在KEKB加速器的未来升级中运行的Belle II探测器将对标准模型的风味部分进行高统计精度的调查。由于带电强子的识别是实验成功的一个重要因素,传播时间(TOP)计数器已被选为Belle II桶区的主要粒子识别设备。TOP计数器是内反射切伦科夫光(DIRC)技术的一种紧凑型变体,在很大程度上依赖于微通道板光电倍增管的精密单光子定时分辨率。我们讨论了TOP操作和优化的Belle II TOP配置,预计将提供4西格玛或更好的分离的K介子和π介子的动量约为4 GeV/c的一般原则。
英文摘要:
The Belle II detector operating at the future upgrade to the KEKB accelerator will perform high-statistics precision investigations into the flavor sector of the Standard Model. As charged hadron identification is a vital element of the experiment's success, the time-of-propagation (TOP) counter has been chosen as the primary particle identification device in the barrel region of Belle II. The TOP counter is a compact variant of the detection of internally reflected Cherenkov light (DIRC) technique and relies heavily on exquisite single photon timing resolution with micro-channel plate photomultiplier tubes. We discuss the general principles of TOP operation and optimization of the Belle II TOP configuration, which is expected to provide 4 sigma or better separation of kaons and pions up to momenta of approximately 4 GeV/c.
The Construction and Commissioning of the Belle II iTOP Counter
桶区粒子识别探测器对于扩展在SuperKEKB加速器上运行的Belle II实验的物理范围至关重要。为此,研制了一种新型的环形成像切伦科夫探测器--成像传播时间计数器。iTOP由16个独立的模块组成,围绕光束线方位角排列。每个模块由石英制成的光学元件(一个反射镜,一个棱镜和两个棒),微通道板光电倍增管(MCP-PMT)阵列和前端电子器件组成。固件处理读出的波形,并将产生的脉冲高度和命中时间发送到Belle II数据采集系统。2016年夏天,探测器的建造和安装完成,此后探测器一直在调试。本演讲介绍Belle II iTOP计数器的构造和调试。
Institute of Particle and Nuclear Studies, KEK(高能加速器研究机构粒子核研究部);Alikhanyan National Science Laboratory(阿里卡尼扬国家科学实验室);Universite Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab(巴黎-萨克雷大学);Jožef Stefan Institute(约热普·施特凡研究所);Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学);University of Naples "Federico II" and INFN(那不勒斯费德里科二世大学);Faculty of Chemistry and Chemical Technology, University of Maribor(马里博尔大学);Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Chiba University(千叶大学);Toho University(东邦大学);Nagoya University(名古屋大学);Kitasato University(北里大学);Niigata University(新潟大学);The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)(综合研究大学院大学)
Belle II探测器前方区域开发了新型气凝胶RICH计数器,用于有效分离不同粒子,覆盖0.5至4 GeV/c的动量范围,并成功采集了600/fb的数据。
Migration of Belle II TOP Feature Extraction from the Zynq Processing System to PCIe40 Readout PCs
University of Hawaii at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);Thomas Jefferson National Accelerator Facility(托马斯·杰斐逊国家加速器设施);University of Cincinnati(辛辛那提大学);University of Pittsburgh(匹兹堡大学);Jožef Stefan Institute(约瑟夫·斯特凡研究所);High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构)
本文将Belle II TOP探测器的波形特征提取从辐射环境中的Zynq PS迁移至探测器外的PCIe40 ROPC,消除了PS锁死问题,使TOP死时间降至近零,在高触发率下实现稳定运行并保持PID性能。