С.Белостоцкий сессия 2010 olympus эксперимент В. Андреев...
TRANSCRIPT
![Page 1: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/1.jpg)
С.Белостоцкий сессия 2010
OLYMPUSOLYMPUS экспериментэксперимент
В. АндреевС.Белостоцкий Д.ВеретенниковГ.ГавриловА.ИзотовА.КиселевП.КравченкоА.КрившичО.МиклухоЮ.Нарышкин
+Отд.трек.дет.
![Page 2: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/2.jpg)
Born ep CROSS SECTION AND POLARIZATIONTRANSFR
2 2 2 2E M
2
Mott
2
r2 2 2
p
e
E
2
M
G (Q ) G (Q )
G (Q ) G (
d d 1,
d d (1 )
Q,
4M
1photon polarizati
Q )
on , 0 1.1 2(1 )tan ( / 2)
pk'pk
ek 'ek
q
pJ
eJ Unpolarized cross section
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 3: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/3.jpg)
Born ep CROSS SECTION AND POLARIZATIONTRANSFR
2 2 2 2E M
2
Mott
2
r2 2 2
p
e
E
2
M
G (Q ) G (Q )
G (Q ) G (
d d 1,
d d (1 )
Q,Q
4M
1, 0 1.
1 2(1 ) tan ( /
)
2)
photon polarization
pk'pk
ek 'ek
q
pJ
eJ Unpolarized cross section
Proton magnetic form factor
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 4: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/4.jpg)
Born ep CROSS SECTION AND POLARIZATIONTRANSFR
2 2 2 2E M
2
Mott
2
r2 2 2
p
e
E
2
M
G (Q ) G (Q )
G (Q ) G (
d d 1,
d d (1 )
Q,Q
4M
1, 0 1.
1 2(1 ) tan ( /
)
2)
photon polarization
pk'pk
ek 'ek
q
pJ
eJ Unpolarized cross section
Proton magnetic form factor
2 2
2p E 22 2M
Untill recently it was commonly
accepted t
μ G (Q )1 at
hat
Q 10 GeV / cG (Q )
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 5: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/5.jpg)
Born ep CROSS SECTION AND POLARIZATIONTRANSFR
2 2 2 2E M
2
Mott
2
r2 2 2
p
e
E
2
M
G (Q ) G (Q )
G (Q ) G (
d d 1,
d d (1 )
Q,Q
4M
1, 0 1.
1 2(1 ) tan ( /
)
2)
photon polarization
pk'pk
ek 'ek
q
pJ
eJ Unpolarized cross section
Proton magnetic form factor
иными словами, распределения заряда и магнетизма в протонесовпадают вплоть до растояний порядка 0.065 fm-1 !!
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 6: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/6.jpg)
Puzzle of Proton Form Factor RatioPuzzle of Proton Form Factor Ratio
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 7: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/7.jpg)
Dramatic discrepancy between Rosenbluth and recoil polarization technique
Jefferson LabMeasurement of recoil proton polarization
Puzzle of Proton Form Factor RatioPuzzle of Proton Form Factor Ratio
2 2E2 2M
'e e
ep
G (Q )
G (Q )
E EPtan( / 2)
P 2M
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 8: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/8.jpg)
Contribution of Two Photon Exchange Effects Contribution of Two Photon Exchange Effects ????
+ e,p bremschtr.
С.Белостоцкий сессия 2010
p bremm
2 2 2 * 2 *ep ep Born Born 2 e bremmM M 2e M Re M 2e M M
![Page 9: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/9.jpg)
Contribution of Two Photon Exchange Effects Contribution of Two Photon Exchange Effects ????
+ e,p bremschtr.
