( и цвет – это наши с Пашей правки твоего текста)

Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.
И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин, К.Р.Михайлов, П.А.Полозов, М.С.Прокудин, Д.Н. Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Аннотация
Описана, создаваемая в ИТЭФ, установка для изучения кумулятивных процессов в
hA и АА взаимодействиях с рождением фотонов и πо мезонов в центральной области
быстрот и при больших поперечных импульсах. Основными элементами установки
являются калориметры на основе свинцовых стёкол и система подавления заряженных
частиц. В установке реализован быстрый триггер на энергичную кумулятивную частицу,
основанный на регистрации черенковского излучения в свинцовых стеклах.
1
Введение
Созданная в 2005-2006 годах и развиваемая в настоящее время в ИТЭФ
экспериментальная установка FLINT (FLucton INTeractions) предназначена для решения
следующих задач:
1. Регистрация кумулятивных фотонов и πо с большими поперечными импульсами в
ядро-ядерных взаимодействиях при энергии несколько ГэВ на нуклон. Следуя
сложившейся
терминологии
(см.,
например,
[1],
[2])
мы
кумулятивными частицы, образующиеся в ядерных реакциях
будем
называть
в кинематической
области, запрещенной для свободного нуклон-нуклонного (NN) взаимодействия. Такие
частицы могут рождаться в процессах, в которых по крайней мере в одном из
сталкивающихся
ядер
во
взаимодействии
принимает
участие
локальная
многонуклонная флуктуация (флуктон [3]). Механизм образования кумулятивных
частиц сложен в интерпретации и сравнение данных о рождении адронов и фотонов
(для которых роль вторичных перерассеяний пренебрежимо мала) может существенно
прояснить ситуацию.
2. Поиск и измерение дважды кумулятивных процессов, то есть процессов флуктонфлуктонного взаимодействия. В таких процессах (экспериментально практически
неизученных) можно ожидать новых явлений и больших барионных плотностей.
Наиболее благоприятные фоновые условия для наблюдения дважды кумулятивных
процессов ожидаются в области быстрот y~усцм(NN) и больших поперечных импульсов
pt (для пионов и фотонов – pt  po , где po импульс, приходящийся на один нуклон
сталкивающихся ядер в их системе покоя).
3. Создание эффективного и быстрого триггера на глубоко кумулятивную частицу для
последующего изучения в корреляционных опытах свойств системы вторичных
частиц, сопровождающих рождение кумулятивного адрона или фотона с большим pt. В
силу локальности процесса (большие pt) и большого числа вовлечённых в процесс
2
барионов (глубоко кумулятивный процесс) в таких реакциях можно ожидать очень
больших барионных плотностей (по сравнению со средним АА взаимодействием).
Предельный характер кинематики кумулятивных процессов эффективно содействует
отбору конфигурации вторичных частиц системы отдачи с малыми относительными
импульсами
и,
следовательно,
увеличивает
время
жизни
образовавшейся
мультибарионной системы в состоянии с высокой плотностью.
Описанная в данной работе установка, состоящая из калориметрических модулей
на основе свинцового стекла, системы подавления заряженных частиц (VETO) и
светодиодной системы для мониторирования и предварительной калибровки калориметра,
призвана решить эти задачи поэтапно и с минимальными затратами.
1. Экспериментальная установка
1.1 Супермодули
Основным элементом установки является «супермодуль», который состоит из 64
калориметрических счётчиков, VETO-системы и светодиодной системы. Мобильность
супермодулей даёт возможность использовать установку для разных физических задач.
Супермодули можно поставить рядом (рис.1 вариант а), перекрыв больший диапазон
полярных углов. Если же разместить калориметры симметрично относительно пучка
(рис.1 вариант б), то можно использовать один из калориметров как триггер на
кумулятивную частицу (фотон или πо мезон), а второй для регистрации узкой адронной
струи, родившейся в противоположном
направлении.
В настоящее время изготовлено два супермодуля. Один супермодуль был детально
изучен на пучках вторичных частиц и использован в пилотном эксперименте на
ускорителе ИТЭФ в мае 2007 г.
3
1.2 Схема супермодуля
Супермодуль, схематично изображённый на рис. 2, состоит из калориметрических
модулей на основе свинцовых стёкол 100x100x380 мм3, расположенных матрицей 8Х8
(всего 64 модуля); VETO-системы для режекции заряженных частиц и светодиодной
системы для мониторирования калориметра. Калориметрические модули помещены в
экран из толстого (20 мм) магнитно-мягкого железа (ARMCO) для защиты ФЭУ от
магнитных полей. На передней тонкой стенке вмонтированы цанги для крепления
оптических разъемов системы светодиодного мониторирования. Цанги расположены
напротив центров калориметрических модулей. Светодиодная система состоит из блока
запуска светодиода, оптической коробки распределения света и пучка 100-микронных
волокон, собранных в 120 световодных каналов с оптическим разъёмом на конце. К
передней панели на кронштейнах крепится VETO-система, состоящая из пластиковых
сцинтилляционных счётчиков.
Сигнал от калориметрических модулей и VETO-системы поступает в систему
сбора данных в стандарте VME.
Размер супермодуля составляет примерно 1x1x1 м3, вес ~1.5Т. Супермодуль
снабжен четырьмя рымами для перемещения краном. Установка отличается высокой
мобильностью. Эта мобильность позволяет:

