Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор. 10
1.1 Идентификация частиц в современных экспериментах . 10
1.2 Идентификаторы на основе детектирования рентгеновского переходного излучения (РПИ) 18
1.3 Трековые детекторы на основе проволочных камер 25
2 Разработка комбинированного детектора для идентификации электронов и восртанорлвния треков частиц 35
2.1 Основные мотивы 35
2.2 Моделирование координатных измерений с использованием времени дрейфа 39
3 Описание экспериментальной установки для тестирования прототипа детектора на ускорителе 49
3.1 TRD/T прототип 49
3.2 Другие детекторы 53
3.3 Система сбора данных TRD/T 55
3.4 Мониторирование и калибровка TRD/T прототипа . 56
3.5 Отбор событий 58
4 Проверка работы детектора как трекера 64
4.1 Общая юстировка установки 64
4.2 Реконструкция трека 67
4.2.1 Восстановление трека по сработавшим трубкам . 67
4.2.2 Восстановление треков с использованием информации о времени дрейфа 71
4.2.3 Юстировка анодных проволочек и каналов измерения времени дрейфа 76
4.2.4 Восстановление трека в магнитном поле 85
5 Проверка работы детектора как идентификатора частиц 91
5.1 Идентификация электронов и режекция адронов 91
5.2 Режекция пионов в магнитном поле 94
5.3 TRD/T в условиях большой множественности 97
5.4 Режекция пионов с использованием двух порогов 98
Заключение 101
Приложение 104
Из теории переходного излучения. 105
Литература 115
Список иллюстраций 124
Список таблиц 127
- Идентификаторы на основе детектирования рентгеновского переходного излучения (РПИ)
- Моделирование координатных измерений с использованием времени дрейфа
- Восстановление треков с использованием информации о времени дрейфа
- Режекция пионов с использованием двух порогов
Введение к работе
Увеличение энергии ускорителей за последние 10-15 лет позволило изучать процессы, где в конечном состоянии образуется очень большое количество частиц (кварковые, глюонные струи, каскадные распады частиц, содержащих тяжелые кварки и др.). Необходимость детального изучения этих явлений и в особенности поиск редких процессов, идущих с малыми сечениями, требуют развития новой экспериментальной техники в области энергий вторичных частиц ~ 100 ГэВ. Здесь наряду с проблемами измерения пространственных характеристик частииц (координаты, углы и др.) и измерения энергии частиц необходимо совершенствование методов идентификации частиц в новой области энергий.
Существующие методы идентификации ( измерение времени пролета, черенковские счетчики, логарифмический рост ионизационных потерь) трудно или даже невозможно применять в области лоренц-факторов частиц 103 - 105.
Настоящая диссертация посвящена изучению возможности применения идентификатора электронов на основе детектора переходного излучения для измерения пространственных координат частиц, экспериментальной проверке и внедрению в эксперимент.
Работа проводилась применительно к эксперименту ATLAS на ускорителе LHC. В этом эксперименте для идентификации электронов совместно с электромагнитным калориметром будет использоваться детектор переходного излучения, в котором для регистрации квантов переходного излучения используются цилиндрические пропорциональные камеры, заполненные газовой смесью на основе ксенона.
Работа выполнена на экспериментальном материале, полученном на прототипе такого детектора, содержащем 864 цилиндрических пропорциональных дрейфовых камер. Детектор был детально изучен на пучке ускорителя SPS (CERN) для исследования как его свойств по идентификации электронов, восстановлению пространственных координат и импульсов заряженных частиц, так и различных способов его юстировки.
Актуальность темы диссертации
В настоящее время в Европейском центре ядерных исследований (CERN) с участием физиков многих стран мира ведется подготовка экспериментов для ускорителя нового поколения - LHC ( Large Hadron Collider - большой адронный коллайдер) с расчетной светимостью 1034см-2с-1.
