траекторий частиц в магн. поле, энерговыделение в годоскотшч. элементах калориметра и т. п. Последняя ступень перед записью ≈ фильтрация данных ≈ осуществляется с помощью мини-ЭВМ в течение 10≈100 мс. На этой стадии, определяющей скорость накопления статистики, происходит распознавание события с уч╦том полной информации, поступившей от детекторов, после чего оно регистрируется, напр, на магн, ленте. При формировании и преобразовании информац. сигналов, создании триггеров разного уровня, хранении в передаче данных используются аналоговые и цифровые электронные устройства, для к-рых разработан ряд стандартов (НИМ, КАМАК, ВЕКТОР, СУММА и др., см. Автоматизация эксперимента).
Обработка записанной информации требует применения быстродействующих ЭВМ, Каждое зарегистрированное событие содержит обширную координатную, временную и амплитудную информацию объ╦мом до 10* бит. Обработка данных включает их декодирование, восстаповлепие пространств, положения каждого трека и привязку результатов спектрометрии.
сциитилляц. сч╦тчиками (см. Совпадений метод), регистрируются проволочными пропорц. камерами IIKi_e, расположенными до и после магнита. Это позволяет определять импульсы вторичных частиц по отклонению в магн. поле.
Энергия и координаты вторичных у-квантов и электронов измеряются эл.-магн. калориметром ЭК, а энергия вторичных адронов ≈ адрошшм калориметром АК, Оконечный элемент спектрометра ≈ мвдон-ный идентификатор С . В экспериментах на этом спектрометре получены прецизионные данные о вероятностях распадов каонов:
4у; К
л~л0-у;
Спектрометр ГЕЛИОС используется для изучения взаимодействий ускоренных ядер О и S (с энергией порядка 200 ГэВ/нукдон) с тяж╦лыми ядрами* Он позволяет измерять спектры вторичных частиц, исследовать их Корреляции, идентифицировать электроны, мюоны,
Рис. 1, ∙Схематическое изображение спектрометра ИСТРА: М ≈ магнит; 4i_4 ≈ пороговые черепковские сч╦тчики; Gi_3 ≈ го до с к одические сцинтилляцией-ные сч╦тчики, включ╦нные в схему совпадений; А, ^5 ≈ годоско-пические сцинтилляционныеанти-совпадательныесч╦тчики;ПК] _й~ координатные пропорциональные намеры (с проволочками во взаимно перпендикулярных направлениях); Не ≈ объ╦м, заполненный газообразным гелием для уменьшения многократного рассеяния частиц; ЭК ≈ электромагнитный калориметр (черепковский спектрометр полного поглощения из свинцового стекла); СТ1_4 ≈ годоскоп стримерных (дрейфовых) трубок; АК ≈ адронный
калориметр, содержащий стальные листы, прослоенные «коврами» стри-ыерных (дрейфовых) трубок; Fe ≈ железный фильтр мюонного идентифи-
ПК
ПК
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
акуум
|
|
|
|
|
|
т
|
/г
|
Не
|
|
|
|
|
1-
|
,
|
|
|
|
/
|
|
\ /
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК А ЛК
Я
м
ст
эк
АК
ПК ПК ПК ПК
катора; С└ ≈ мюонный сцивтилляционный годоскоп.
измерений к абс. эпсргетич, шкале (с уч╦том данных калибровки детекторов). Восстановленная пространств, картина виауализуется для контроля на экране дисплея. После анализа отд. событий и идентификации продуктов взаимодействия проводится ста-тистич. обработка, корреляц. анализ, группировка событий по разл. признакам и т. ц. Обработка фнль-мовой информации от трековых детекторов дополнительно включает ручной или автоматизированный поиск нужных треков среди множества фоновых и измерение их параметров с записью для дальнейшего анализа (см. Анализ данных).
Контроль и калибровка К. с. д. необходимы для поддержания стабильных условий работы и абс, привязки результатов координатных и амплитудных измерений (автоматич. контроль тока в магнитах, теми-ры, состава и давления газа в газоразрядных детекторах, напряжения питания детекторов и др.). Для калибровки спектрометрнч, каналов используются эталонные радионуклиды, светодиоды и лазеры (калибровка фотоумножителей), прецизионные генераторы импульсов. В ряде К. с. д. предусмотрен периодич. контроль стабильности триггера и эффективности фильтрации данных пут╦м генерации искусств, событий. Примеры крупномасштабных К. с. д. ИСТРА и ГЕЛИОС показаны на рис. 1 и 2.
Спектрометр ИСТРА, установленный в смешанном адронном пучке ускорителя У-70 (ИФВЭ) с энергией 70 ГэВ, предназначен для регистрации редких распадов пионов и каонов, идущих с вероятностью порядка 10~9≈10~8 относительно основных мод распада. Спектрометр содержит годоскопы сцкнтплляционных совпадателышх сч╦тчиков, локализующих траектории пионов и каонов, и идентифицирующие их пороговые черепковские детекторы (рис. 1). Координаты заряж. продуктов распада, происходящего в вакуумирован-ном объ╦ме, к-рыц окруж╦н антисовпадател ьными
нейтрино и т. д. В ЦЕРН'е он имеет секционированную активную мишень в виде 200 катодных проволочек пропорц, камеры ПМ (рис. 2), натянутых в плоскости пучка в поперечном ему направлении (шаг 0,5 мм). Малая толщина проволочек (100 мкм, т. е. менее 10 ~3 ядерного пробега) и амплитудный анализ сигналов позволяют свести к минимуму вклад вторичных взаимодействий в мишени. Использование проволочек из разл. материалов при идентификации точки взаимодействия да╦т возможность исследовать изменение характеристик процесса столкновения ядро≈ядро с ростом ат. номера Z вещества мишени. Для повышения вероятности попадания первичных частиц на мишень используется «ленточный» пучок, растянутый в поперечном горизонтальном и сжатый в вертикальном направлениях.
Вершинный детектор КД ≈ кремниевый микростри-повый с координатным разрешением 10 мкм. Для Измерения импульсов вторичных частиц, вылетающих из мишени {множественность рождения до 103), используется т. н. передний магн. спектрометр, содер-. жащий прецизионные многотрековые дрейфовые камеры ДК с пространств, разрешением 80 мкм, что обеспечивает точность измерений импульса порядка 0,001 ГэВ/с. Отделение вторичных электронов от адронов производится с помощью расположенного за магн. спектрометром 8-слойного детектора рентг. переходного излучения.
Информация о рождении нейтрино получается из измерений полного эперговыделения продуктов взаимодействия. Энергия вторичных адронов измеряется с помощью калориметров ≈ ионизационного жидко-аргонового с урановыми поглотителями и сциптил-ляционных ≈ уранового, прослоенного пластинами из органич. сцинтиллятора, и железного, использующего в качестве поглотителя ярмо магнита. Толщина вещества этих калориметров отвечает 10 ядерным про-
Ш
3
z
X
О
CL
О
ас
425
