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MACE讨论

Asia/Shanghai
Description

本次讨论议题:

  • 束流正电子本底模拟结果;
  • 事例显示器开发,数据的导入与可视化方案;
  • MCP模拟方案和性能指标;
  • 漂移室定时计数器(timing counter)初步设计方案;
  • 正电子输运螺线管设计方案更新。

会议纪要:

事例显示器:

  • 熊伟志老师上周与陈思远配合渲染量能器示意图,可视化效果很好;目前数据导入的需解决的首要问题是将程序同时链接到ROOT和虚幻引擎,赵诗涵可提供一些帮助。后续预期实现在基于unreal的事例显示器上与ROOT X11绘图联合,可能通过unreal提供的接口实现或者走单独X11窗口实现。

束流正电子本底:

  • 陈思远汇报(见汇报材料):若假定\delta时间分布的正电子,CDC符合概率10^-4,那么对于0.1%的束流电子缪子比,本底为5.8/yr,卡探测时间窗t>1950ns后可基本消除。细节可参考汇报PPT。
  • 吴琛博士建议:1. 需要考虑有限时间宽度的束流分布,预期考虑宽度后本底水平可以控制到接近,但对不同占空比(脉冲宽度)而言信号效率会有不同;预期更大的占空比对应的时间窗更晚,探测效率相对更低。此外,他还提醒缪子束流脉冲宽度可能较质子束团的时间宽度更宽,额外的时间宽度来自粒子(\pi介子?)衰变。
  • 吴琛博士建议:2. 束流中的正电子可能有慢成分,出现在束团时间宽度之外,这部分成分和加速器缪子源的情况关联较大;例如:COMET实验中因缪子只通过螺线管输运,会存在这部分成分;CiADS缪子源中,缪子会通过一组电磁场筛选系统,这部分成分是否显著还需与加速器专家讨论。

定时计数器:

  • 赵诗涵汇报(见汇报材料):目前形成了定时计数器的初步设计,几何为风火轮形交错排列的高时间分辨塑闪阵列,围绕在漂移室外部。细节可参考汇报PPT。
  • 熊伟志老师/吴琛博士询问z方向奇偶层交错倾斜的目的。答曰:为了平衡正电子和电子总体的探测效率,汇报PPT中有解释原理。吴琛博士称目前这一设计和COMET触发计数器几何很类似,但COMET中没有奇偶层交错倾斜的几何,均是斜向一侧的,专为探测电子所优化,但这种设计中对正电子的探测效率更低。唐健老师希望MACE能够实现充分对称的探测效果,赞成更加对称的设计,以尽量实现正电子和电子探测效率的均衡。
  • 角度谱(粒子与z轴夹角,\theta角)上,由于交错设计,在奇数层上探测效率高,偶数层则偏低。我们希望消除这部分不对称性。赵诗涵提出可以在增加一层风火轮排列的、与内层反向倾斜的塑闪阵列,以平衡这一效应,同时多引入两层符合。唐健老师建议此时可以直接将内圈做成同向倾斜,外圈反向倾斜,这样预期在安装上也更加容易。
  • 对于这种两圈、四重符合方案,吴琛博士认为需要评估MACE是否确实需要这么多重的符合,避免增加复杂度同时收益不大。他说,COMET中负缪子捕获产生的大量\gamma使得TC触发率极高,原始设计为两圈平铺塑闪,后改为与这里类似的交错结构,以降低偶然符合。MACE预期束流环境更加干净,且不存在负缪子捕获的问题,可能不需要四重符合。后续改进设计有必要在控制单元总数的前提下进行,暂不优先考虑直接增加一圈探测器。

MCP模拟:

  • 赵诗涵汇报了目前改进后的MCP模拟方案(见汇报材料)。
  • 妙晗同意这一方案,认为基本合理。此外她提到,如果需要考虑信号增益,那么该增益的倍数是相对于初级电离的,而初级电离个数不一定是一个入射粒子只有一个,因此是非线性的。

电磁场设计:

  • 赵诗涵代鲁桂昊汇报(见汇报材料)。鲁桂昊近期致力于将电磁场模型导入COMSOL中做有限元计算和粒子追迹。细节可参考汇报PPT。
  • 目前主要难点集中在静电加速器。粒子通过加速器后,在螺线管中因后续电势逐渐升高而减速,无法达到标的动能(参考汇报材料),且与期望的设计不充分相符。后续还需进一步调研和研究。
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