Наиболее широко известны два круга задач физических исследований, предложенных для LHC : проверка Стандартной Модели и поиск "новой" физики. Большая светимость является фактором необходимым для решения обеих задач.
Обнаружение Хиггс-бозона стоит на первом месте в списке задач экспериментов по проверке Стандартной модели. Для получения определенного результата исследуемый диапазон масс должен достигать 1 ТэВ. Сечение образования Хиггс-бозона с массой 500 ГэВ составляет 10~36см2.
Наиболее выгодным для наблюдения Хиггс-бозона с точки зрения фоновых условий являются характерные распады Н —> ZZ —> l+l~l+l~, # -> ZQZ ->- І+Гі/v, # -» 77-
Таким образом, чрезвычайно важным представляется разработка детектора, способного с высокой эффективностью выделять лептоны на фоне большого количества адронов, находить их траектории и восстанавливать импульс.
Цели и задачи исследования
Цель диссертационной работы состояла в детальном изучении возможности использования идентификатора электронов на основе Детектора Переходного Излучения (ДПИ) для восстановления треков частиц. Проводилось моделирование параметров методом Монте Карло, а также экспериментальная проверка работы детектора. При создании детектора, актуальными представляются следующие вопросы : точность восстановления трека. импульсное разрешение. калибровка и юстировка детектора с большим числом каналов. эффективность регистрации электронов и подавление адронного фона.
Научная новизна и значимость работы - Разработаны методы Монте Карло моделирования координатных изме- рений с использованием информации о времени дрейфа электронов ионизации. - Разработаны методы калибровки и юстировки детектора, содержащего большое количество каналов, в магнитном поле и без него. - Построен прототип детектора, об'единяюший в себе функции иденти- фикации электронов на основе детектирования переходного излучения, и измерения пространственных координат частиц, который был испытан на ускорителе SPS (CERN). - Получены экспериментальные данные по нахождению трека и восста- новлению импульса частиц, которые согласуются с расчетами методом Монте Карло.
Автор защищает: 6
Экспериментальные данные по точности восстановления координат и импульса частицы, полученные с помощью прототипа TRD/T.
Экспериментальные данные по калибровке и юстировке TRD/T.
Монте Карло методы тестирования алгоритмов калибровки и юстировки детектора с большим числом каналов.
Монте Карло методы моделирования сигнала с цилиндрических пропорциональных камер и отклика электроники, для координатных измерений с использованием времени дрейфа электронов ионизации.
Практическая полезность
Результаты исследования использованы при проектировании полномасштабных детекторов TRD/T для эксперимента ATLAS на ускорителе LHC в CERNe и эксперимента HERA-B на ускорителе HERA в DESY.
Предложена методика компьютерного моделирования измерения координат с использованием времени дрейфа электронов ионизации в цилиндрических пропорциональных камерах.
Разработано програмное обеспечение для восстановления трека с использованием информации о времени дрейфа электронов и энергетическом выделении в пропорциональной камере.
Разработан алгоритм для юстировки детектора с большим числом каналов на одиночных или изолированных частицах в магнитном поле и без него.
Апробация и публикации
Материалы, изложенные в диссертационной работе, докладывались на конференции по трековым детекторам в Вене в 1995 году. Опубликованы в журнале "Nuclear Instrument and Methods" [116] [117], в виде препринтов CERN [113] [114] [115], ATLAS Letter of Intent[34] и ATLAS proposal [63].
Идентификаторы на основе детектирования рентгеновского переходного излучения (РПИ)
Методика детектирования переходного излучения развивалась в течение двух последних десятилетий. Краткое описание теории переходного излучения приведено в приложении А. Здесь мы остановимся на способах детектирования квантов рентгеновского переходного излучения.
