129 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) ЭПЕКУР * * Эксперимент по поиску ПЕнтаКварка в Упругом Рассеянии (и Реакции – - презентация

1 129 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) ЭПЕКУР * * Эксперимент по поиску ПЕнтаКварка в Упругом Рассеянии (и Реакции – p K S 0 ) поиск нестранного члена антидекуплета пентакварков в упругом π - p-рассеянии и реакции π - p K И.Г. Алексеев, И.Г. Бордюжин, П.Е. Будковский, В.П. Канавец, Л.И. Королева, А.А. Манаенкова, Б.В. Морозов, В.М. Нестеров, В.В. Рыльцов, Д.Н. Свирида, А.Д. Сулимов, Д.А. Федин ИТЭФ, Москва В.А. Андреев, В.В. Голубев, А.И. Ковалев, Н.Г. Козленко, В.С. Козлов, А.Г. Крившич, Д.В. Новинский, В.В. Сумачев, В.И. Тараканов, В.Ю. Траутман, Е.А. Филимонов ПИЯФ, Гатчина M. Sadler ACU, Abilene

2 229 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Антидекуплет пентакварков ?

3 329 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) DIANA: удвоили статистику ~60 событий + hep-ex/ Статус по PDG 2006: ноль * SVD-2: 392 signal events over 1990 background ones. hep-ex/ СФИНКС: никакого сигнала от + не обнаружено. hep-ex Belle: hep-ex/

4 429 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) CLAS: < 0.3 nb hep-ex/ < 5 nb hep-ex/ < 0.7 nb hep-ex/ CLAS: hep-ex/ hep-ph/ hep-ph/ hep-ph/ hep-th/ hep-th/

5 529 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Интерференция? Moskov Amarian, Dmitri Diakonov, and Maxim V. Polyakov (hep-ph/ ) MKspMKsp MKsKLMKsKL E =1.90 GeV

6 629 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Конкуренция GRAAL: The n n quasi-free cross section reveals a bump-like structure which is not seen in the cross section on the proton. This structure may signal the existence of a relatively narrow (M ~ 1.68 GeV, < 30 MeV) baryon state Предложение P19 High-resolution Search for Θ+ Pentaquark in π-p -> K-X Reactions одобрено как Day 1 в J-PARC Парциально-волновой анализ упругого - p - p рассеяния. Группа GWU - Arndt et al. В P 11 -волну вносился резонанс с варьируемыми m, Г, Г el. Сравнивалось 2 описания данных с учетом и без учета резонанса. В двух областях вблизи 1690 и вблизи 1730 МэВ обнаружено уменьшение 2 при включении резонанса Г el

7 729 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Особенности эксперимента: Эксперимент «formation»-типа. Высокое разрешение по инвариантной массе (~0.6 МэВ), задаваемое импульсным разрешением магнитооптического канала 0.1%. Безмагнитный спектрометр на основе дрейфовых камер. Жидководородная мишень. Малое количество вещества. Высокая статистическая обеспеченность: 0.5% для упругого канала и 1% для рождения K. и Кроме поиска пентакварка … Прецизионное измерение сечений: p p: d /d 0.5% с шагом 1 МэВ – более чем на порядок точнее p K 0 : REAC 1% с тем же шагом Важный результат для проведения ПВА в этой области Неэкзотический P11 N(1710)*** Поляризация в реакции p K 0 на порядок точнее лучших данных NIMROD (78)

8 829 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Немного формализма Разложение амплитуды упругого рассеяния по парциальным волнам: l - фаза l-волны, l - упругость l-волны. Парциальная амплитуда: вблизи резонанса можно записать f l (E)=f l B +f l r (E), где f l B слабо зависит от энергии. Парциальное сечение l =4 (2l+1)|f l B +f l r | 2 BW-резонанс: Упругое - упругость Реакция p K - бренчинг

9 929 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Дж. Тейлор. Теория рассеяния Что будет наблюдаться в упругом сечении и сечении реакции? Не обязательно пик - могут быть нерегулярности другого типа.