оптимизировать расположение и число используемых супермодулей для широкого
круга физических задач

проводить измерения в магнитном зале ускорителя на пучках релятивистских
ионов (~ 108 частиц за цикл) не подвергая свинцовые стекла облучению во время
протонных сеансов, когда интенсивность пучка составляет 1011 частиц.

проводить калибровочные измерения на различных вторичных пучках ИТЭФ.
4
1.3 Материал калориметра
Среди калориметров выделяют гомогенные и гетерогенные [4]. В гомогенных
калориметрах роль поглотителя и радиатора выполняется одним материалом. Наиболее
широкое распространение в настоящее время получили три материала:

свинцовое стекло; получается добавлением в обычное стекло окисла свинца;
регистрируется черенковское излучение;

вольфрамат свинца (PbWO4); сцинтиллятор;

германат висмута BGO (Bi4Ge3O12); сцинтиллятор;
В таблице приведена сравнительная характеристика этих материалов.
Таблица 1.
Материал
Плотность
Хо
σ(Е)/Е
(г/см3)
(см)
(%)
3.6
3.1
5.5
8.28
0.89
5.
примечания
F8
Pb стекло
хрупкий,
PbWO4
требует
термо-
стабилизации кристаллов
требует
BGO
7.13
1.13
термо-стабилизации
~1.
кристаллов
Являясь очень плотными материалами, вольфрамат свинца и BGO широко
используются в экспериментах с большими загрузками, так как позволяют сделать
калориметрическую систему с высокой гранулярностью (радиус Мольера ~1 см). В то же
время, эти материалы довольно дороги в изготовлении и эксплуатации. Их световыход
5
сильно зависит от изменений температуры, которую приходится стабилизировать до
десятой градуса [5].
Спектр фотонов в области больших pt ожидается быстро падающим (с характерным
параметром наклона ~mπ). Для надёжного измерения таких спектров необходимо иметь
электромагнитный калориметр с высоким энергетическим разрешением.
Поскольку в нашем эксперименте загрузки не велики, поперечный размер ливня (а
следовательно высокая плотность материала) не так важен. Поэтому выбор в пользу
свинцового стекла продиктован компромиссом между разрешением калориметра, его
размерами и ценой.
Преимуществами свинцового стекла являются:

дешевизна изготовления;

простота использования (можно работать без термостабилизации);