В основе работы РПИ-детектора лежит измерение полной энергии или числа квантов переходного излучения. Для частиц с известной энергией это позволяет определить массы излучающих частиц. Поскольку в релятивистском случае кванты переходного излучения испускаются под малыми углами относительно направления движения частицы, то обычно бывает невозможна раздельная регистрация квантов РПИ и ионизационных потерь (dE/dX). В настоящее время существуют различные способы идентификации частиц при совместной регистрации РПИ и dE/dX, из которых наибольшее применение нашли два : метод полного энерговыделения и метод счета кластеров. Сущность метода полного энерговыделения, предложенного в [18] [75], заключается в следующем. Ионизационные потери вместе с квантами РПИ регистрируется в детекторе, расположенном непосредственно за радиатором переходного излучения. Выделенная в детекторе энергия состоит из ионизационных потерь Wion и Wtr - поглощенной энергии РПИ. При ультра-релятивистских энергиях частицы Wtr зависит от 7, a Wion выходит на плато Ферми, т.е. ионизационные потери перестают зависеть от энергии частицы. Чем больше отношение WtrjW{on и сильнее его зависимость от 7? тем выше разрешающая способность прибора, т.е способность раличать частицы с разным гамма фактором.
В качестве детектора излучения обычно используются пропорциональные камеры, наполненные тяжелым газом Хе или Кг. Это позволяет эффективно регистрировать переходное излучение на фоне ионизационных потерь, т.к. Wion с увеличением Z растут медленнее, чем эффективность поглощения фотонов РПИ.
Однако необходимо иметь ввиду, что Wion и Wtr подвержены флук-туациям. Флуктуации W{on определяются распределением Ландау [15], а в случае толщины газа 1 см - более широким распределением [17], и зависят только от толщины и плотности газа детектора. Флуктуации Wtr зависят не только от параметров детектора, но и от радиатора и величины лоренц-фактора[16]. С ростом энергии частицы среднее значение энерговыделения растет за счет возрастания интенсивности РПИ, одновременно с этим увеличивается также абсолютная ширина распределения. Флуктуации энерговыделения приводят к перекрытию кривых распределений W =Wj0n-bW r, соответствующих частицам с различными 75 что и ограничивает разрешающую способность детектора.
Рассмотрим частицы двух типов, например, электроны и пионы. Введя определенный порог на энерговыделение Wthn будем считать, что энерговыделение Wtot Wthr соответствует электронам, a Wtot Wtnr - пионам. Эффективностью регистрации электронов называется отношениє числа событий с Wt0t{e) Wtfir к полному числу событий с электронами. В таком случае события с Wioi(7r) Wthr представляют пионы, неправильно идентифицированные как электроны. Отношение таких событий к полному числу событий с пионами называется коэффициентом режекции. Часто для оценки режекционной способности прибора приводят значение коэффициента режекции пионов при 90% эффективности регистрации электронов.
Для уменьшения флуктуации энерговыделения и улучшения разрешающей способности РПИ-детектора обычно используют ряд последовательно расположенных модулей, состоящих из радиаторов и пропорциональных камер[8]. Использование ряда последовательно расположенных модулей значительно уменьшает флуктуации энерговыделения (т.к. возрастает количество измерений).
Метод счета кластеров впервые применялся в работах [75, 85], в котором производилась регистрация РПЙ методом счета кластеров с использованием информации о продольном дрейфе электронов вторичной ионизации в газовом детекторе, расположенном вслед за радиатором РПИ и регистрирующем совместно кванты РПИ и ионизационные потери частицы. В этом методе регистрировалось РПИ путем дискриминирования ионизационного сигнала заряженной частицы, основываясь на том, что ионизация от фотоэлектронов с энергией несколько килоэлектронвольт, возникающих в газе при поглощении квантов РПИ, локализована в малом об єме. Например, пробег электронов с энергией 10 кэВ в ксеноне при нормальном давлении меньше 100/ш. Размеры возникающего при этом ионизационного кластера будут определяться диффузией электронов в газе, величина которой при нормальном давлении составляет 500/ш FWHM [22]. Для подобных ионизационных кластеров фоном являются уже не полные ионизационные потери, а только ( -электроны с энергией порядка нескольких килоэлектронвольт, число которых довольно мало, например Ns(E$ ЗкэВ)=0.1см-1 в ксеноне, и их суммарная энергия составляет менее 10% полных ионизационных потерь релятивистской частицы. Другим преимуществом метода счета кластеров является то, что распределение числа кластеров от РПИ есть распределение Пуассона, а не гораздо более широкое распределение Ландау в случае полных ионизационных потерь [21] или же распределение энергии РПИ [23]. С другой стороны, недостатком метода счета фотонов РПИ является более слабая зависимость числа фотонов РПИ от 7 в отличие от полной энергии РПИ. Однако имеются по крайней мере два важных практических случая, когда этот недостаток несущественен.