10 1029 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Чувствительность Вклад резонанса в P 11 -волне в сечение в его максимуме при m r =1.7 ГэВ/c Упругое X=0.05 el r =0.12 mb, el 10 mb el r / el =1.2% чувствительность очень мала Реакция (k=0.56 ГэВ/c, k K =0.2 ГэВ/c) X=0.01, BR=0.1 K r =0.13 mb, K =0.9 mb K r / K =15% превосходная чувствительность Измерение полного сечения реакции хороший способ. Измерение полного упругого сечения плохой способ. Следовательно, в упругом рассеянии надо измерять дифференциальное сечение. В этом случае резонансный эффект будет определяться интерференцией P 11 - амплитуды со всеми другими участвующими волнами, т.е. зависеть от X, а не от X 2. Можно выбрать такие угловые интервалы, где чувствительность к P 11 -волне велика. Существующие ПВА позволяют получить оценку чувствительности. В избранном нами угловом интервале резонанс будет проявляться как

11 1129 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Экспериментальные условия Дифференциальное сечение – p – p 0.2 мБ/ср Величина сечения, на которую производился расчет статистики мБ/ср Зависимость сечения от импульса плавная по сравнению с размером ожидаемой структуры в несколько МэВ/с

12 1229 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Ожидаемый эффект Дифференциальное сечение – p – p Существующие экспериментальные данные не позволяют выделить узкую структуру Предлагается измерить со статистической точностью 0.5% и шагом по массе 0.5 МэВ в диапазоне углов о с.ц.м. и в диапазоне импульсов МэВ/с (M R = МэВ) При фиксированной настройке импульса пучка можно охватить интервал шириной 20 МэВ по массе, затем смещать импульс шагами по 10 МэВ 0.2 мБ/ср 6

13 1329 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Ожидаемые результаты Надежно перекрываемый интервал параметров резонанса: Перекрываем ожидаемые экспериментально и теоретически параметры. Важное замечание Отбор событий в планируемой установке основан на использовании угловых корреляций и геометрии событий. Поэтому предельно важно иметь минимальное многократное рассеяние на пути всех участвующих частиц легкие камеры из материалов с большой радиационной длиной – залог успеха эксперимента. Важное замечание Отбор событий в планируемой установке основан на использовании угловых корреляций и геометрии событий. Поэтому предельно важно иметь минимальное многократное рассеяние на пути всех участвующих частиц легкие камеры из материалов с большой радиационной длиной – залог успеха эксперимента.

14 1429 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Установка для упругой реакции Пионный пучок ускорителя У-10 ИТЭФ с большим углом поворота (322), нитевая или сепараторная мишень в кольце. Пропорциональные камеры в первом фокусе и во втором перед мишенью. Жидководородная мишень длиной по пучку 25 см. Система дрейфовых камер DC1DC4 для регистрации рассеянных частиц. Система триггерных счетчиков S1, S2, A1 и H2, H3 с возможностью измерения времени пролета (идентификация протона отдачи). Измерение полей поворотных магнитов с точностью лучше 0.1% (ЯМР). Измерение разности времен пролета пионов и антипротонов между S1 и пучковым вето-счетчиком A1, позволит с высокой точностью контролировать импульс в каждом импульсном диапазоне. – p – p

15 1529 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Установка для – p K 0 Расширение установки для поиска в упругом рассеянии. Та же пучковая часть и мишень Те же базовые трековые камеры DC1 DC5 800x1200 мм 2 Необходимость почти «герметичной» установки для достижения «разумного» аксептанса 20-30% Внутренние камеры DC6DC9 (500х700 мм 2 ) и широкоформатная DC10 (1400х2000 мм 2 ) Двухкоординатный триггерный и времяпролетный годоскоп H1,2, необходимая гранулярность 100х100 мм 2 Основные типы событий: 4 частицы вперед протон и 2 пиона вперед, один пион вбок или вверх (вниз).

16 1629 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Время набора статистики Пучок У10: 200 тыс. - за цикл, 15 ц/мин –> 50 тыс. - в сек. Упругое рассеяние Диапазон: M p =(1610–1770) МэВ, cm = o -> 20 млн. событий в области максимальной чувствительности cm = o В минимуме сечения (0.2 мБарн/ср) ~ 20 событий в сек. Получаем 10 6 с или ~12 суток чистого времени ~ 2 сеанса по 10 дней. В случае обнаружения узкого резонансного эффекта потребуется еще один сеанс такой же продолжительности для получения подробной угловой зависимости сечения для определения квантовых чисел резонанса. K 0 Цель: 3 млн. событий. Полное сечение 0.9 мБарн. Доля заряженной моды 22%. Аксептанс ~10%. -> 2 события в сек. Получаем 1.5*10 6 с или ~18 суток чистого времени ~ 3 сеанса по 10 дней.