быстрый отклик [6] .
1.4 Калориметрический модуль на основе свинцового стекла.
Супермодуль представляет собой сборку из 64 (матрица 8х8) калориметрических
счётчиков, регистрирующих черенковское излучение. Конструкция отдельного счётчика
показана на рис.3.
Каждый счётчик состоит из блока свинцового стекла, оптически связанного с
фотоумножителем, и пассивного делителя. Размер стеклянного блока 100х100х380 мм3 .
Фотоумножитель помещается в цилиндрический магнитный экран из пермаллоя.
Полоски из пермаллоя (0.25 мм), установленные в месте стыковки стеклянного блока и
окна ФЭУ, служат для дополнительной магнитной защиты динодной системы
фотоумножителя.
Использовалось свинцовое стекло марки F8 [7]. Плотность стекла 3.6 г/см3,
радиационная длина ~ 3.1 см. Радиус Мольера составляет 3.6 см. Применяется
6
фотоумножитель ФЭУ-110 с диаметром рабочей площади 60 мм. Фотокатод –
полупрозрачный
сурьмяно-натриево-калиево-цезиевый,
с
областью
максимальной
чувствительности 420-520 нм. Число каскадов усиления – 12.
Блоки свинцового стекла заворачивались в алюминизированный майлар и чёрную
бумагу. На фронтальной поверхности блока оставлялось маленькое окно для пропускания
света от подводящего волокна светодиодной системы.
1.5 VETO-система.
Система предназначена для режекции заряженных частиц. Система включает в
себя 64 независимых детектора, расположенных напротив центров соответствующих
блоков свинцового стекла.
Отдельный детектор (рис.4) состоит из пластикового сцинтиллятора размером
104х104х5 мм3. В сцинтилляторе выфрезерована круглая канавка глубиной 2мм, в
которую помещено светосмещающее оптическое волокно KURARAY Y-11. C одной
стороны
волокна
обеспечивается
оптический
контакт
с
полупроводниковым
фотодиодом[8]. Фотодиод оснащён специальной платой усилителя.
Поперечные размеры детектора на 4 мм превышают размеры калориметрических
модулей. Это сделано для того, чтобы избежать зон с низкой эффективностью
регистрации заряженных частиц, попадающих в край блока.
Детекторы помещены по 8 штук в пластиковый держатель. Каждый держатель
имеет электронную плату, которая оснащена:
 схемой распределения питания на каждый детектор;
 схемой дискриминации сигналов с VETO-счётчиков и выработки логических сигналов;
 схемой регулировки порогов для дискриминаторов.
7
Далее логические сигналы VETO-системы поступают на схему электронной
задержки и записываются в модули VME-электроники одновременно с сигналами
калориметрических блоков.
1.6 Светодиодная система.
Разработана, построена и оттестирована светодиодная система для калибровки
калориметра. Система калибровки калориметра состоит из трёх основных частей (Рис.5):
блока генератора импульсов, светопроводящих кабелей и оптической коробки.
Блок генератора представляет собой отдельный прибор со стандартным сетевым
питанием. Генератор создаёт импульс тока, необходимый для поджига светодиода,
находящегося в оптической коробке. Предусмотрены два режима запуска светодиодной
системы: от внутреннего генератора и от источника внешнего сигнала.
Генератор позволяет менять частоту и амплитуду выходных импульсов. При
помощи лавинного транзистора генерируется сигнал амплитудой 30В и длительностью 15
нс для поджига светодиода. Блок также имеет вход запуска от любого внешнего
источника импульсов амплитуды более - 0.8 Вольт. Стабилизированный источник
питания и схемотехника генератора обеспечивают стабильность генерируемого импульса.
Оптическая коробка представляет собой светонепроницаемый кожух, длинной ~40
см, внутри которого расположен светодиод в специальной оправке и на теплоотводе. На
противоположенной стороне от диода расположен оптический разъем, в который
помещён
световопроводящий
кабель.
Внутри
также
располагается
фотодиод
с
усилителем. Его положение может фиксироваться в любом месте коробки и служит для
мониторирования потока света от светодиода. При поступлении импульсов от блока
генератора светодиод засвечивает торец световопроводящего кабеля и фотодиод. Причем
геометрия взаимного расположения световопроводящего кабеля и фотодиода жестко
фиксируется, что позволяет контролировать стабильность светового потока от светодиода.
8
