı ile ulaşılabilecek Işınlık 1035 cm-2 s-1

Detaylı