С.Белостоцкий сессия 2010
p bremm
2 2 2 * 2 *ep ep Born Born 2 e bremmM M 2e M Re M 2e M M
![Page 10: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/10.jpg)
Contribution of Two Photon Exchange Effects Contribution of Two Photon Exchange Effects ????
p bremm
2 2 2 * 2 *ep ep Born Born 2 e bremmM M 2e M Re M 2e M M
2 2 2 *Born Born e bremstr p bremstr
2 2 2 *Born Born e bremstr p brems2 t
*r
*2Re(M )
Re
M 2e M 2e R e(M M )
M 2e M 2e Re(M MM ) )(
Charge asymmetry
P.G. Blunden et al.,Phys. Rev. C 72, 034612 (2005)
+ e,p bremschtr.
С.Белостоцкий сессия 2010
Model dependent
![Page 11: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/11.jpg)
OLYMPUSEbeam=2 GeVarea
Dec.2010
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 12: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/12.jpg)
The OLYMPUS ExperimentThe OLYMPUS Experiment• Electrons/positrons (100mA) in multi-GeV storage ring DORIS at
DESY, Hamburg, Germany
• Unpolarized internal hydrogen target (like HERMES) 3 x 1015 at/cm2 @ 100 mA → L = 2x1033 / (cm2s)
• Measure elastic e+/e- proton scattering to 1% precision at 2 GeV energy with ε range from 0.4 to 1 at high Q2 ~ 2-3 (GeV/c)2 using the existing Bates Large Acceptance Spectrometer Toroid
• Experiment requires switching from e+ beam to e- beam on timescale of ≤ 1 day.
• Redundant monitoring of luminosity, pressure, temperature, flow, current measurements - small-angle elastic scattering at high ε and low Q2
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 13: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/13.jpg)
Создана Коллаборация OLYMPUS; Разработан TDR , в котором обозначен материальный и интелектуальный вклад участников в эксперимент; ПИЯФ и DESY подписали MoU о проведении эксперимента и об обязательствах сторон ; Эксперимент оффициально одобрен Департаментом Энергии США с гарантией финансовой поддержки; Администрация ОФВЭ поддерживает эксперимент и выделяет средства на разработку и изготовление аппаратуры, являющейся материальным вкладом института; Администрация DESY поддерживает эксперимент и содействует его проведению.
Статус эксперимента и вклад ПИЯФ
Разработана и производится трековая система монитора светимости (7 модулей пропорциональныхкамер, XUV-плоскости, шаг 1мм, всего на 2 200 каналов) для ep-elastic монитора. Проп.камеры будут использоваться в комбинации с GEM дет.ПИЯФ является отвественным за Slow Control;ПИЯФ участвует в Monte-Carlo моделировании эксперимента и в обработке и анализе экспериментальных данных.
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 14: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/14.jpg)
time-of-flight
scintillators
target
GEMtrackers
12deg luminosity
GEM+MWPC
magnet coils
drift chambers
Moller/Bhabh
luminosity calorimeters
DORISbeam
OLYMPUS Experiment OLYMPUS Experiment
С.Белостоцкий сессия 2010
ep – coincidences, tracking, TOF, Δp/p
![Page 15: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/15.jpg)
12 deg Luminosity Monitor 12 deg Luminosity Monitor
3GEMs+3MWPCs left /right symmetricallocated between toroid coilsserious difficulties with lack of space3GEMs+3MWPCs MC-tracking simulation
PCOS readout
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 16: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/16.jpg)
Target System Target System
DESY integration:Will be new vacuum segment.Valves controlled by DESY vacuum group.