Световопроводящий кабель предназначен для раздачи света в каждый модуль
калориметра по отдельным каналам. Каждый канал (общим диаметром 4мм) выполнен в
виде набора тонких кварцевых волокон (диаметром 100 μm). Разброс световых амплитуд
для разных каналов не превышает 5%. Описанная система показала долговременную
стабильность в течение тестового эксперимента.
На Рис.6 показано изменение сигнала от светодиодной вспышки в одном из каналов
калориметра в зависимости от времени. Там же приведён сигнал, скорректированный на
сигнал контрольного фотодиода. Из рисунка видно, что поправленный на сигнал
фотодиода сигнал светодиодной вспышки на порядок стабильнее во времени, чем до
введения коррекции. Остаточные вариации поправленного светодиодного сигнала
объясняются временной нестабильностью коэффициента усиления фотоумножителя.
Указанные вариации коэффициента усиления учитываются в программе обработки
экспериментальных данных, что позволяет обеспечить высокую (0.1-0.2%) стабильность в
измерениях энергии налетающих частиц.
1.7 Система сбора данных
Система сбора данных, разработанная в ИТЭФ [9], выполнена в стандарте VME и
предусматривает: амплитудно-цифровое преобразование сигналов с детекторов, запись
информации в буфер и передачу информации на накопительные диски по каналу сети
Ethernet.
Модуль 16-канального АЦП выполнен в стандарте VME и предназначен для сбора
информации с калориметрических модулей в режиме без мёртвого времени. Входные
сигналы поступают на 16 плат формирователей, где короткий сигнал (10-50 нс) линейно
преобразуется в длинный (примерно 400 нс). Получившиеся сигналы подаются на 10битные АЦП, где оцифровываются с частотой 40 МГц. Оцифрованные данные от 16-ти
9
каналов по 10 бит на канал (всего 160 бит) поступают каждые 25 нс на две микросхемы
программируемой логики Spartan-II фирмы Xilinx [10] (по 80 на каждую), в которых
происходят:
1) задержка сигнала до 256 тактов 40 МГц на входном буфер (FIFO);
2)
по
приходу внешнего
триггера
данные
по
всем
каналам
в
пределах
запрограммированного временного окна переносятся в выходное FIFO, с добавлением
80-битного заголовка с информацией о событии.
Данные из выходного FIFO считываются с помощью третьей микросхемы SpartanII в расположенную в том же модуле оперативную память размером 32 Мб. Оперативная
память вычитывается по шине VME и передается в сервер по окончании цикла
ускорителя, что позволяет исключить наводки на входные аналоговые схемы со стороны
шины VME.
В каждом модуле АЦП имеются также 32 логических входа, по которым подаются
сигналы от VETO-системы, а также информация о промежутке времени между соседними
событиями и о типе события (принудительный триггер, от LED системы или физическое
событие).
Поскольку модуль сделан на базе программируемой логики XILINX, то имеются
широкие возможности для расширений и цифровой обработки сигналов внутри модуля.
Например, создание более сложного триггера или компрессия информации за счет
подавления нулей и передачи не всего сигнала, а только насчитанных интегралов.
2. Тестирование экспериментальной установки
2.1 Калибровка калориметрических модулей.
Калориметр был прокалиброван на вторичном пучке ускорителя ИТЭФ при
следующих импульсах электронов: 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 Гэв/с. Для калибровки
10
использовались пучки электронов, которые выбирались настройкой магнитного тракта на
определённый импульс частиц. Для повышения интенсивности электронной компоненты
пучка использовался свинцовый конвертор. В качестве триггера электронов требовалось
совпадение сцинтилляционных счётчиков и Черенковского порогового счётчика. Пучок
электронов выделялся двумя сцинтилляционными счётчиками с шириной 2 см по
горизонтали и 1 см по вертикали.
Зависимость средних значений амплитуд отклика калориметра от импульсов
электронов фитировались линейной зависимостью и таким образом определялись
коэффициенты преобразования сигналов в энергию электромагнитного ливня. Пример
зависимости амплитуды сигнала от энергии электромагнитного ливня приведён на рис. 7.
Из рисунка видно, что в нашем рабочем диапазоне (0.5 – 4 Гэв) зависимость
линейная.
Энергетическое разрешение (рис. 8) счётчиков определается по формуле:

