WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«РЮ-85-77 В.Б.Виноградов, Ю.А.Кульчицкий, А.С.Курилин, В.Г.Одинцов, А.И.Павлинов МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ УСТАНОВКИ ГИПЕРОН 'Институт физики АН ...»

сообщения

объединенного

института

ядерных

шипи исследований

D^3 дубна

РЮ-85-77

В.Б.Виноградов, Ю.А.Кульчицкий, А.С.Курилин,

В.Г.Одинцов, А.И.Павлинов

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ

УСТАНОВКИ ГИПЕРОН

'Институт физики АН БССР, Минск

Институт физики высоких э н е р г и й, Протвино © Объединенный институт ядерных исследовалий Дубна, 1985.

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы, связанные с определением геометрических констант для экспериментальных установок, в которых в качестве трековых детекторов используются проволочные камеры, в общем виде были 1/ рассмотрены в работе. Аналогичные задачи решалась также в ра­ /а 4/ ботах -.

В настоящей работе описаны совокупность процедур и эффектив­ ные алгоритмы для определения пространственного положения про­ волочных детекторов для экспериментальных установок, подобных спектрометру ГИПЕРОН. Получен аналитический вид формул для расчета геометрических констант установки.

В рамках общих концепций, положенных в основу описываемой методики, был также разработан специальный быстрый метод, использованный при исследовании гиперзарядовообменных процес­ сов. Этот метод был включен в состав программы геометрической реконструкции событий.

/5/ Применение описываемой ниже методики для установки позво­ л и л о ^ одной стороны, обеспечить предельно высокие разрешающие способности спектрометра вторичных частиц по их кинематиче­ ским параметрам, а с другой, - повысить скорость расчета кон­ 1/ стант по сравнению с''. В частности, только корректный учет углов поворотов плоскостей проволочных камер вокруг продольной оси установки привел к повышению реальной точности определения кинематических параметров изучаемых реакций на 205.



Установка ГИПЕРОН в конфигурации, предназначенной для иссле­ дования процессов типа + + »'Р •K/Y Y - ;•. Y ;...).

( 385 Л / изображена на рис.1 /1а - пучковый спектрометр, 16 - спектро­ метр вторичних частиц/. Она содержит Зч плоскости искровых/ИПК/ и 20 плоскостей пропорциональных /ПК/ проволочных камер, 3 сцинтилляционных годоскопа /Г/.

Определим систему координат, связанную с установкой: ось 0Z направлена вдоль пучка, ось 0Y лежит в горизонтальной,а ось ОХ - ввертикальной плоскости так, что все оси составляют пра­ вую систему координат.

Начало системы координат привязано с центральному реперному кресту на нижнем полюсе электромагнита МС-12. Направление маг­ нитного поля совпадает с направлением оси ОХ.

Плоскость Z0Y совпадает с плоскостью орбиты пучка в ускорителе.

ГСГДНМК* ГИПЕРОН

-гочтмй спвстгастр у„ « М Н О Ж А ГИПЕРОН »„,

-СПЕКТРОМЕТР ВТОРЖНЫХ ЧАСТИЦ

–  –  –

ЮСТИРОВКА ДЕТЕКТОРОВ И ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Для изучения характеристик реакций / 1 / используется метод + анализа недостающей массы к вторичному К -мезону, вылетающему вперед под малыми углами.

Применение этого метода обуславливает жесткие требования к точностным характеристикам детектирующей аппаратуры и к раз­ решающим способностям спектрометра в целом. В частности, для получения спектра недостающих масс к К -мезону в реакции / 1 / с разрешением = 5 0 МэВ импульс первичной частицы необходимо определять с точностью Д р / р = 0,3%, а импульс и угол вылета вторичного К -мезона - с точностями Др/р = 0,5% и АО = + = 0,3 мрад соответственно.

Одним из основных факторов, влияющих на разрешающие способно сти спектрометра, является точность определения пространствен­ ного положения трековых детекторов относительно геодезических осей установки и относительно друг друга.

Для достижения указанных выше точностей в определении кине­ матических параметров вторичной частицы положение проволочных детекторов относительно друг друга, в поперечном пучку направ­ лении, должно быть известно с точностью 0,1 мм, а угол поворо­ та Ф детектора вокруг продольной оси - с точностью Q,k мрад.

Перед началом набора данных на установке производится юсти­ ровка камер, т.е. плоскости камер выстраиваются перпендикуляр­ но оси 0Z, а сигнальные проволоки - параллельно осям Ох и Оу.