Моделирование координатных измерений с использованием времени дрейфа
ВПК в некотором смысле представляют собой усовершенствованную дрейфовую камеру. Основные различия следующие: 1. Пространство дрейфа расположено главным образом по одну сторону от чувствительных проволочек, что упрощает задачу разрешения лево-правой неоднозначности. 2. Во многих случаях используется магнитное поле, направленное параллельно электрическому, что приводит к дополнительному уменьшению диффузии облака дрейфующих электронов[44], а это в свою очередь допускает длину дрейфа порядка 1 м и более. 3. Обычно используется дополнительный с ем информации: параллельно плоскости анодных проволочек располагается плоскость, сегментированная на электроды квадратной формы. Лавина от электронов трека наводит заряды как на анодной проволочке, так и на этих электродах. Центр тяжести зарядов, распределенных по электродам, может быть восстановлен с точностью, сравнимой с тпчностью измерения длины дрейфа. Времяпроекционные камеры дают истинные точки в пространстве вдоль траектории частицы, так как здесь отсутствуют неоднозначности, связанные с об единением сигналов с двух проекций, об единение осуществляется естественным образом по времени прихода сигнала. Дрейфовые трубки и применение их в экспериментах
Описанные выше камеры, широко применяемые в различных экспериментах, имеют недостатки для применения в условиях эксперимента ATLAS на ускорителе LHC. Время между столкновениями на LHC 25 не, поэтому становится невозможно применение время-проекционных камер и дрейфовых камер с большой дистанцией дрейфа (время дрейфа в них может достигать нескольких микросекунд). Многопроволочные дрейфовые камеры с малым дрейфовым промежутком имеют сильно неоднородное электрическое поле, значит скорость дрейфа электронов, (по которому вычисляется расстояние) изменяется по сложному закону зависящему от места прохождения частицы, которое неизвестно.
В таких условиях более привлекательным выглядит применение дрейфовых камер на основе тонкостенных трубок - дрейфовых трубок . Конструктивно они представляют собой тонкостенную пластиковую трубку, изнутри покрытую тонким проводящим слоем (например, алюминия и/или углерода), выполняющим функцию катода. В центре трубки находится анодная проволочка. Преимуществами дрейфовых трубок по сравнению с многопроволочными камерами являются: 1. высокое быстродействие 2. электростатическое смещение проволочек минимально (аноды находятся в центре трубки ) 3. обрыв проволочки не влияет на работу других ячеек, что упрощает построение детекторов с большим числом каналов. 4. эффекты наводок с соседних трубок минимальны, т.к. заземленные катоды экранируют соседние проволочки 5. дрейфовые трубки недороги и просты в изготовлении Недостатком дрейфовых трубок является повышенное количество вещества в детекторе, что увеличивает многократное рассеяние и ухудшает импульсное разрешение. Такие детекторы широко используются в физике высоких энергий для высокоточного измерения пространственных координат заряженных частиц. На протяжении нескольких лет детекторы с использованием дрейфовых трубок применяются в ряде экспериментов: HRS, MAC, ТРС, MARKII в SLAC-PEP, MARKIII в SLAC-SPEAR, KEDR Новосибирск, AMY в KEKRISTAN, Е760 в FNAL и многих других. NA31 эксперимент в CERN Заряженные частицы от Л / —У 7Г+7Г_ распада, происходящего в вакууме, проходят через 1мм кевлара в гелиевый об єм, в котором установлены дрейфовые камеры. Камеры состояли из пропорциональных дрейфовых трубок диаметром 8 мм, толщиной стенки 24//м и полной длиной 2.4 метра. Анодная проволочка диаметром 