E

5%
 2%
E
(1)
Данные о зависимости энерговыделения в свинцовом стекле от координаты точки
попадания электрона в стекло (рис 9) согласуются с заявленным радиусом Мольера (3.6
см).
Более подробно процедура калибровки описана в [7].
2.2 Тест VETO-системы
Детекторы VETO-системы были протестированы на пучках протонов от
ускорителя
ИТЭФ.
Протоны
с
энергией
1ГэВ
проходили
через
проволочные
пропорциональные камеры с разрешением 0.1 мм и детектор. Триггер формировался
сигналами от двух пластиковых сцинтилляционных счётчиков размером 10х10см2. Сигнал
с модуля оцифровывался 10-битным АЦП и записывался на диск вместе с координатами
11
частицы. На рисунке 10 представлены спектр сигналов от прохождения протонов через
VETO счетчик и спектр, получаемый при запуске от случайного генератора. Для обоих
спектров можно четко выделить пьедестальный пик, соответствующий отсутствию
сигнала на фотодиоде, и одноэлектронные пики. Высокое разрешение одноэлектронных
пиков позволяет проводить мониторирование усиления фотодиода в режиме реального
времени. Измеренная эффективность регистрации заряженных частиц составляет более
98% при пороге в 1.5 фотоэлектрона. В настоящее время мы существенно улучшили
технологию сборки VETO счетчиков, увеличив световыход в 1.5 раза.
3. Пилотный эксперимент
Эксперимент с установкой FLINT в конфигурации с одним супермодулем
проводился в магнитном зале ускорительного комплекса У10 ИТЭФ в мае 2007 года.
Схема установки показана на рисунке 11. Бериллиевая фольговая мишень облучалась
ионами
12
С с кинетической энергией 3.2 ГэВ/нуклон. Интенсивность пучка составляла
порядка 108 частиц/цикл. Эффективность мишени оценивается ~10%. Длительность
одного цикла 3.8 сек, продолжительность сброса ионов на мишень: 500 ms.
Супермодуль располагался на расстоянии 252 см (от мишени до передней стенки
калориметра) под углом ~64о к направлению пучка. Центр калориметра был приподнят
над горизонтальной плоскостью, проходящей через пучок, на 41 см.
За сеанс было набрано более 1 млн. событий. Триггером события является
превышение амплитуды сигнала, соответствующей энерговыделению 1 ГэВ, в хотя бы
одном из 64-х счётчиков.
На рис. 12 показан спектр частиц в зависимости от энерговыделения,
зарегистрированных одним калориметрическим модулем. Было наложено условие, чтобы
в данном модуле сигнал превышал энергию в 300МэВ, в то время как в соседних модулях
сигнал не должен был превышать эту энергию. На рисунке видно, что спектр состоит из
12
двух пиков. Пик в районе 1 ГэВ соответствует частицам, попавшим в данное стекло и
выделившим энергию выше установленного триггерного порога. Спектр от 1 до 2 ГэВ
имеет экспоненциальный спад, что соответствует нормальному физическому уменьшению
выхода частиц с увеличением их энергии. Спектр до 1ГэВ отражает энергию, выделенную
в канале, когда частица, давшая триггер, попала в другой канал.
Заключение
В работе представлена экспериментальная установка FLINT для изучения ряда
физических задач, в частности, для регистрации кумулятивных фотонов (πо ) в ядроядерных взаимодействиях при энергии несколько ГэВ на нуклон, для поиска дважды
кумулятивных процессов и для
изучения в корреляционных опытах свойств системы
вторичных частиц с использованием эффективного и быстрого триггера на глубоко
кумулятивную частицу. В качестве основного элемента установки выбраны калориметры
на основе свинцовых стекол. Проведена оптимизация размеров модулей и супермодулей
калориметров для выполнения этих физических задач. Калориметры также дополнены
системой подавления заряженных частиц. С целью мониторирования калориметра создана
специальная светодиодная система. Калибровка калориметра на вторичном пучке
электоронов ускорителя ИТЭФ показала, что амплитуды отклика калориметра линейно
растут с энергей электронов в области от 0.5 ГэВ до 4 ГэВ.
Разработана система сбора данных, которая пердусматривает амплитудно-цифровое
преобразование сигналов с детекторов, запись информации в буфер и передачу
информации на накопительные диски по каналу сети Ethernet. С целью адаптации
установки к реальным условиям
был проведен пилотный эксперимент с одним
супермодулем в условиях магнитного зала ускорительного комплекса У10 ИТЭФ.
