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Collider Detector at Fermilab CDF. Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System.

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Präsentation zum Thema: "Collider Detector at Fermilab CDF. Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System."—  Präsentation transkript:

1 Collider Detector at Fermilab CDF

2 Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System

3 Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System

4 Tevatron

5 H - -Erzeuger und Vorbeschleuniger Im Cockroft-Walton-Beschleuniger werden Elektronen an Wasserstoffatome gebunden und die negativ geladenen Wasserstoffionen mittels Hochspannung auf 750 keV (0,04c) beschleunigt.

6 Tevatron LINAC (Linearbeschleuniger) Der LINAC beschleunigt die Wasserstoffionen weite auf 400 MeV (ca. 0,7 c) bevor sie in den Booster injiziert werden.

7 TevatronBooster Der Booster ist ein Synchrotron mit einem Durchmesser von 150 m. Hier werden die Wasserstoffionen auf 8 GeV beschleunigt.

8 Tevatron Main Injektor Der Main Injektor hat vier Aufgaben: p von 8GeV auf 150GeV beschleunigen. Extraktion eines Anteils der 120GeV p, welche auf ein Nickeltarget zur Erzeu- gung von Anti-p gelenkt werden. Beschleunigen der 8GeV Antiprotonen (vom Accumulator) auf 150GeV. Injizieren von p und Anti-p in den Tevatronhauptring.

9 Tevatron Accumulator und Debuncher Der Debuncher homogenisiert die Antiprotonen, welche vom Target kommen auf 8GeV. Der Accumulator speichert die Antiprotonen bei 8GeV.

10 TevatronTevatron-Hauptbeschleuniger Hier werden die Protonen und Antiprotonen je auf knapp 1000GeV beschleungt und an den zwei Wechselwirkungspunkten (Bei den Detektoren CDF und D0) zur Kollision gebracht. Schwerpunktsenergie bei 2TeV.

11 Tevatron Run 1BRun IIa (5/04) Energy/beam900GeV1000GeV Peak Luminosity1,6x10 31 cm -2 s -1 6,5x10 31 cm -2 s -1 Number of bunches636 Bunch spacing3500nsec396nsec Run period1992 – – ? Integral Luminosity118pb -1 0,5fb -1

12 Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System

13 CDF Experimente Run I ( ): Entdeckung des top-Quark. Präzisionsmessung der W-bosonenmasse. Suchen nach Substrukturen in Quarks. Untersuchung des zeitabhängigen Mischens im B System. Prezisionsmessung der B Lebensdauer. Messungen der Strukturfunktion der Quarks und Gluonen im Proton. Run II (seit 2001) Messung der B s B s bar Oszillationsfrequenz. Messung der B 0 B 0 bar Oszillationsfrequenz. Suche nach CP-Verletzung in B 0 -> π + π - Zerfällen.

14 Bs Oszillation Erstmals Teilchen-Antiteilchen-Oszillationen von B s -Mesonen direkt nachgewiesen. Dient Untersuchung der CP-Verletzung. CDF Experimente

15 Zerfallslänge 1.Bestimmen des primären Vertex 2.Rekonstruieren des sekundären Vertex Messung der Zerfallslänge L+Impuls Bestimmung der Lebensdauer: CDF Experimente Lebensdauermessung Für beide Untersuchungen ist es nötig, einen Sekundärvertex auflösen zu können. Dies stellt besondere Anforderungen an die Auflösung des Spursystems. CDF

16 Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System

17 Der CDF – Detektor 10 m 16 m Vielseitiger Detektor Hochauflösendes Spursystem 5000 Tonnen

18 Si-Vertexdetektor Hard. Kalorimeter Magnet Der CDF – Detektor EM Kalorimeter Driftkammer Muon-Driftkammer Stahlschild Muon-Scintillator Counter

19 Der CDF – Detektor

20 Spursystem 10 m 16 m Der CDF – Detektor

21 1.Vertexdetektor (Siliziumstreifen) (Auflösung ~10µm) (Auflösung ~10µm) 2.Driftkammer (Gas) (Auflösung ~175µm) (Auflösung ~175µm) Spursystem Primärvertex Sekundärvertex Der CDF – Detektor

22 Lage 0 Lagen 1- 5 Lagen 6-7 Supportstruktur Vertexdetektor Der CDF – DetektorVertexdetektor

23 1.9 m Lage 0 Lagen 1- 5 Lagen 6-7 Supportstruktur Lage 0Lagen 1- 5 Vertexdetektor Der CDF – Detektor Lagen 6-7

24 Lage 0 Lagen 1- 5 Lagen 6-7 Supportstruktur Vertexdetektor Der CDF – Detektor Lage 0 (Layer 00) Lagen 1-5 (SVXII) Lagen 6-7 (ISL) total Lagen1528 Länge0,9m 1,9m Kanäle Innenradius1,35cm2,5cm20cm1,35cm Außenradius1,65cm10,6cm28cm

25 SVX II Streifensensor Vertexdetektor Der CDF – Detektor Auflösung bis 10µm

26 Driftkammer (COT) 12 Signaldrähte 13 Potentialdrähte Anzahl Signaldrähte Lagen 8 davon Stereolagen (2°) 4 Signaldrahtebenen 812=96 Ortsauflösung 175 µm Füllgas Ar-Et-CF 4 Ø 280 cm Der CDF – DetektorDriftkammer

27 Magnet Supraleitend 1.4 Tesla Impulsmessung : Spursystem Der CDF – Detektor

28 Driftkammer Vertexdetektor Auflösung ~175µm Auflösung ~10µm Spursystem Rekonstruierte Spuren Der CDF – Detektor

29 Driftkammer Vertexdetektor Primärtvertex Sekundärvertex Auflösung ~175µm Auflösung ~10µm Spursystem Der CDF – Detektor Rekonstruierte Spuren

30 Einbau DriftkammerEinbau Vertexdetektor Spursystem Der CDF – Detektor

31 Übersicht Tevatron Tevatron CDF Experimente CDF Experimente Der CDF – Detektor Der CDF – Detektor Das Trigger – System Das Trigger – System

32 Da Protoncollider sehr hoher Untergrund Aufteilung des Triggers in 3 Stufen Reduktion der Daten von 7,6 Millionen Ereignissen auf ca. 50. Das Trigger – System

33 Level 1 Trigger Erhält Daten aus den Kalorimetern. Bestimmt verschiedene Teilchenarten und zählt sie. Wenn interessantes Ereignis, dann Stopp und Weitergabe an L2 Trigger. 7,6 MHz ca. 50 kHz

34 Das Trigger – System Level1 Trigger L2 und L3 Trigger Im L2 Trigger erste Spurrekonstruktion. Wenn interessant, vollständiges Auslesen der Detektordaten und Weiterleitung an L3 50 kHz 300 Hz Linux – Cluster mit 256 Prozessoren. Vollständige Rekonstruktion des Ereignisses. Verschiedene Filteralgorithmen Datenreduktion auf unter 50 Ereig./sec.

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