30/хм центрировалась вдоль трубки с использованием специальных поддерживающих элементов. Камеры продувались газом Ar + Et (50% + 50%) при атмосферном давлении. При рабочем напряжении 2.0 — 2.3 кВ коэффициент газового усиления составлял 107 —108. Координатная точность камер достигала 100/ш. JETSET эксперимент на LEAR в котором исследовались редкие протон-антипротонные каналы аннигиляции, имеющие важное значение в адронной спектроскопии. В центральной части трекового детектора использовались 5000 тонкостенных, покрытых алюминием, трубок 1м X 8мм х 60/ш (длина х диаметр х толщина стенки) и 35/ІМ анодной проволочки. Для продувки камер использовался газ Аг + СО (50% + 50%). При рабочем напряжении 2.15кВ коэффициент газового усиления составлял 105.
Восстановление треков с использованием информации о времени дрейфа
Одной из наиболее сложных задач для будущих экспериментов на ускорителе LHC в CERNe, является реконструкция треков и идентификация частиц, до того как большинство из них будет поглощено в калориметре. Эту задачу необходимо решать в условиях высокой плотности частиц в детекторе, высокой частоте столкновений и больших доз радиации, накапливаемых детектором.
Поскольку одним из наиболее переспективных способов фиксации распадов новых тяжелых частиц является поиск их лептонных распадов, то идентификация лептонов становится особенно важной задачей. В отличиє от существующих адронных ко л лайд еров, где отношение изолированных электронов к струям около 10_3, в случае LHC это соотношение намного меньше - порядка 10 5. Предполагаемое подавление адронных струй с помощью калориметра, при условии высокой эффективности регистрации электронов, составляет около 103. Следовательно, внутренний детектор должен обеспечить дополнительное подавление порядка 103, снижая тем самым фон от струй до 10% от сигнала изолированных электронов. При этом он должен стабильно и долго работать в условиях высокой светимости ускорителя.
Учитывая вышеизложенное, а также ограниченность пространства для размещения детекторов (необходимо эффективно идентифицировать электроны на ограниченной длине, 0.5 м), было предложено во внутреннем детекторе использовать детектор рентгеновского переходного излучения для идентификации электронов. Детектор переходного излучения (ДПИ или TRD) позволяет получить дополнительное подавление адронов порядка 103.
Поскольку пространство внутреннего детектора ограночено, необходимо использовать прибор, об единяющий в себе функции идентификатора частиц и трекового детектора.
Для детектирования квантов РПИ в эксперименте ATLAS используются дрейфовые трубки([бЗ]). Это, в принципе, дает возможность совместить трековый детектор и идентификатор электронов, но при этом необходимо учитывать, что идентификатор и трековый детектор в данном случае выдвигают противоречивые требования.
Как было показано в предыдущей главе, типичный трековый детектор на основе дрейфовых трубок работает на аргоновой смеси при больших коэффициентах газового усиления (КГУ порядка 10т —108), что позволяет зарегистрировать время прихода первого электрона с трека частицы и получить пространственное разрешение порядка 50 — 100/ш.
В случае детектора ATLAS отличие состоит в том, что дрейфовые трубки продуваются ксеноновой смесью для эффективной регистрации РПИ. Кроме того для получения необходимой режекции важным параметром является энергетическое разрешение камеры при детектировании РПИ - порядка 30% при регистрации гамма квантов с энергией 6 кэВ. Для получения такого разрешения на ксеноновой смеси дрейфовые трубки должны работать при газовом усилении 2.5 х 104.