Юстировка камер с помощью квадранта оптического реализуется на установке с точностью не хуже 2 мрад. В отдельных случаях не­ которые камеры можно отъюстировать с помощью теодолита с точ­ ностью 0,2-fO,*» мрад.

Точность измерения Х-, Y - и Z-координат детекторов состав­ ляет +1 мм.

Для искровых и пропорциональных камер X(Y) координата опре­ деляет положение первых сигнальных проволок относительно про­ дольной оси установки 0Z.

Привязка системы детекторов к магнитному полю с указанными выше точностями геодезических измерений является удовлетвори­ тельной, т.к. при этом ошибка в определении импульса вторичной 10/ частицы не превышает 0,]%.

Определение геодезическим способом Х(У) -координат первых проволок всех камер с точностью 0,1 мм и юстировка камер так, чтобы углы поворотов ф были менее 0,k мрад, представляет боль­ шие сложности на установке ГИПЕРОН из-за отсутствия прямой ви­ димости всех камер.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОК

К ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЯМ КООРДИНАТ

ПРОВОЛОЧНЫХ ДЕТЕКТОРОВ

–  –  –

*Элемент /точку/ трека определим как одну или группу подряд сработавших проволок, зарегистрировавших след заряженной части­ цы на плоскости проволочного детектора или годоскопа.

рирован элемент трека. Полученные таким образом величины S k являются предварительными поправками координат проволочных камер.

Процедура уточнения поправок повторяется несколько раз. При этом для каждой последующей итерации входными координатами де­ текторов служат координаты, найденные в предыдущей итерации.

Коридор для поиска трека постепенно сужается и ограничивается шириной А = /2+3/ мм.

Кроме величины \ на каждой шаге вычисляются также величины о 2(ДУ в)

–  –  –

где i - среднеквадратичное отклонение точки от трека для к-й k камеры; л - ошибка в определении величины 5 Выражение для координаты первой проволоки k-й камеры в сис­ теме XYZ на заключительном шаге будет иметь вид

–  –  –

правка к координате, вычисленная на п -м шаге.

Процедура определения поправок координат сцинтилляционных годоскопов аналогична описанной выше.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ УГЛОВ

ПОВОРОТОВ ПРОВОЛОЧНЫХ ДЕТЕКТОРОВ

Для определения углов поворотов плоскостей проволочных де­ текторов вокруг продольной оси установки использовался следующий алгоритм.

Пусть имеется некоторая совокупность из m плоскостей прово­ лочных камер, две из которых являются опорными /рис.2а/.

–  –  –

где Xg- X-координата точки пересечения трека с плоскостью второй опорной камеры; /9 - поправка к Y-координате камеры, обуслов­ 2 ленная поворотом камеры вокруг.оси 0'z '.

Учитывая малость угла „,/8/ можно переписать так:

–  –  –

дующим способом.

Для заданной статистики событий по совокупности га камер восстанавливаются треки частиц с учетом уже найденных пара­ метров /%, \ф, /8 ) ™. В каждом событии на каждой изга- 2 плос­ костей вычисляется величина отклонения A Y точки трека от ik прямой, восстановленного по опорным камерам. Затем для каждой из ш - 2 камер минимизируются функционалы

–  –  –

поворота к-й камеры в X'Y'Z'-системе, ф - поправка к углу поворота к -й камеры в X'Y'Z'-системе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ КАМЕР,

ПОВЕРНУТЫХ НА БОЛЬШИЕ УГЛЫ

При реконструкции многотрековых событий для выявления соот­ ветствия Х- и Y -проекций отдельного трека своему пространст­ венному образу используется информация с нескольких камер, каж­ дая из которых повернута вокруг оси 0Z на некоторый угол а.

Геометрические константы повернутых камер определяются с по­ мощью восстановленных треков пучковых частиц, проходящих через всю установку.





Определим систему координат VUZ. Ось 0V, параллельная пер­ вой сигнальной проволоке повернутой камеры R, центры систем XYZ и VUZ совпадают, а оси ОХ и 0V составляют угол а /на­ пример 45°/.

Найдем предварительно Х- и v-проекции трека пучковой части­ цы, зарегистрированного в i-м событии некоторой совокупностью камер, расположенных вблизи повернутой.

Вычислим координаты пересечения трека с плоскость*} поверну­ той камеры

–  –  –

личины G ° выполняется по формулам /**/-/6/ путем усреднения Ли на нескольких тысячах событий.

