Эксперимент Участники работы (ПИЯФ):

Эксперимент
Участники работы (ПИЯФ):
С.Л.Белостоцкий
Д.О.Веретенников
В.В.Вихров
А.А.Жданов
П.В.Кравченко
А.Ю.Киселев
О.В.Миклухо
С.И.Манаенков
А.А.Изотов
Ю.Г.Нарышкин
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Основные пункты физической программы
cc
Спектроскопия чармония
рекордная точность при измерениях масс, ширин и каналов распада
Поиск экзотических состояний
Glueballs (gg)
Hybrids ( gqq-bar)
Изучение свойств адронов в
ядерной материи
Открытый чарм
Структура нуклона
Proton time-like form factors
Исследование рождения и поляризации
гиперонов а так же исследование
корреляции поляризаций гиперонов
Гиперядра со странностью
Double Hypernuclei production via Ξ- capture
…
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
High Energy Storage Ring
High luminosity mode:
L = 2x1032 [cm-2s-1], σp/σ ≤ 2•10-5
High resolution mode:
L = 2x1031 [cm-2s-1], σp/σ  10-4
PANDA
p
• Injection of p at 3.8 GeV/c
• Momentum range (1.5-14.5 GeV/c)
• beam intencity 2x107/s
• target thickness 1015 cm-2
texp= 2 h
tprep= 5 min
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Детектор PANDA
 центральный и передний спектрометр
 высокая скорость счета: 2x107 с-1 без триггера
 импульсное разрешение ~1% и разрешение по времени
пролета лучше 100 пс
 реконструкция вершин для D, K 0 ,  (35 микрон для D±)
s
 регистрация
 , e,  ,  , K , p
4
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Прогресс детектора
Диполь и соленоид: TDR принят
Мишень: TDR принят
EMC:
TDR принят
MVD:
TDR принят
STT:
TDR планируется весна 2012
MUON: TDR планируется весна 2012
FTOF:
TDR планируется в конце 2012
GEM:
TDR планируется в конце 2012
LUMI:
TDR планируется в конце 2012
DIRC:
TDR планируется после 2012
DAQ:
TDR планируется в 2014
5
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Детектор PANDA
Угловой аксептанс
переднего спектрометра:
± 50 по вертикали
± 100 по горизонтали
Передняя стенка ВПД
Боковыe стенки ВПД
- передняя стенка
140x5x1.5 см3, 20 пластин,
140x10x1.5 см3, 46 пластин
- боковые стенки, внутри дипольного магнита
100x10x1.5 cm3, 14 пластин в каждой стенке
изготовлены из пластикового сцинтиллятора
BC408.
Требуемое временное разрешение ВПД
не хуже 100 пс
ФЭУ R4998 (для 5 cm пластин) (SiPM ?)
ФЭУ R2083 (для 10 cm пластин) (SiPM ?)
(SiPM для боковых стенок ВПД.
European grant FP7)
. Number of generated
Events 25000
black
– all events
red
– contribution
from tubes
blue
– contribution
from tubes
e+egreen
– g contribution
from
 0  
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Идентификация адронов в переднем
Спектрометре с помощью ВПД
 Эффективное разделение пионов и каонов возможно до импульса
частиц 3 Гэв/с, а разделение каонов и протонов до импульса 4 GeV/c
 Совместное использование барельного “BTOF” времяпролетного
детектора и переднего TOF детектора позволит улучшить эффективность
идентификации частиц
 RICH (HERMES) хорошо идентифицирует пионы выше 1.5 GeV/c, каоны выше 2 GeV/c
и протоны выше 4 GeV/c, совместное использование TOF/RICH позволит
идентифицировать адроны в широком диапазоне импульсов
 Если RICH идентифицирует адроны то можно определить t0 без стартового счетчика
 Использование стартового счетчика было бы лучшим решением (в варианте SiPM)
7
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Первые результаты математического моделирования
для реакции pp   X ( pp  X , p p  c X ....)
с использованием PANDAroot
Параметризация для генератора событий Nucl.Phys.B150:119,1979
p=3.6 GeV/c.
Генерированные распределения
для анти-лямбда гиперонов
xF
pT2
cos(theta) (lab.)
N сгенерированых
Анти-Лямбда гиперонов
75607
N анти-протонов от
распада анти-Лямбда
гтперонов
зарегистрированных FTOF
16400
N анти-протонов и пионов
от распада анти-Лямбда
гтперонов
зарегистрированных FTOF
256
8
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Монте-Карло моделирование с использованием
GEANT4 для оптимизации размеров пластиковых
сцинтилляторов
Конический световод
использовался для
моделирования
с детектором фотонов
меньшего размера 5x5 мм
25x25x1400 мм BC408 пластиковый
сцинтиллятор использовался для
моделирования, с одной стороны
размещен детектор фотонов
размером 25x25 мм, другая сторона
без детектора
Расстояние от
детектора
50 мм
700 мм
1350 мм
Число
фотонов
4015
3311
1537
Моделирование проводилось
для пучка электронов с
энергией 5 Гэв
проходящем через центр
пластикового сцинтиллятора
9
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Защита TDR в конце 2012 года.