Такой относительно низкий КГУ не позволяет регистрировать приход первого электрона с трека, и для регистрации сигнала необходимо собрать порядка 10-ти электронов. Это обстоятельство требует анализа возможности получения необходимого пространственного разрешения трекового детектора на основе ксеноновой смеси. Кроме того необходима разработка новых методов обработки информации о времени дрейфа для высокоточных измерений координат частиц. Источники погрешностей при измерении времени дрейфа В дрейфовой камере координата измеряется по времени дрейфа, определяемому как время между прохождением частицы, породившей след из электронно-ионных пар, через камеру и приходом на сигнальную проволоку первого электрона. Точность, с которой можно измерить координату, зависит от многих факторов: Флуктуации распределений по энергиям и координатам электронов ионизации (включая далеко отстоящие от трека, обязанные своим происхождением энергичным (5-электронам). Этот вклад в дисперсию постоянен для данной газовой смеси, но может зависеть от угла между сигнальной проволокой и направлением магнитного поля. Диффузное размытие облака дрейфующих электронов также вносит вклад в дисперсию, который пропорционален длине дрейфа и является доминирующим в области больших дрейфовых длин. Различия в длинах пути дрейфа электронов первичной ионизации, связанные с неоднородностью дрейфового поля и началом лавины вблизи сигнальной проволоки. Нестабильности в детекторе и регистрирующей электронной аппаратуре. Часы время-цифрового преобразователя останавливаются при превышении сигналом порога, задаваемого дискриминатором. Из-за флуктуации формы и интегрального заряда в лавинах в проволочной камере относительный момент срабатывания дискриминатора различается для разных частиц, пересекших детектор в одном и том же месте. Величина разброса зависит от времени нарастания импульса, вариаций в амплитуде импульса, частоты появления и формы шумовых сигналов и в конечном итоге ограничивает пределы, в которых можно варьировать порог дискриминатора. Ошибка, связанная с дискретностью отсчетов время-цифрового преобразователя. Этот вклад в функцию разрешения может иметь прямоугольную, треугольную или трапецеидальную форму в зависимости от единиц отсчета для стартового импульса и сигнала остановки. Принципиально, что вследствие некоррелированности времени прохождения частицы и состояния часов этот вклад имее чисто стохастическую природу. Типичное значение дискретизации по времени составляет несколько наносекунд при типичной скорости дрейфа около 50/ш/нс.
Режекция пионов с использованием двух порогов
В тесте использовался прототип жидко-аргонового калориметра ACCORDION, построенный коллаборацией RD3, которая разрабатывает э/м калориметр для эксперимента ATLAS. Детальное его описание приведено в [38, 109]. Прототип сделан в виде модуля 40см в ширину, 50см в высоту (6x9 cells). Количество вещества составляло 12.5 радиационных длин. Для теста использовались два одинаковых модуля, установленных вдоль пучка, и количество вещества в сумме составляло 25 радиационных длин, что позволяет практически полностью поглощать электромагнитные ливни, образованные электронами ускорителя SPS. Пластины конвертора сделаны из 1.8 мм свинцовых пластин, покрытых слоем нержавеющей стали толщиной 0.1 мм. Промежуток между пластинами, заполненный жидким аргоном, имел толщину 1.9мм.
