Meeting for J-PARC Preparation

2006/1/17 Osaka Univ. Physics Building 4F H413

Participants:
  Yosoi, Fukuda, Iwasaki, Nakano, Outa, Fujioka, Sakaguchi, 
  Ohnishi, Kishimoto, Ajimura, Fujimura, Itahashi

・-- Yosoi --
  LEPS TPC design 
      60 cm-phi bore LEPS solenoid
         2.5 T 一様性は中心 15 cm のみ
      gamma p -> K+ Lambda(1405) -> K+ Sigma+- pi-+
      Lambda(1405) -> sigma(1385) と分離したい.
                         ^-- vertex point を計測したい.
      標的は 25 mm-phi CH2 12C 等 40〜50 mm < beam diameter 
      TPC は E//B -> 磁場の方向に電子はドリフト max 700 mm
        pad-plane x-y position 4mm -> 重心をって分解能を出す
        drift time -> z position
        dE/dx PID 
      P10 -> 180 Volt 
      585 mmW x 507mmH 880 mmL - hexagonal
      G10 print 基盤 抵抗チェーン 13kohm 
      Event Trigger Rate 30-50 cps <-> DAQ =Flash ADC 改良するべき
        3 charge or 2 charge = trigger
      Anodeも Padも Flash ADC <- Lambda->p,pi 両方の近接したトラックを測りたい 
                    1050 ch PAD
  New TPC 
      inner bore = 10 cm-phi for LH2, LD2, LHe target
      hexagonal or octagonal shape 
      小さくなるので、dp/p を確保するために一分解能の改善が必要
      gamma + p -> theta+ K+- pi-+
                   theta+ K*0
                   theta+ K*-  -> K pi
      5 mm spacing avalanche sense wires.
      1.4 - 1.6 kV sense HV
      Test -  gain 変動 Drift velocity 変動 -- 大気圧の変動と相関
              gas = P10   180 V/cm -> 160 V/cm
              diffusion の小さいガスを使って z resol を改善する可能性はある.
              P10 でなくなると、電場があがる可能性がある.
      Pad size 5.1 x 14.5 mm (gap 0.5 mm)
      Garfield simulation -> 電場の一様性を確保.
      
      Momentum resolution
         B=max 2.5T LT=135mm N=9 @ new TPC
           通常 2 T
	 dp/p = 5.4%  @ sigma_xy res=0.2mm p_t = 500 MeV/c
                        sigma_z  res=0.7mm  
      gamma p -> K* theta+
                  -> K- pi+  
      overall sigma_xy < 300 micron -> 2.5 MeV 程度の分解能
        PAD のみの場合から、anode 情報も入れると倍程度改善する
             0度 176 micron / 12.5 度 196 micron ...
              sigma z 700 micron 程度?
      gate wire -> trigger で FPGA のスイッチ on/off 出来る
                   200/100 V でスイッチ 不感時間 15 cm 程度
      40 MHz/25 ns = 3 点程度の立ち上がり
      数ミリ程度まで、2トラックをきれいに分けられる.
      Flash ADC - 1900 ch 程度

      最近のはやりは wire -> GEM 大きさに厳しいか.
      内外にシンチでトリガ

      磁場への巻きつきがあるので、磁場マップ
      電場は、ほぼ平行と仮定して.
      TOSCA <-- Dipole ではきれいに合う.
                測定は、最終的に困難なので計算できるようにしておいたほうが良い
      Solenoid + dipole -> Fringing field が気になる.
      前後方共に EndCap はない.
      5 ton の鉄
      E x B のずれが気になる
      Solenoid + 電源 = 5千万円 (1998, 東芝、殆ど原価)
      コイルの巻き位置を教えてくれない.
      Air-tight -> ppm order までは、漏れなし 

・Fukuda
      CDC 復習
      K- K+ -> double Lambda -> two pi- を計測したい
      110 cm-phi x 130 cm z = 周りが hodoscope 9Be target 
      stereo + axial の構造
        stereo = z 方向の傾き小さい inner/outer 12 layers
      XZ plane solenoid 15cm phi 1% 磁場一様
          0.5 T
      フレキ -> GEM への変更.円筒に貼り付け.
      バックギャモン溝井
      Λ/Ξはきれいに分解 Ξ=Λ + p 
      入り口側の分解能改善 + 磁場 30 % 上昇で、全体が改善.
      E906 -> E961
          sigma 4.3 -> 2.4 MeV  
      12 層のうち最外部は不使用
      ワイヤはアルミ線+タングステン
   ヘリウムベースのガス
      TPC or CDS (or hybrid = 内側ワイヤとか)どちらが良いだろう.

・Fujioka
      Simulation
        in flight K- from K1.8BR or K1.1
      56 scintillator / E549 の半分
      TOF p/n
      3He(K-,p)K-pn  B.E.=100 MeV
      sigma 200 ps, シンチ 3cm y を過程
      Missing Mass 分解能
        900 MeV/c -> 10 meter 37.5 MeV
                     15 meter 25.1 MeV
                     20 meter 18.0 MeV
      K-N -> Lambda pipi
              4.05 mb BK
             pi Sigma* 

--雑談----------------------------------------------------

・中野 J-PARC で似たようなものを作るなら、関与したい
       ただし、持ち出しだけはできないので、コミッショニングを兼ねて
       Spring-8 でデータ収集をしたい.
       Acceptance を広げたい.
       別に第二ビームラインを計画中 (2-3 年 予算申請は H19から)
       第二ビームラインへ引越し (J-PARC 以前)
       今の Solenoid + Detectors が余る -> J-PARC に持っていっても構わない.
       TPC がレート的に J-PARC では厳しいのでは?
       LEPS としては、もっとイベントレートに耐えられるのが条件.
       現状では、Flash ADC がレートをリミットしている.
       クレートのバックプレーンが厳しい. 300 TB のディスク
       回路は、とにかく協力したほうが良い.
       Low energy K+ 400 MeV/c + p -> K*bar theta+
                                       -> K pi (decay channel spectroscopy)
       半径を 30 cm -> 50 cm に大きくして、分解能を稼ぎたい.腕の長さ 
          dp/p 5 %   -> ??  
       2 T の磁場を 100 cm 落とさないようにしなくてはならない.
         線材の交換が必要.
         E949 (rare decay) -> J-PARC への移送を念頭においたパイロット実験にも.
       最終的には sigma = 1〜2 % dp/p at p= 200 MeV/c だと十分.
         E949 はこのクラス
       多重散乱が効いてくるので 1 ~ 2 % は厳しい.

・福田 CDS 電源265 kW 程度は、BNL 供給.
        --> (K-,K+) = 前のBNL の続きはしたい. 
            CDS は Double Lambda -> two pi-

・gamma, neutron もみたい

・標的周りで、全員の要求をまとめる.

---結論---------------------------------------------------

・検出器ベーシスでのプロポーザルを書く.

・SPES-II -> 簡易なマグネットでなんとかする.
             1 % なんとか出したい.
             LEPS は 1 GeV -> 10 MeV 出ている.
             1.7 Tm
             SSD 入り口 -> DC 6 面 出口