Transcript 50m

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



KPinon-bias= Kin×Piout : 2.4 k/spill


Kin = 200 k/spill
Piin = 70 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
Reduction of forward
angle is vetoed.

Forward veto
Hyperon production
number (L and S)
K- decay number
M. Ukai et al.,
Phys. Rev. C77(2008)054315
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
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
S0 : ~0.8 mb
L : ~4 mb
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
⇒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
Time [ns]
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
250 (50m)
270
272
BC1
2
-36
MWPC
20
100 (20m)
120
122
BC2
3
-35
MWPC
20
100 (20m)
120
123
BC3
37
-1
DC + Amp
40
100 (20m)
140
177
BC4
37
-1
DC + Amp
40
100 (20m)
140
177
BH2
38
0
Scint. + PMT
20
250 (50m)
270
308
BAC1&2
39
1
Chere. + PMT
11
250 (50m)
261
300
Target
39
1.3
Some material
N/A
N/A
N/A
N/A
SAC1&2
40
2
Chere. + PMT
11
250 (50m)
261
301
SDC1
41
3
DC + Amp
60
100 (20m)
160
201
SP0
41
3.2
Scint. + PMT
43
250 (50m)
293
334
SDC2
42
3.8
DC + Amp
60
100 (20m)
160
202
SDC3
53
14.5
DC + Amp
210
225 (45m)
435
448
SDC4
55
17.1
DC + Amp
210
225 (45m)
435
490
TOF
56
17.5
Scint. + PMT
31
200 (40m)
231
287
SMF
60
21.4
Scint. + PMT
31
200 (40m)
231
291
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
1
19
20
BC1
MWPC
ASD
10
10
20
BC2
MWPC
ASD
10
10
20
BC3
DC + Amp
ASD
30
10
40
BC4
DC + Amp
ASD
30
10
40
BH2
Scint. + PMT
H6524
1
19
20
BAC1&2
Chere. + PMT
Fine mesh
1
10
11
Target
Some material
N/A
N/A
N/A
N/A
SAC1&2
Chere. + PMT
Fine mesh
1
10
11
SDC1
DC + Amp
ASD
50
10
60
SP0
Scint. + PMT
R980
3
40
43
SDC2
DC + Amp
PreAmp
50
10
60
SDC3
DC + Amp
PreAmp
200
10
210
SDC4
DC + Amp
PreAmp
200
10
210
TOF
Scint. + PMT
H1949
3
28
31
SMF
Scint. + PMT
H1949
3
28
31
SksMinus timing chart
Detector Name
SksMinus timing
eGC
BH1
BC1
BC2
BC3
BC4
BH2
BAC1&2
Target
SAC1&2
SDC1
SP0
SDC2
SDC3
SDC4
TOF
SMF
Timing
Output Time
TofTime
0
100
200
300
Time [ns]
400
500
600
ケーブルの組み合わせ
検出器
BH1, eGC
必要ケーブ
ル長
48m
種類
本数
長さ
組み合わせ
BNC 30本(Timing) 50m “SKS-BH-Txxx” 20本 + 新規 10本
30本(ADC)
BH2, BAC
(“新規”ケーブルはrequest for support に申請中）
49m(50m) BNC
100m “SKS-BH-Axxx”20本 +“100M No xx” 10本
30本(Timing) 50m
30本(ADC)
新規 30本
100m “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 “50M-xx” 10本
（計15本まで敷設可）
TOF
34m
BNC 80本(Timing) 40m “SKS-TF-Txxx” 40本 +“SKS-TG-Txxx”20本 +“40M-B0xx” 20本
80本(ADC)
AC
35m
33m
〃
(MTMTrigger)
計測室内Delay
90m “SKS-AC-Axxx”50本
BNC 70本(Timing) 40m “SKS-LC-Txxx” 40本+“40M-B0xx” 30本
70本(ADC)
SDC34 ,BD
“SKS-TF-Axxx”40本 +“SKS-TG-Axxx”20本 +“90M xxx” 20本
BNC 50本(Timing) 35m “SKS-AC-Txxx”40本 + (no label) 10本
50本(ADC)
LC
90m
25m
Flat
120本
36m
SHV
15本
40m
LAN
5本
BNC
100本
90m “SKS-LC-Axxx”40本+“90M xxx” 20本 + 新規 10本
45m “SKS-45-xxxxxx” 120本
40m “BDC40M-xx ”15本
50m
（計20本まで敷設可）
新規 5本
40m “SKS xxx”100本
（計 160本まで敷設可）
SksMinus timing chart (ADC or TDC time)
SksMinus timing
eGC
Detector Name
BH1
BC1
BC2
BC3
BC4
BH2
TDC timing
ADC timing
Timing
Output Time
TofTime
BAC1&2
Target
SAC1&2
SDC1
SP0
SDC2
SDC3
SDC4
TOF
SMF
0
100
200
300
400
500
Time [ns]
600
700
800
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
BH2
Discri
1ns
Mean
Timer
1ns
FI/FO
2ns
Delay
100 ns
2ns
V-Delay
28 ns
4ns
4 fold
logic unit
Beam trigger
Scat.
trigger
(STOF,S
AC..)
2ns
FI/FO
spill off
event busy
run stop
VME busy
MP busy
4 fold
logic unit
32 ch
FI/FO
ADC gate
TDC common
start/stop
SksMinus timing chart (ADC or TDC time)
SksMinus timing Trigger
eGC
A : +50 ns
T : -30 ns
Detector Name
BH1
BC1
BC2
T : -370 ns
BC3
BC4
BH2
T : -320 ns
A : +50 ns
T : ~0 ns
BAC1&2
Target
SAC1&2
SDC1
SP0
T : -300 ns
SDC2
SDC3
TDC timing
ADC timing
Timing
Output Time
TofTime
A : +80 ns
T : + 30 ns
T : -300 ns
T : +190 ns
SDC4
TOF
SMF
A : +40 ns
T : -20 ns
0
100
200
300
400
500
Time [ns]
600
700
800
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)
SksMinus timing
A : +50 ns
T : -30 ns
eGC
BH1
BC1
BC2
T : -370 ns
BC3
BC4
BH2
BAC1&2
Detector Name
Trigger
T : -320 ns
A : +50 ns
T : ~0 ns
Target
SAC1&2
SDC1
SP0
SDC2
TDC timing
ADC timing
Timing
Output Time
TofTime
T : -300 ns
A : +80 ns
T : + 30 ns
T : -300 ns
SDC3
SDC4
TOF
SMF
Ge ADC
Ge TDC
PWO
T : +190 ns
A : +40 ns
T : -20 ns
A : +200 ns
T : -200 ns
T : -370 ns
0
100
200
300
400
500
Time [ns]
600
700
800
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
⇒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