17 1729 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Универсальный канал 322 Канал выполнен по двухфокусной схеме, что в нашем случае дает две независимых стадии анализа импульсов частиц – от первичной мишени до первого фокуса и между первым и вторым фокусами. При наладке в 1976 году было достигнуто разрешение по импульсу dP/P=±0.06%. Использование пропорциональных камер в качестве импульсного годоскопа уменьшает количество вещества до мишени. Необходима ЯМР – стабилизация полей поворотных магнитов. На входе В центре На выходе ГэВ/c Распределение импульсов 1-ГэВ/c пионов в мишени (Монте-Карло) М.М. Кац

18 1829 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Универсальный канал 322

19 1929 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Упругое рассеяние Первый уровень возбуждения Д в а следующи х уровня возбуждения Горизонтальный профиль в первом фокусе при рассеянии протонов ускорителя на внутренней бериллиевой мишени в самом начале сброса. Такая картинка с хорошо разделяемыми пиками соответствует импульсному разрешению канала около 0.06%. Измерение импульсного разрешения канала P + 7 Be P + 7 Be*

20 2029 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Жидководородная мишень Граница жидкости Жидкий неон Рабочий объем L=25 см, 40 мм. Малое количество вещества: майларовый контейнер и бериллиевый внешний кожух. Испытана на жидком Ne. Испытание на водороде запланировано на начало июня. LHe теплообменник рабочий объем Н2Н2 жидкость газ Испытание на неоне Майларовый контейнер

21 2129 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Однокоординатная камера-прототип с шагом проволочек 2 мм. пучок Двухкоординатные камеры с шагом проволочек 1 мм. Магнитная линза Расположение пропорциональных камер в первом фокусе магнито-оптического канала. Пропорциональные камеры, шаг 1 мм Изготовлено и испытано: 6 двухкоординатных камер 200х200 мм потенциальные электроды – алюминиевая фольга 40 мкм. Газ – «магическая» смесь 3200 каналов электроники 100-канальная плата предусилителей, оцифровки и USB интерфейса Испытание на источнике

22 2229 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Пропорциональные платы

23 2329 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) FPGA для пропорциональных плат Цифровая задержка Программируемая длина 96 МГц

24 2429 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Электроника считывания: 6 24-канальных плат предусилителей, оцифровки времени и USB интерфейса Модуль дрейфовой камеры X (проволочки вдоль короткой стороны) во время испытаний на пучке ускорителя ИТЭФ. На заднем плане виден модуль Y. Дрейфовые камеры, диаметр ячейки 17 мм 0 1 м 0.5 м пучок

25 2529 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) FPGA для дрейфовых плат Тест на генераторе генератор линия задержки плата сигнал триггер Распределение событий по времени

26 2629 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ)29 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Дрейфовые камеры, испытание Для событий с 4-мя хитами испытание больших камер на прототипе

27 2729 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Общая схема Cost Effective Electronics for Proportional and Drift Chambers of 'EPECUR' Experiment. Nucl.Instrum.Meth. A578 (2007) ; physics/

28 2829 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) План: начать набор статистики в конце 2008 г. Приветствуем новых коллаборантов ! Уже есть: Магнитооптический канал, оборудованный системой из 7 пропорциональных камер. 4 модуля 1200х800 мм 2 и 2 модуля 600х400 мм 2 дрейфовых камер каналов электроники для считывания информации с этих камер с блоками питания и коммутации. Жидководородная мишень. 34 сцинтилляционных счетчика для триггерного годоскопа для упругой реакции. Механическая система для крепления камер. Скоро будет: 2 модуля 1200х800 мм 2 дрейфовых камер. Новая система измерения токов элементов магнитооптического канала. Пока нет для упругой реакции: Высоковольтного питания камер и счетчиков. ЯМР системы измерения полей поворотных магнитов. Пока нет для реакции рождения K : Триггерного годоскопа для реакции рождения K. АЦП и ВЦП для триггерного годоскопа. Дрейфовой камеры размером 2000х1400 мм 2 и камер с наклонными проволочками.

29 29 Запас

30 3029 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Чувствительность в упругом канале Парциальная амплитуда : В предположении Изменение упругости в резонансе : Изменение фазы в резонансе : 2 2 Re f l Im f l Диаграмма Аргана для амплитуды f l

31 3129 мая 2008 годаИ.Г. Алексеев (ИТЭФ) Чувствительность в упругом канале Чувствительность дифференциального сечения к (P 11 ) 1.5, т.е. при Г EL /Г 5% изменение сечения составит 7--15% Чувствительность к (P 11 ) 0.2, т.е. каким бы ни было изменение фазы в резонансе, его влияние на сечение мало