pdf, 4.45 MB - Komitee für Hadronen- und Kernphysik

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pdf, 4.45 MB - Komitee für Hadronen- und Kernphysik

Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft

Untersuchungen der starken QCD mit

Antiprotonen

17 Dezember 2008 Jim Ritman


Übersicht

• Physikprogramm

• Detektor

• Status der TDRs

• Physikbuch

30. Oktober 2010 James Ritman, Institut für Kernphysik Folie 2


PANDA Physics Program

QCD Predictions

Quark Confinement

Heavy-light Systems

Y-N & Y-Y Interaction

From Partons to Hadrons

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PANDA Detektor

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PANDA Detektor

Interne Targets

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Pellet- und Clusterjet-Targets

Hohe Luminosität 2x10 32 , → t = 5x10 15 /cm 2 (WASA-at-COSY)

H 2 , D 2 , N 2 , Ne, Ar, Xe

Pellettarget

H 2 , ø = 12 µm

N 2 , ø = 17 µm

Ar, ø = 17 µm

X = 0.60

X = 0.53

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Pellet- und Clusterjet-Targets TDR Q2 2009

scattering

chamber

cluster beam

dump

detection

system

(velocity/mass)

cluster

source

behind the

wall

vacuum

beam pipe

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Barrier-Bucket-Kavität am COSY für HESR

0.1

Phasensonde mit BB

0.08

0.06

0.04

AWG Signal

0.02

0

-0.02 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

-0.04

-0.06

-0.08

-0.1

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PANDA Detektor

Spurrekonstruktion

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Si Pixel/Strip Mikro-Vertexdetektor

• 10 Mio. Pixel (50x200 μm 2 )

TOPiX-ASIC

• 0.7 Mio Streifen (50 μm pitch)

• Auslese ohne Trigger

• ~5% X 0

• 2 kW Wärmeabfuhr

• Verbesserte Impulsauflösung

• D-Mesones-Tagging

γβcτ ~ 100 μm

• dE/dx durch ToT

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STT

• Vorgaben

• 1-2% X 0

• Θ ~ 10°-160°

• δp/p ~ 1%

• 2x10 7 Ereignisse/s

• Lösung

• 4400 Röhren, W97+Re3 (d=20μm)

• d=1cm , Ar90+CO 2 10

• 1 Bar Überdruck

• 1.2 m

• 4 gedrehte Doppellagen

• 1-2 C/cm/a

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GEM-Detektoren

TPC ohne Trigger: GEM-Auslese

Hohe Raten 2x10 7 /s

1000 Evts Überlapp

Erster Prototyp

30 cm Prototyp am FOPI bzw. ELSA

Planare GEM-Detektoren im vorwärts Bereich

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Technical Design Reports

Global Tracking TDR bestehend aus verschiedenen

Unterteilen mit unterschiedlichen Zeitskalen:

• Overview and Requirements (Q2 2009)

• The Micro Vertex Detector

• The Straw Tube Tracker (Q2 2009)

• The Time Projection Chamber

• CT-forward GEM Detectors

• Forward Tracker (Q2 2009)

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PANDA Detektor

Magnete

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Solenoid- und Dipolmagnet

Begutachtung des Solenoids 2007

TDR ist fertig, Abgabe Januar 2009

Finanzierung des Dipols ist unterschrieben (UK)

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PANDA Detektor

Teilchenidentifikation

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DIRC

particle path

Design and prototyping of RICH detectors

(Edinburgh, Erlangen, Gießen, Glasgow, GSI)

• Barrel DIRC

2-dimensional spatial information +

good timing (2D + t)

• Endcap RICH as DISC DIRC

- Focussing type

2-dimensional spatial information +

good timing (2D + t)

- Time of Propagation type

1-dimensional spatial information +

excellent timing (1D + ToP)

barrel DIRC

endcap disc DIRC

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Myonen-Reichweite

Vektormesonen → μ+μ−

Drell-Yan

TS-Instrumented Fluxreturn

FS-Kombiniert mit dem HCal

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PANDA Detektor

Kalorimeter

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Elektromagnetisches Kalorimeter

~16000 PbWO 4 Kristalle:

Mehr Lichtausbeute als CMS (E>10 MeV)

TDR vom FAIR-STI angenommen

Erste Lieferungen

werden verarbeitet

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PANDA Detektor

Luminositäts-Monitor

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Luminositäts-Monitor

Auflösung bis δE ~ 50 keV für M und Γ mit PANDA/HESR

Resonance-Scan

D s

(2317)

Vorwärts Coulomb

elastische Streuung

Si-Streifen bei

3-8 mrad

Ziel 3% absolut

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Zusammenfassung der TDRs

EM-Kalorimeter:

Magnete:

Genehmigt, erste Lieferungen

Januar 2009, Dipol schon finanziert

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GRID-Computing

PANDA-ROOT

AliEn als Middleware

12 Sites on-line

2. Data-Challenge

Nächster Schritt: Statement of Service (SoS)

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Physics Performance Studies for PANDA

PANDA Physics book completed: submit to EU in Jan. 2009

QCD BOUND STATES

CHARMONIUM (D. Bettoni/M. Negrini)

• J/ψπ + π + ,J/ψπ 0 π 0 , J/ψγ, J/ψη, χγ at various √s

• h c →η c γ, η c →φφ

• D⎯D

GLUONIC EXCITATIONS (K. Peters)

• ⎯pp →η c1 η, η c1 →χ c1 π 0 π 0 , η c1 → DD * D s

(2317)

• ⎯pp → f 2 (2000-2500) →φφ

• J/ψω

h c

• ψ(2S)π + π +

HEAVY-LIGHT SYSTEMS (A. Gillitzer)

• ⎯pp → D ± D s0* (2317)

STRANGE AND CHARMED BARYONS (A. Gillitzer)

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Physics Performance

NON PERTURBATIVE QCD DYNAMICS (T. Johansson)

• ⎯pp →⎯ΛΛ

• ⎯pp →⎯Ξ + Ξ -

HADRONS IN THE NUCLEAR MEDIUM (A. Gillitzer)

• ⎯p 40 Ca → J/ψ + X, J/ψ →e + e -

HYPERNUCLEAR PHYSICS (J. Pochodzalla / A. Feliciello / F. Iazzi)

NUCLEON STRUCTURE

GENERALIZED DISTRIBUTION AMPLITUDES (GDA) (M. Düren)

• ⎯pp →γγ, ⎯pp →π 0 γ

DRELL-YAN ( M.Bussa / M. Maggiora)

• ⎯pp →μ + μ - X

ELECTROMAGNETIC FORM FACTORS (F. Maas)

• ⎯pp → e + e -

ELECTROWEAK PHYSICS (L. Schmitt)

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Zusammenfassung

Detektordesign ist weit fortgeschritten

EMC-Kristalle sind zum Teil geliefert

Finanzierung des Dipoles ist unterschrieben

Weitere TDR “demnächst“

Leistungsfähigkeit für Physik detailliert untersucht

Full steam ahead!

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