ПРОЦЕДУРА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ УСТАНОВКИ

Перед началом экспозиции установки в пучке заряженных частиц производится юстировка систем трековых детекторов и геодезиче­ ские измерения их Х -, V - и Z-координат. Юстировка опорных камер осуществлялась с использованием теодолита с точностью от­ клонения проволок от вертикальной линии не более 0,4 мрад.

Вычисление поправок к геодезическим измерениям координат проволочных детекторов и годоскопов производилось в два этапа.

На первом этапе при выключенном электромагиие НС-12 и пустой мишени на магнитные ленты записывается информация о нескольких тысячах частиц. При этом пучковые частицы по прямолинейной.тра­ ектории пересекают все трековые детекторы спектрометра вторич­ ных частиц / И П К, П К _ рис.1/. Из всей совокупности про­ 1-Б а 7 волочных камер спектрометра вторичных частиц выбираются две опорные и с помощью методов, описанных выражениями /V-/19/, определяется пространственное положение всех камер совокупно­ сти в единой системе координат (XYZ), связанной с центром маг­ нита МС-12. На втором этапе вся совокупность проволочных детек­ торов разбивается на отдельные группы, информация с которых ис­ пользуется для восстановления определенных кинематических пара­ метров реакции /1/.

В каждой из групп выбираются по две плоскости.опорных камер, положение которых фиксируется в ХУЗ-системе координат. Для каждой из групп, в соответствии с методом /20/-/22/, уточняет­ ся пространственное положение камер относительно выбранных опорных, для чего используется информация о реальных событиях реакции /1/. Процесс уточнения констант носит также итеративный характер и прекращается, когда +1 n+1 n | G " - G"i 0,1 мм, |* - 0 | 0,4 мрад. /26/ k k k k Константы /22/, полученные с помощью описанной выше методики, обеспечивают необходимую точность привязки трековых детекторов относительно друг друга и к магнитному полю электромагнита МС-12.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

–  –  –

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе описана методика определения геометриче­ ски. констант экспериментальной установки ГИПЕРОН. На основе разработанных алгоритмов создано программное обеспечение для определения констант установки.

Предложенная выше методика используется для определения пространственного положения детектирующей аппаратуры на спект­ рометре ГИПЕРОН. Найденные с ее помощью константы служат дости­ жению главной цели: обеспечению высоких разрешающих способно­ стей спектрометра при определении кинематических параметров за­ ряженных частиц.

Созданное программное обеспечение ориентировано на специфи­ ку экспериментальной установки ГИПЕРОН. Однако общие принципы, а также алгоритмы, положенные в его основу, могут быть с успехом использованы для определения геометрических констант экспери­ ментальных установок, подобных спектрометру ГИПЕРОН.

В заключение авторы благодарят Ю.А.Будагова, В.Б.Флягина и В.Н.Кутьина за постановку задачи, постоянное внимание к данной работе и ряд ценных советов, Н.А. Русаковича, В.И.Белоусова.

С.А.Акименко и В.М.Наниева за многократные полезные обсуждения проблемы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Говорун Н.Н. и др. ОИЯИ, Р5-5397, Дубна, 1970.

2. Вестергомби Д. и др. ОИЯИ, Pi0-7284, Дубна, 1973Аматуни Ц.А. и др. ИФВЭ, 82-142, Серпухов, 1982.

4. Джелядин Р.И. и др. ИЯФЗ, 84-70, Серпухов, 1984.

5. Антюхов В.Л. и др. ОИЯИ, Р13-84-562, Дубна, 1984.

6. Виноградов В.Б. и др. ОИЯИ, 13-84-805, Дубна, 1984.

7. Электрофизическая аппаратура промышл IHHOTO изготовления /справочник/. Госатомиздат, М., 1963, с.64.

8. Акименко С.А. и др. ОИЯИ, Р13-80-155, Дубна, 1980.

9. Акименко С.А. и др. ОИЯИ, 1-8948, Дубна, 1975.

10. Виноградов В.Б. и др. ОИЯИ, Р1-83-390, Дубна, 1983.

11. Одинцов В.Г. ОИЯИ, Р5-82-544, Дубна, 1982.

12. Одинцов В.Г. ОИЯИ, 11-82-627, Дубна, 1982.

13. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. "Наука", М., 1977, с 7 0 8.

14. Кульчицкий Ю.А. и др. ОИЯИ, Б1-1-33-137, Дубна, 1983.

15. Бицадзе Г.С. и др. ОИЯИ, 1-83-895, Дубна, 1983.

