Участники работы ( ПИЯФ ): С.Л.Белостоцкий Д.О.Веретенников В.В.Вихров А.А.Жданов П.В.Кравченко

Участники работы (ПИЯФ):С.Л.Белостоцкий

Д.О.Веретенников

В.В.Вихров

А.А.Жданов

П.В.Кравченко

А.Ю.Киселев

О.В.Миклухо

С.И.Манаенков

А.А.Изотов

Ю.Г.Нарышкин

Эксперимент

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

Основные пункты физической программы

Спектроскопия чармония рекордная точность при измерениях масс, ширин и каналов распада Поиск экзотических состояний Glueballs (gg) Hybrids ( gqq-bar)

Изучение свойств адронов в ядерной материи

Открытый чарм

Структура нуклона Proton time-like form factors

Исследование рождения и поляризации гиперонов а так же исследование корреляции поляризаций гиперонов

Гиперядра со странностью Double Hypernuclei production via Ξ- capture

…

cc

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

• Injection of at 3.8 GeV/c• Momentum range (1.5-14.5 GeV/c)• beam intencity 2x107/s• target thickness 1015 cm-2

PANDA

High Energy Storage Ring

p

texp= 2 htprep= 5 min

High luminosity mode: L = 2x1032 [cm-2s-1], σp/σ ≤ 2•10-5

High resolution mode: L = 2x1031 [cm-2s-1], σp/σ 10-4

p

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

4

Детектор PANDA

центральный и передний спектрометр высокая скорость счета: 2x107 с-1 без триггера импульсное разрешение ~1% и разрешение по времени пролета лучше 100 пс реконструкция вершин для (35 микрон для D±) регистрация pKe ,,,,,

,, 0sKD

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

5

Прогресс детектора

Диполь и соленоид: TDR принят Мишень: TDR принят EMC: TDR принят MVD: TDR принят STT: TDR планируется весна 2012 MUON: TDR планируется весна 2012 FTOF: TDR планируется в конце 2012 GEM: TDR планируется в конце 2012 LUMI: TDR планируется в конце 2012 DIRC: TDR планируется после 2012 DAQ: TDR планируется в 2014

5Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

Детектор PANDA

Боковыe стенки ВПД

Передняя стенка ВПД

- передняя стенка 140x5x1.5 см3, 20 пластин, 140x10x1.5 см3, 46 пластин - боковые стенки, внутри дипольного магнита 100x10x1.5 cm3, 14 пластин в каждой стенке изготовлены из пластикового сцинтиллятора BC408. Требуемое временное разрешение ВПД не хуже 100 пс

Угловой аксептанс переднего спектрометра: ± 50 по вертикали ± 100 по горизонтали

ФЭУ R4998 (для 5 cm пластин) (SiPM ?)ФЭУ R2083 (для 10 cm пластин) (SiPM ?)(SiPM для боковых стенок ВПД. European grant FP7)

. Number of generated Events 25000black – all eventsred – contribution from tubesblue – contribution from tubes e+e-green – g contribution

from

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

0

7

Эффективное разделение пионов и каонов возможно до импульса частиц 3 Гэв/с, а разделение каонов и протонов до импульса 4 GeV/c Совместное использование барельного “BTOF” времяпролетного детектора и переднего TOF детектора позволит улучшить эффективность идентификации частиц RICH (HERMES) хорошо идентифицирует пионы выше 1.5 GeV/c, каоны выше 2 GeV/c и протоны выше 4 GeV/c, совместное использование TOF/RICH позволит идентифицировать адроны в широком диапазоне импульсов Если RICH идентифицирует адроны то можно определить t0 без стартового счетчика Использование стартового счетчика было бы лучшим решением (в варианте SiPM)

Идентификация адронов в переднем Спектрометре с помощью ВПД

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

8

Первые результаты математического моделирования для реакции ( ....)

с использованием PANDArootXpp

N сгенерированых

Анти-Лямбда гиперонов

75607

N анти-протонов от распада анти-Лямбда гтперонов зарегистрированных FTOF

16400

N анти-протонов и пионов от распада анти-Лямбда гтперонов зарегистрированных FTOF

256

Параметризация для генератора событий Nucl.Phys.B150:119,1979p=3.6 GeV/c.

Генерированные распределения для анти-лямбда гиперонов

xF pT2 cos(theta) (lab.)