Продолжение работы по моделированию процессов распространения и
поглощения света в материале сцинтиллятора и световодов с целью
оптимизации их размеров и формы.

Исследования временного разрешения, эффективности, выбор оптимальных
размеров пластика и пр. на тестовых пучках в ПИЯФ, Юлихе (DESY ?)

Выбор фотоумножителей: SiPM или обычные ФЭУ

Разработка предложения по использованию стартового счетчика

Продолжение работы по математическому моделирование способности ВПД
(совместно с RICH и другими детекторами) обеспечить надежную
идентификацию адронов (пионов, каонов, протонов, анти-протонов) в широком
интервале импульсов, моделирование различных физических каналов
с использованием PANDAroot framework в том числе и с учетом физического фона
10
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Back up slides
11
Ю. Нарышкин. Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Simulation with DPM generator:
pp  X , p p  X
-bar

4π
4187
4185
FS
3285
512
12
PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin
Timelines
2011
2012
6 7
8 9
2013
2014
2015
2016
10
2017
11
2018
2019
12
6
Получение разрешений на строительство инфраструктуры
7
Подготовка места для строительства
8
Заключение контрактов на строительство
9
Изготовление ускорителя и детекторов
10
Окончание строительства инфраструктуры
11
Инсталляция и ввод в эксплуатацию ускорителя и детекторов
12
Начало набора данных
13
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
Основные пункты физической программы
Charmonium (cc-bar) Spectroscopy
Unprecedented precise measurements of
masses, widths and BR
p p  f 2 ( 2000  2500 )   
Exotic states
Glueballs (gg)
Hybrids ( gqq-bar)


p p   c 0 ,1, 2 , h c 0 ,1, 2 ,  c1   DD *
Study of Hadrons in Nuclear Matter
Open Charm
p p  ee
Nucleon Structure
Proton time-like form factors
p p   , p p   
Hyperon production and polarization and
polarization correllation

Nuclear Physics: Strangeness Sector
Double Hypernuclei production via Ξ- capture
pp   
…
Ю. Нарышкин. Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
First simulation with benchmark channel in PANDAroot
pp  X with the solenoid and dipole fields and FTOF
geometry
The event generator parameterization is taken from the paper:
INCLUSIVE PRODUCTION OF K0(S), LAMBDA AND anti-LAMBDA IN anti-p p
ANNIHILATIONS AT 3.6-GeV/c. Published in Nucl.Phys.B150:119,1979.
Initial (generated) distributions for Lambda:
xF
pT2
cos(theta) (lab.)
Statistics of generated and
accepted particles
N Lambda hyperons
generated
N protons from Λ-decay
“accepted” by FTOF
PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin
172952
5331
N pions from Λ-decay
“accepted” by FTOF
2
N protons + pions from
Λ-decay “accepted” by
FTOF
5
15
16
PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin
Наша физическая программа
 изучение инклюзивных реакций:
p p  Y (Y ) X , (Y  , , ,  c )
полуинклюзивных реакций:
p p  Y (Y )  X , (Y  , , ,  c )
эксклюзивных реакций:
p p  YY , (Y  , , ,  c )
Изучение спонтанной поляризации гиперонов
17
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
18
PANDA detector
19
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
HESR Accelerator and PANDA detector
20
Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.
21
22
23
24
25
Physics@PANDA
Benchmark Channels
Charmonium Spectroscopy
p-bar p->J/Ψπ0π0
p-bar p->J/Ψπ+πp-bar p->J/Ψη
p-bar p->χc1γ
p-bar p->J/Ψγ
p-bar p->ηCγ
Charmonium Above Threshold
p-bar p->DD
p-bar p->D*D*
Charmed Strange Meson
p-bar p->DsD*s0(2317)
Exotics
p-bar p->Ψgη
p-bar p->Y(3940)->J/Ψω
p-bar p->Y(4320)
p-bar p>Ψ(2S)π+πp-bar p->ΦΦ
Hyperon Production
p-bar p->ΛΛ-bar
p-bar p->ΞΞ-bar
Baryon Spectroscopy
p-bar p->ΞΞ*
Formfactors
p-bar p->e+ep-bar p->γγ
J/Ψ In Nuclear Matter
p-bar A->J/ΨX
Drell Yan Process
p-bar p->l+l-X
26
Yu Naryshkin, PNPI seminar, 21 October 2008