16. Review of Particle Properties. Particle Data Group.

CERN, Geneva, 1984.

–  –  –

Описана методика и приведены эффективные алгоритмы для определения геометрических констант экспериментальных установок, в которых в качестве трековых детекторов используются проволочные камеры. Применение разрабо­ танной методики на установке ГИПЕРОН позволило обеспечить высокие разре­ шающие способности спектрометра вторичных частиц по их кинематическим параметрам. Существенным явилось определение углов поворотов проволочных детекторов вокруг продольной оси установки. Учет э т с о эффекта привел к повышению реальной точности определения кинематических параметров изу­ чаемых реакций на 20$. Совокупность процедур и алгоритмов, предложенных для определения пространственного положения трековых детекторов, может быть успешно использована на экспериментальных установках, подобных спект­ рометру ГИПЕРОН.

Работа выполнена в Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ.

Сообщение Объединенного института ядерных исследований. Дубна J985 Перевод О.С.Виноградовой Vinogradov V.B. et al. P10-85-77 Methods of Determination of HYPERON Spectrometer Geometrical Constants The methods and efficient algorithms for geometrical constant deter­ mination of experimental facilitie'. which use wire chambers as track detec­ tors are described. Application of these methods under conditions of HYPERON spectrometer has provided a high resolution of the secondary par­ ticle spectrometer over kinematical parameters of the particles.Determina­ tion of track detector space orientation around longitudinal axis of the facility was also essential. Taking into account this effect has resulted in 20i improvement of real accuracy of kinematical parameters of particles in the reactions under study. Totality of subroutines and algorithms pro­ posed for track detector space position determination could be successfully used in experimental facilities similar to HYPERON spectrometer.

The investigation has be„-ri performed at the Laboratory of Nuclear Problems, JINR.

Conmunication of the Joint Institute for Nuclear Research. Dubna 1985 16 к о п.

–  –  –



Похожие работы:

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский госуда...»

«ИНСТРУКЦИЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОР ВЗРЫВООПАСНЫХ ПАРОВ СИГНАЛ-4 Методика поверки ГПСК 02.00.00.000 ДЛ Газоанализатор СИГНАЛ-4. Методика поверки. ГПСК 02.00.00.000 ДЛ 2 СОДЕРЖАНИЕ 1.ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ 2.СРЕДСТВА ПОВЕРКИ 3.УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ 4.ПОДГОТОВКА...»

«ЮСУПОВ КАМИЛЬ МАРАТОВИЧ ТОНКАЯ СТРУКТУРА ОТРАЖЕНИЙ ОТ СПОРАДИЧЕСКОГО СЛОЯ E Специальность 01.04.03 – Радиофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата физико-математических наук Казань – 2011 Диссертационная работа выполнена на кафедре радиоастрономии в Институте физики Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего...»

«1981 г. Мюль Том 134, вып. 3 УСПЕХИ ФШЗЩЧЕСКИХ HAVE ФИЗИКА НАШИХ ДНЕЙ КАКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ И АСТРОФИЗИКИ ПРЕДСТАВЛЯЮТСЯ СЕЙЧАС ОСОБЕННО ВАЖНЫМИ ц | И ИНТЕРЕСНЫМИ? (ДЕСЯТЬ; ЛЕТ СПУСТЯ) В. Л. Гин...»

«Сергей Иванович Зверев Легендарный киллер Текст предоставлен издательством http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=17965101 Легендарный киллер: Э; Москва; 2016 ISBN 978-5-699-87333-3 Аннотация В...»

«На пpавах pукописи Куц Дмитрий Анатольевич СТАТИСТИКО-ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ПРОСТЫХ ЖИДКОСТЕЙ Специальность 01.04.07 — Физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Челябинск –...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет А.Г. СЕРГЕЕВ ВВЕДЕНИЕ В НАНОМЕТРОЛОГИЮ Учебное пособ...»

«Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Методическое письмо о проведении государственной итоговой аттестации по образовательным программам основного общего и среднего общего образования по математике в форме государственного выпускного экзамена (письменная и устная...»

«2. УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ 10 класс 1. Подумайте, темнеет ли золото при хранении в ювелирных магазинах. В чем отличие химического состава хрусталя от обычного стекла. Почему в пункте (В) рекомендуется использовать именно...»

«И.А.Леенсон СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ Методическая разработка к спецпрактикуму Экспериментальные методы химической кинетики Москва – 2006 ЧАСТЬ I (ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ) После ознакомления с методом спектрофотометрии в видимой и ульт...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.