XppXpp c ,

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

9

25x25x1400 мм BC408 пластиковый сцинтиллятор использовался для моделирования, с одной стороны

размещен детектор фотонов размером 25x25 мм, другая сторона

без детектора

Монте-Карло моделирование с использованием GEANT4 для оптимизации размеров пластиковых

сцинтилляторов

Конический световод использовался для

моделирования с детектором фотонов меньшего размера 5x5 мм

Моделирование проводилось для пучка электронов с

энергией 5 Гэв проходящем через центр

пластикового сцинтиллятора

Расстояние от детектора

50 мм 700 мм 1350 мм

Число фотонов

4015 3311 1537

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

10

Продолжение работы по моделированию процессов распространения и поглощения света в материале сцинтиллятора и световодов с целью оптимизации их размеров и формы.

Исследования временного разрешения, эффективности, выбор оптимальных размеров пластика и пр. на тестовых пучках в ПИЯФ, Юлихе (DESY ?)

Выбор фотоумножителей: SiPM или обычные ФЭУ

Разработка предложения по использованию стартового счетчика

Продолжение работы по математическому моделирование способности ВПД (совместно с RICH и другими детекторами) обеспечить надежную идентификацию адронов (пионов, каонов, протонов, анти-протонов) в широком интервале импульсов, моделирование различных физических каналов

с использованием PANDAroot framework в том числе и с учетом физического фона

Защита TDR в конце 2012 года.

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

11

Back up slides

Ю. Нарышкин. Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

12

Simulation with DPM generator:

-bar

4π 4187 4185

FS 3285 512

XppXpp ,

PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin

13

Timelines

13

20122011 2013 201620152014

6

Получение разрешений на строительство инфраструктуры

Подготовка места для строительства

Заключение контрактов на строительство

Изготовление ускорителя и детекторов

Окончание строительства инфраструктуры

Инсталляция и ввод в эксплуатацию ускорителя и детекторов

Начало набора данных

7 108

2017 2018 2019

12

6

7

8

9

11

12

10

119

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

Основные пункты физической программы

Charmonium (cc-bar) Spectroscopy Unprecedented precise measurements of masses, widths and BR

Exotic states Glueballs (gg) Hybrids ( gqq-bar)

Study of Hadrons in Nuclear Matter

Open Charm

Nucleon Structure Proton time-like form factors

Hyperon production and polarization and polarization correllation

Nuclear Physics: Strangeness Sector Double Hypernuclei production via Ξ- capture

…

*12,1,02,1,0 ,, DDhpp ccc

)25002000(2fpp

pppp ,

eepp

pp

Ю. Нарышкин. Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

15

First simulation with benchmark channel in PANDAroot

with the solenoid and dipole fields and FTOF geometry

Xpp

PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin

The event generator parameterization is taken from the paper:INCLUSIVE PRODUCTION OF K0(S), LAMBDA AND anti-LAMBDA IN anti-p p

ANNIHILATIONS AT 3.6-GeV/c. Published in Nucl.Phys.B150:119,1979.

Initial (generated) distributions for Lambda:

xF pT2 cos(theta) (lab.)

N Lambda hyperons generated

172952

N protons from Λ-decay “accepted” by FTOF

5331

N pions from Λ-decay “accepted” by FTOF

2

N protons + pions from Λ-decay “accepted” by FTOF

5

Statistics of generated and accepted particles

16

PANDA collaboration meeting, September 2011, Yu.Naryshkin

17

Наша физическая программа

),,,(,)( cYXYYpp

),,,(,)( cYXYYpp изучение инклюзивных реакций:

полуинклюзивных реакций:

эксклюзивных реакций:

Изучение спонтанной поляризации гиперонов

),,,(, cYYYpp

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

18

19

PANDA detector

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

20

HESR Accelerator and PANDA detector

Ю. Нарышкин, Научная сессия ОФВЭ, 28 Декабря 2011г.

21

22

23

24

25

26

Physics@PANDA

Charmonium Spectroscopy p-bar p->J/Ψπ0π0 p-bar p->J/Ψπ+π- p-bar p->J/Ψη p-bar p->χc1γ p-bar p->J/Ψγ p-bar p->ηCγ

Charmonium Above Threshold p-bar p->DD p-bar p->D*D*

Charmed Strange Meson p-bar p->DsD*s0(2317)

Exotics p-bar p->Ψgη p-bar p->Y(3940)->J/Ψω p-bar p->Y(4320)p-bar p>Ψ(2S)π+π- p-bar p->ΦΦ

Hyperon Production p-bar p->ΛΛ-bar p-bar p->ΞΞ-bar

Baryon Spectroscopy p-bar p->ΞΞ*

Formfactors p-bar p->e+e- p-bar p->γγ

J/Ψ In Nuclear Matter p-bar A->J/ΨX

Drell Yan Process p-bar p->l+l-X

Benchmark Channels

Yu Naryshkin, PNPI seminar, 21 October 2008