Pumps and internal valves will be controlled by OLYMPUS
Target Beamline Target Beamline
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 17: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/17.jpg)
Test Beam Time in 2011 Test Beam Time in 2011
• TOF bars (spares from OLYMPUS)• 3 Lumi GEM detectors• 2 MWPC (prototype)• 16 lead glass detectors (Bonn)
Installation week 12-18 January
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 18: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/18.jpg)
Time lines
Done-DCs wiring and tests-Toroid powering, control field mapping-TOF scint. counters revised, checked -Target cell fabricated Well on track-DORIS beam e+ /e- test 2.-2.3 GeV-IP area preparation, target installation January 2011-In construction• GEM trackers• 12 deg lumi: GEM+MWPC• Möller/Bhabha lumi calo Test run start January 2011 Detector commissioning in parking position February 2011Detector commissioning in DORIS beam August 2011 Data taking 2012
С.Белостоцкий сессия 2010
![Page 19: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/19.jpg)
BACKUP SLIDES
![Page 20: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/20.jpg)
Richard Milner DESY April 6, 2009 20
Projected OLYMPUS uncertaintiesProjected OLYMPUS uncertainties
![Page 21: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/21.jpg)
Richard Milner DESY April 6, 2009 21
![Page 22: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/22.jpg)
•Target cell installed and aligned•Cold-head installed•Pumps and controllers connected•Vacuum gauges connected
Target System Target System
R. Beck, F. Brinker DESY MAC 2010
![Page 23: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/23.jpg)
• Shipped without wires• Completely re-wired• Currently
– electronics assembly
Wire Chambers Wire Chambers
R. Beck, F. Brinker DESY MAC 2010
![Page 24: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/24.jpg)
• Existing radiation hard PbF2 crystals
• Assembly and testing
Moller/Bhabha Luminosity Monitor Moller/Bhabha Luminosity Monitor
R. Beck, F. Brinker DESY MAC 2010
![Page 25: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/25.jpg)
ep ep e pM e e
Radiative Corrections & TPE graphs
p bremm
2 22 2 * *ep ep e p Born e p Born 2 e p e bremmM e e M 2e e M Re M 2e e M M
Calculable standardradiative correction
Contribution from two photon exchange diagram not taken into account in traditional analysis may be an explanation
S.Belostotski Seminar HEPD, May 05 2009
Change sign
![Page 26: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/26.jpg)
ELASTIC ep SCATTERING AMPLITUDE ,CROSS SECTION AND POLARIZATIONTRANSFR
2
rMott p
2 2 2 2
2
2 2 2 2M
e
E E MG (Q ) G (Q ) G (Qd d 1 Q
, ,d d (1 ) 4M
1, 0 1.
1 2(1 ) tan ( / 2
) G (Q )
)photon polarization
pk'pk
ek 'ek
q
pJ
eJ
2 2' 'e e e p p pM2 E
1M e u k u k G (Q ) G (Q )e u k i q u k
q
In plane wave Born (OPE) approximation e-p scattering invariant amplitud
e
pJeJ Using M one may calculate all necessary observables:
Unpolarized cross section
Spin transfer from longitudinally polarized electron to recoil proton
2 2E2 2M
'e e
ep
G
(
E Etan(
(Q )
G (Q 2)
P
P M
P
P
Longitudinal polarization component (along recoil proton momentum)
Transverse polarizationcomponent in scattering plane
perp. to recoil proton momentum
)
/ 2)
under study
S.Belostotski Seminar HEPD, May 05 2009
![Page 27: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/27.jpg)
Extraction of FFs from Unpolarized Elastic e-p ScatteringExtraction of FFs from Unpolarized Elastic e-p Scattering
Proton magnetic form factor
3R
2
iqx 3
3R
0
22 22
2
2D
22D
D
e e d x8
sin qRG Q
G Q
e RdR2 q
, Q qQ
0.84Ge
Q
V
GDipole parametrization
with
By far not idealbut acceptableparameterization
S.Belostotski Seminar HEPD, May 05 2009
![Page 28: С.Белостоцкий сессия 2010 OLYMPUS эксперимент В. Андреев С.Белостоцкий Д.Веретенников Г.Гаврилов А.Изотов](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062407/56649e375503460f94b27ff1/html5/thumbnails/28.jpg)
Schedule for studies
• Operation at 2.3 GeV successfully tested in 2009/2010• Electron tests in February 2011 • First runs with test experiment in February 2011• Test runs without detector during two service weeks in April
and June 2011 ( ~ 48 hours each week )• Starting full operation with detector in August 2011• Detector commissioning and beam studies during service
weeks in September and October 2011 + parasitic running at 4.5 GeV ( w/o target )
• Possibilities for access and short tests on most Wednesdays
• 1 week commissioning in January 2012
6 shifts in 1 week
4 days
4 days
2 days
_______
12 days