Vortrag_CDF - HERA-B
Werbung
Collider Detector at Fermilab CDF Übersicht Tevatron CDF Experimente Der CDF – Detektor Das Trigger – System Übersicht Tevatron CDF Experimente Der CDF – Detektor Das Trigger – System Tevatron Tevatron - H -Erzeuger und Vorbeschleuniger Im Cockroft-Walton-Beschleuniger werden Elektronen an Wasserstoffatome gebunden und die negativ geladenen Wasserstoffionen mittels Hochspannung auf 750 keV (0,04c) beschleunigt. Tevatron LINAC (Linearbeschleuniger) Der LINAC beschleunigt die Wasserstoffionen weite auf 400 MeV (ca. 0,7 c) bevor sie in den Booster injiziert werden. Tevatron Booster Der Booster ist ein Synchrotron mit einem Durchmesser von 150 m. Hier werden die Wasserstoffionen auf 8 GeV beschleunigt. Tevatron Main Injektor Der Main Injektor hat vier Aufgaben: p von 8GeV auf 150GeV beschleunigen. Extraktion eines Anteils der 120GeV p, welche auf ein Nickeltarget zur Erzeugung von Anti-p gelenkt werden. Beschleunigen der 8GeV Antiprotonen (vom Accumulator) auf 150GeV. Injizieren von p und Anti-p in den Tevatronhauptring. Tevatron Accumulator und Debuncher Der Debuncher homogenisiert die Antiprotonen, welche vom Target kommen auf 8GeV. Der Accumulator speichert die Antiprotonen bei 8GeV. Tevatron TevatronHauptbeschleuniger Hier werden die Protonen und Antiprotonen je auf knapp 1000GeV beschleungt und an den zwei Wechselwirkungspunkten (Bei den Detektoren CDF und D0) zur Kollision gebracht. Schwerpunktsenergie bei 2TeV. Tevatron Run 1B Energy/beam Peak Luminosity Number of bunches Bunch spacing Run period Integral Luminosity Run IIa (5/04) 900GeV 1000GeV 1,6x1031cm-2s-1 6,5x1031cm-2s-1 6 36 3500nsec 396nsec 1992 – 1996 2001 – ? 118pb-1 0,5fb-1 Übersicht Tevatron CDF Experimente Der CDF – Detektor Das Trigger – System CDF Experimente Run I ( 1992-1995): Entdeckung des top-Quark. Präzisionsmessung der W-bosonenmasse. Suchen nach Substrukturen in Quarks. Untersuchung des zeitabhängigen Mischens im B System. Prezisionsmessung der B Lebensdauer. Messungen der Strukturfunktion der Quarks und Gluonen im Proton. Run II (seit 2001) Messung der Bs Bsbar Oszillationsfrequenz. Messung der B0 B0bar Oszillationsfrequenz. Suche nach CP-Verletzung in B0 -> π+ π- Zerfällen. CDF Experimente Bs Oszillation 13.04.2006 Erstmals Teilchen-Antiteilchen-Oszillationen von Bs-Mesonen direkt nachgewiesen. Dient Untersuchung der CP-Verletzung. CDF Experimente CDF Experimente Lebensdauermessung 1. Bestimmen des primären Vertex 2. Rekonstruieren des sekundären B 0s Vertex Messung der Zerfallslänge L+Impuls Bestimmung der Lebensdauer: L c mB ( ) pB + K+ K- D +s - Zerfallslänge Für beide Untersuchungen ist es nötig, einen Sekundärvertex auflösen zu können. Dies stellt besondere Anforderungen an die Auflösung des Spursystems. CDF Übersicht Tevatron CDF Experimente Der CDF – Detektor Das Trigger – System Der CDF – Detektor Vielseitiger Detektor Hochauflösendes Spursystem 5000 Tonnen 10 m 16 m Der CDF – Detektor Hard. Kalorimeter Muon-Scintillator Counter EM Kalorimeter Stahlschild Magnet Muon-Driftkammer Driftkammer Si-Vertexdetektor Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Spursystem 10 m 16 m Der CDF – Detektor Spursystem 1.Vertexdetektor (Siliziumstreifen) (Auflösung ~10µm) 2.Driftkammer (Gas) (Auflösung ~175µm) Sekundärvertex Primärvertex Der CDF – Detektor Vertexdetektor Vertexdetektor Supportstruktur Lage 0 Lagen 6-7 Lagen 1- 5 Der CDF – Detektor Vertexdetektor Lage 0 Supportstruktur Lagen 1- 5 Lage 0 Lagen 6-7 Lagen 1- 5 Lagen 6-7 1.9 m Der CDF – Detektor Supportstruktur Vertexdetektor Lage 0 Lagen 6-7 Lagen 1- 5 Lage 0 (Layer 00) Lagen 1-5 (SVXII) Lagen 6-7 (ISL) total Lagen 1 5 2 8 Länge 0,9m 0,9m 1,9m Kanäle 13824 405504 303104 722432 Innenradius 1,35cm 2,5cm 20cm 1,35cm Außenradius 1,65cm 10,6cm 28cm 28cm Der CDF – Detektor Vertexdetektor Streifensensor Auflösung bis 10µm SVX II Der CDF – Detektor Driftkammer (COT) Driftkammer 12 Signaldrähte 13 Potentialdrähte Anzahl Signaldrähte Lagen davon Stereolagen (2°) Signaldrahtebenen Ortsauflösung Füllgas 30240 8 4 8•12=96 175 µm Ar-Et-CF4 Ø 280 cm Der CDF – Detektor Impulsmessung : Magnet • Supraleitend • 1.4 Tesla Spursystem Der CDF – Detektor Spursystem Rekonstruierte Spuren Driftkammer Vertexdetektor Auflösung ~10µm Auflösung ~175µm Der CDF – Detektor Spursystem Rekonstruierte Spuren Driftkammer Vertexdetektor Auflösung ~10µm Sekundärvertex Primärtvertex Auflösung ~175µm Der CDF – Detektor Einbau Driftkammer Spursystem Einbau Vertexdetektor Übersicht Tevatron CDF Experimente Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System Da Protoncollider sehr hoher Untergrund Aufteilung des Triggers in 3 Stufen Reduktion der Daten von 7,6 Millionen Ereignissen auf ca. 50. Das Trigger – System Level 1 Trigger Erhält Daten aus den Kalorimetern. Bestimmt verschiedene Teilchenarten und zählt sie. Wenn interessantes Ereignis, dann Stopp und Weitergabe an L2 Trigger. 7,6 MHz → ca. 50 kHz Das Trigger – System L2 und L3 Trigger Im L2 Trigger erste Spurrekonstruktion. Wenn interessant, vollständiges Auslesen der Detektordaten und Weiterleitung an L3 Linux – Cluster mit 256 Prozessoren. Vollständige Rekonstruktion des Ereignisses. 50 kHz → 300 Hz Level1 Trigger Verschiedene Filteralgorithmen Datenreduktion auf unter 50 Ereig./sec.
