|
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ПРОЕКТЫ.
|
Эксперимент
ZEUS на
ep-коллайдере
HERA
( DESY,Hamburg
)
|
|
- ОЭФВЭ c
1993г. член коллаборации
ZEUS
(50
институтов из 15 стран Европы, Америки и Азии)
ZEUS является одной из
экспериментальных установок на электрон-протонном коллайдере HERA
(DESY, Гамбург, Германия). Энергия электронного пучка ускорителя 30
ГэВ, протонного 820 ГэВ, энергия в системе центра масс 314 ГэВ.
Основные задачи, решаемые с
помощью установки, - изучение процессов глубоко неупругого рассеяния
при больших переданных
импульсах, изучение механизмов рождения тяжелых кварков и поиск новых
частиц
в этом диапозоне энергий. Для изучения таких процессов необходимо
уверенно
разделять адронную и электронную компоненты, рождающиеся в процессе е-р
взаимодействия,
в том числе регистрировать одиночные электроны на фоне адронной струи.
Для
более эффективного разделения электронов и адронов было
предложено
дополнить электромагнитный калориметр установки ZEUS
адрон-электронным
сепаратором (HES), состоящим из двух независимых частей -
передней
(FHES) и задней (RHES): FHES расположен в направлении
пролета
рассеянных протонов, RHES - в направлении пролета рассеянных электронов.
В рамках международного сотрудничества
лаборатория кремниевых детекторов принимала участие в разработке,
тестировании и модернизации зарядно-чувствительного предусилителя и
активного фильтра для FHES, а также в производстве детекторов и
электроники. В качестве детекторов для сепаратора
были выбраны кремниевые полупроводниковые детекторы (п.п.д.) толщиной
380
мкм. Размер отдельного детектора 3,4х3,05 кв.см. Общая площадь
кремниевых детекторов обеих чаcтей сепаратора ~ 20 кв.м., диаметр
сепаратора 3м., общее количество каналов >20000. Использование
п.п.д. с большим количеством каналов считывания (~20000) и при
больших размерах установки привели к необходимости создания ряда
специальных блоков и узлов электроники в гибридном и интегральном
исполнении для регистрации сигналов с детекторов, в том числе :
быстрого малошумящего
зарядно-чувствительного предусилителя (з.ч.у.) с выходным кабельным
драйвером
; низкопотребляющего активного фильтра (формирователя); линейного
драйвера
; микросхемы многоканальной аналоговой памяти; микросхемы аналогового
мультиплексора
и др. Было изготовлено и протестировано более 50000 детектирующих плат
для
FHES. Платы изготовлены в России в МПО "МикроТех" (Екатеринбург) по
заказу
НИИЯФ МГУ.
Конструктивно HES имеет
многоуровневую модульную структуру , что упрощает доступ к отдельным
частям установки и облегчает
ремонт. Основу сепаратора составляют детектирующие платы , содержащие
два
кремниевых детектора и двухканальный зарядно-чувствительный усилитель с
выходным
кабельным драйвером. Детектирующие платы монтируются на длинную
многослойную
печатную плату и занимают ~50% ее полезной площади. Полное
перекрытие
достигается при наложении двух плат таким образом, чтобы детекторы на
одной
плате перекрывали неактивные области другой. Сборка из двух соединенных
плат
- представляет конструктивную единицу детекторной части
сепаратора.
Две платы складываются так, что детекторы оказываются внутри "лыжи" -
это
исключает их повреждение при установке внутрь калориметра. Три "лыжи"
вместе
со считывающей электроникой составляют один модуль HES.
Ведущими электронщиками лаборатории были
созданы в DESY для
тестирования и ремонта элетроники HES.
Программистами лаборатории для
эксперимента ZEUS была произведена разработка программных средств по
следующим основным направлениям:
1) программные разработки для тестирования и ремонта
электроники адрон-электронного сепаратора;
2) программы калибровки электроники HES в рабочем режиме;
3) обслуживание подсистемы медленного контроля за
параметрами адрон-электронного сепаратора (температура, токи,
влажность) с созданием базы
данных датчиков и доступа к ней через WWW интерфейс.
4) обслуживание подсистемы контроля качества данных с
созданием графических схем и доступа к ним через WWW интерфейс.
Все программные разработки
оснащены современными средствами представления данных (гистограммы,
графики, экраны событий) и наиболее мощными средствами интерактивного
пользовательского интерфейса, реализованными в системе X
Window, UNIX и LINUX с применением OSF/MOTIF, SQL,
Microsoft Access, C++, Java,
JavaScript.
Создание адрон-электронного
сепаратора HES:
~10000
кремниевых полупроводниковых детекторов с
микроэлектроникой считывания общей площадью ~20
мІ, диаметр ~3м,
кол-во каналов ~20000. Крупнейший по площади кремниевый детектор!
С 1994 до
2007 сотрудники ОЭФВЭ обеспечивали
ежедневную круглосуточную обработку данных RAW
-> MDST,
для последующего физического
анализа. 2007-2013гг. - разработка и реализация программы сохранения
данных для
последующего анализа в долгосрочной перспективе. Заметный вклад в
развитие
триггерных систем, изучение трековой и калориметрической систем,
эксплуатацию
установки.
Существенный
вклад ОЭФВЭ в исследование дифракционных процессов в глубо-неупругих
ер-взаимодействиях, измерение дифракционной компоненты структурной
функции
протона, изучение рождения векторных мезонов и свойств адронов,
содержащих
очарованные кварки.
Наукометрические
показатели:
>
250
публикаций в высоко-рейтинговых журналах, >
55 докладов на международных конференциях,
1
докторская и 6 кандидатских диссертаций, 4 дипломных работы
Приоритетной
задачей исследований на ближайшие годы является объединение
экспериментальных
данных, полученных двумя установками, H1
и ZEUS,
для проведения совместного
анализа в целях достижения высочайшей точности. Эти результаты
востребованы
физическим сообществом и оказывают существенное влияние на проведение
измерений
на Большом Адронном Коллайдере в ЦЕРНе.
|
|