PIBETA Detector at PSI V.A. Baranov, E.P. Velicheva, JINR, DUBNA

The PIBETA Collaboration

Motivation Apparatus Results

Pion Beta Decay Experiments 1.026±0.039 x McFarlane Depommier ± Bacastow ±0.26 Bertram ± Dunaitsev ± Bartlet ± Depommier 63 Дунайцев А.Ф., Петрухин В.И., Прокошкин Ю.Д., Рыкалин В.И., ЖЭТФ, 1962, 42, С.C. Герштейн., ЯФ, 1999, 62, 3,

Physics Goals

2.0 ·10 6 +/s, ΔΡ/Ρ1.3% 0.2·10 6 +/s, ΔΡ/Ρ0.28% πE1 beam line 4 mm carbon L (E-taget - AT) = m P=113.4±0.5 MeV/c

Экспериментальная зона спектрометра PIBETA

Спектрометр PIBETA Основные элементы: BC – пучковый счетчик AC1, AC2 – активные коллиматоры AD – активный замедлитель AT – активная мишень MWPC1, MWPC2 – многопроволочные пропорциональные камеры PV – годоскоп CsI(чистый) калориметр

крист. CsI 22 см.; 12 R.L. Внутр. радиус 26 см. Вес 1.6 т. CsI(Чистый): Rad.Length 1.85cm Время высв. 7/35 ns Fast/Total >0.76 CsI calorimeter Х-ки калориметра: Аксептанс ~0.77·4 Угловое разрешение ~2 ΔΕ/Ε ~ 4-5% Врем. разреш. ~ 0.8ns

Beam counter (BC) k 4 PMT Hamamtsu R7400U, Ø8 x 60 mm 25x25x2 mm 3 Аналоговые сигналы суммируются

Активный замедлитель (AD) -Толщина по пучку 30 мм -Энергия пионов уменьшается с 40.3 MeV до 27.6 MeV -4 PMT R7400U, аналоговые сигналы суммируются

9 PMT Hamamatsu R7400U

3.87 m m Cостав пучка в центральной зоне спектрометра определенный по времени пролета

X-Y распределение остановок пионов в мишени. rms σx=7.6 mm, σy=8.4 mm

Распределение остановок пионов в мишени по пучку

Tracking Detector Low mass, in order to minimaze the γ converting into ee pairs; High efficiency; High rate capability – up to 10 7 minimum ionizing particles (MIP) per second; Stable operation and good radiation hardness; Cylindrical geometry.

MWPC mwpc1 mwpc2 Activ. length, mm Diameter anode, mm Number of anode wires Number of inner strips 2x Number of outer strips 2x Total thickness, mg/cm Total thickness, rad. Length 1.4· ·10 -3 Efficiency >0.96 >0.97

Определение положения анодных проволочек MWPC1 из информации по катодным стрипам. а) срабатывание одной анодной проволочки, б) срабатывание двух соседних проволочек. Разрешение по z - координате для одиночных срабатываний анодной проволочки около 100 мк

кк Угловое разрешение по φ

pibeta Plastic veto 20 независимых счетчиков образующих цилиндр радиусом 132 мм, длинной 598 мм и толщиной мм. 40 PMT Burle Industries S83062E

Эффективность PV

Контрольное окно на мониторе системы сбора данных MIDAS (Maximum Integrated Data Acquisition System) Установка работает в автоматическом режиме Есть возможность управления спектрометром через сеть INTERNET

Trigger 240 CsI –Crystals grouped to 60 clusters Out of 60 clusters 10 Superclusters were formed (SC) 1 Supercluster Those 10 Supercluster provide the Trigger input: 2-arm Trigger (T 2 ) : 1 SC and 5 not adjacent SCs 1-arm Trigger (T 1 ) : any SC Threshold: high = 51.7 MeV (just at Michel edge) low = 4.5 MeV Prescaling: T 2 HH = 1, T 2 HL = 1, T 2 LL = 16, T 1 H = 1, T 1 L = 512, Beam: prompt/non promp events Random trigger Cosmic Trigger

Энергетический спектр из распада е

Временное распределение из распада е

Измеренный угол в β событиях

Измерение времени между остановками пиона и событиями е распада е -- Monte Carlo τ=26.23±0.12 ns

Thank you for attention