Электромагнитный калориметр был помещен внутри криостата. На рис.З.б приведено развитие э/м ливня от одиночного электрона с энергией 90 ГэВ, полученное моделированием методом Монте Карло с использованием программы GEANT. На рисунке показаны треки электронов с энергией больше 10 МэВ. Энергетическое разрешение калориметра, полученное при реконструкции энергии электронов в ячейке 3 х 3 см ( размер каждой ячейки -2.5x2.7 см2), определяется следующим выражением: [111, 112] где Е энергия частицы в ГэВ, и последний член определяется шумами электроники. Адронный калориметр. Адронный калориметр состоит из 2-х секций уран + жидкий аргон [125]. Каждая секция имела 20 урановых пластин 3.4мм толщиной и 20 считывающих пластин. Считывающие пластины делились на 4 группы. Двадцать пять считывающих полосок шириной по 2.5см были подсоединены к каждой пластине. Таким образом, получалась активная зона 60x60см, покрывающая электромагнитный калориметр. Адронный калориметр, так же как и электромагнитный, был помещен внутри криостата. Кремниевый детектор. Кремниевый детектор (Si) состоял из 189 элементов размером 1.2x5мм2, организованных в матрицу 7x27, между которыми находилась зона 20/ІМ, при попадании в которую частицы заряд разделялся между 2-мя соседними элементами. Полная толщина кремниевого детектора вместе с конструктивом составляет около 0.4% радиационной длины. Он использовался для реконструкции трека и для разделения событий с одной и несколькими частицами. Пучковые камеры (ВС1,ВС2,ВСЗ) представляли из себя многопроволочные пропорциональные камеры (MWPC) и имели пространственное разрешение 330/ш. Вместе с кремниевым детектором они использовались для реконструкции трека частицы. Три пучковые камеры были расположены на разных расстояниях вдоль пучка ( обозначенные на рис.3.5 ВСІ, ВС2 и ВСЗ).
Каждая анодная проволока была подсоединена к зарядо-чувствительному пред усилителю, сигнал с которого поступал на быстрый усилитель-формирователь. Сигнал от источника 55Fe с энергией фотонов 5.9 КэВ на выходе этого тракта имел полную ширину по основанию 25нс и время нарастания 7нс. Шумы электроники составляли 5800 электронов.
Далее выход формирователя ветвился на 2 части: один был соединен с интегрирующим аналого-цифровым преобразователем (ADC LeCroy 2282, С AM АС модуль, 48 каналов в модуле), а другой выход шел на дискриминаторы с програмно устанавливаемым порогом в пределах от 0.15 до 10 КэВ (САМАС модуль, сконструированный в CERNe, 24 канала на модуль).
Данные считывались в рабочую станцию CETIA/SD 6000, подсоединенную к VME крейту. Процессор, сконструированный для работы с задачами в реальном времени, управлялся операционной системой UNI/RT (операционная система реального времени). Ситема имела буфер в памяти и возможность записи на магнитную ленту.
Кроме того, верхняя часть камер (как показано на рис. 3.3) была оборудована стандартными LeCroy 2228 модулями для измерения времени дрейфа (TDC) с дискретностью по времени 1 не. 3.4 Мониторирование и калибровка TRD/T прототипа
Газовое усиление стабилизировалось на протяжении всего эксперимента путем изменения рабочего напряжения. Для этого использовался сигнал обратной связи от специально выделенной трубки, которая непрерывно облучалась источником bbFe. На рис. 3.7 показано изменение коэффициента газового усиления (КГУ) на протяжении 4-х дней. Из рисунка видно, что КГУ менялся не более чем на ±1%. Мониторирование концентрации ксенона проводилось с использованием сигналов с 2-х трубок, которые также облучались источником 55Fe. Эти трубки были расположены в специальном блоке так, что одна "затеняла" другую от источника. Таким образом получалась информация о вероятности поглощения фотонов переходного излучения в газе. Рис. 3.7 Ь) показывает, что концентрация ксенона в смеси держалась в пределах ±1%. Пьедестал ADC измерялся с использованием случайного триггера не синхронизованного с пучком. Абсолютная энергетическая калибровка всех каналов TRD/T была также сделана с использованием источника 55Fe, помещавшегося в специальные отверстия детектора в начале и в середине набора данных. Пример энергетического распределения импульсов 55Fe фотонов с энергией 5.9 КэВ в одной из трубок показан на рис. 3.7.