Результаты эксперимента показали, что установка FLINT полностью соответствует
поставленным физическим задачам.
13
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального Агенства по атомной
энергии и Российского Фонда фундаментальных исследований (грант № 04-02-17468 и
грант № 06-02-01555).
Авторы выражают глубокую признательность весему коллективу ускорителя У-10
ИТЭФ за обеспечение необходимых режимов работы ускорителя во время проведения
измерений. Авторы благодарят А.И. Ситникова за полезные консультации по конструкции
калориметра и М.Л. Чугунова за участие в наладочных и испытательных работах.
Список литературы
1 Baldin A.M. Short communication in Physics. Lebedev Institute for Physics Press. 1971. V.1.
P.35;
Baldin A.M. et al., Sov. J. Nucl. Phys. 1975. V. 21, P. 517.
2 Boyarinov S.V. et al., Sov. J. Nucl. Phys. 1987. V. 46, P. 871;
Bayukov Yu.D. et al., Sov. J. Nucl. Phys. 1989. V. 50, P. 638.
3 Blohintsev D.I., Sov. Phys. JETP 1958. V. 6. P. 995;
Burov V.V. et al., Phys. Lett. B. 1977. V.67. P. 46;
Efremov A.V., Sov. J. El. Part. Nucl. Phys. 1982. V. 13, P.613.
4 Sauli F., “Instrumentation in high energy physics”, World Scientific, 1992.
CMS ECAL Technical Design Report, CERN/LHCC 97-33, CMS TDR 4, 15 December 1997,
http://cmsdoc.cern.ch/ftp/TDR/ECAL/ecal.html
5
Зрелов В.П. “Излучение Вавилова-Черенкова и
его применение в физике высоких энергий”, Атомиздат, Москва, 1968. Т. 1. С. 125;
Зрелов В.П. “Излучение Вавилова-Черенкова и
его применение в физике высоких энергий”, Атомиздат, Москва, 1968. Т. 2. С. 60
6
14
7 Зрелов В.П. “Излучение Вавилова-Черенкова и
его применение в физике высоких энергий”, Атомиздат, Москва, 1968. Т. 2. С. 264;
Балац М.Я. и др. “Ливневой черенковский спектрометр”, Препринт ИТЭФ – 140, 1981.
8 Зрелов В.П. “Излучение Вавилова-Черенкова и
его применение в физике высоких энергий”, Атомиздат, Москва, 1968. Т. 2. С. 264;
Балац М.Я. и др. “Ливневой черенковский спектрометр”, Препринт ИТЭФ – 140, 1981.
9 G.Bondarenko, V.Golovin, M.Tarasov, Patent for invention of Russia No. 2142175, 1999.
10 Alekseev I.G., Belogurov S.G., Vishnyakov V.E., et al. “Calibration of the lead glass’s
calorimeter.” Препринт 24-06. ИТЭФ. 2006.
11 Spartan-II 2.5V FPGA Complete Data Sheet, http://www.xilinx.com
15
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.1. Варианты расположения калориметров
16
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.2. Схема супермодуля установки FLINT.
17
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.3. Схема индивидуального счётчика.
18
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.4. Схема VETO-счётчика.
19
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.5. Схема тестирования электромагнитного калориметра при помощи светодиодной
системы.
20
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис.6. Временная стабильность светодиодного сигнала до (пустые кружки) и после
(черные кружки) коррекции на временную зависимость сигнала от фотодиода.
21
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис. 7. Зависимость номера амплитудного канала АЦП от энергии электромагнитного
ливня.
22
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
23
Рис. 8. Зависимость энергетического разрешения от импульса электрона.
Экспериментальные данные обозначены черными кружками. Кривая соответствует
формуле (1).
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
24
Рис. 9. Зависимость энерговыделения в свинцовом стекле от координаты точки попадания
электрона в стекло.
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
25
Рис. 10. Амплитудный спектр релятивистских заряженных частиц в модуле VETOсистемы.
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис. 11. Схема установки для проведения эксперимента в магнитном зале.
26
Авторы: И.Г. Алексеев, С.Г. Белогуров, В.Е.Вишняков, А.И.Голутвин, В.С.Горячев,
Г.Б.Дзюбенко, А.Г.Долголенко, Б.В.Загреев, С.М.Киселёв, И.Е.Королько, И.Ф. Ларин,
Г.А.Лексин,
К.Р.Михайлов,
П.А.Полозов,
М.С.Прокудин,
Д.Н.
Свирида,
А.В.Ставинский, В.Л.Столин, Г.Б.Шарков
Название статьи: “Установка FLINT для исследования кумулятивных процессов с
рождением фотонов.”
Рис. 12. Спектр частиц, зарегистрированных одним калориметрическим модулем.
27