强磁场下三重GEM探测器的微时间投影室簇重建开发与测试
仪器与探测器
2017-07-17 v1
摘要
利用 CERN SPS 测试区 H4 束线的缪子束，评估了三重 GEM 原型的性能。来自两个平面原型的数据通过两种簇化方法离线重建和分析：电荷分布的质心法和微时间投影室(\muTPC)法。关于空间分辨率，电荷质心簇重建在无磁场时表现极好：分辨率远小于 100 \mum 。增加磁场强度，分辨率几乎线性退化，这是洛伦兹力使电子雪崩位移、变宽和非对称化的效应。通过调整 GEM 原型的电场，我们能在 1 特斯拉下实现前所未有的 190 \mum 空间分辨率。为了提升强磁场和倾斜径迹下的空间分辨率，研究了 \muTPC 簇重建。此种读出模式利用 GEM 探测器和电子学的良好时间分辨率来重建粒子在转换间隙内的轨迹。除空间分辨率改善外，还可提取径迹角度信息。新聚类算法已在无磁场的对角径迹上测试，显示对于 10{\deg} 到 45{\deg} 的入射角，分辨率在 100 um 到 150 um 之间。研究表明在 1 特斯拉磁场下性能相似。这是首次在磁场中使用 \muTPC 读出与三重 GEM 探测器。本研究表明组合读出能够在宽泛的粒子动量和入射角范围内，直至 1 特斯拉磁场，保证稳定性能。
引用
@article{arxiv.1707.04456,
title = {Development and Test of a uTPC Cluster Reconstruction for a Triple GEM Detector in Strong Magnetic Field},
author = {R. Farinelli and M. Alexeev and A. Amoroso and F. Bianchi and M. Bertani and D. Bettoni and N. Canale and A. Calcaterra and V. Carassiti and S. Cerioni and J. Chai and S. Chiozzi and G. Cibinetto and A. Cotta Ramusino and F. Cossio and F. De Mori and M. Destefanis and T. Edisher and F. Evangelisti and L. Fava and G. Felici and E. Fioravanti and I. Garzia and M. Gatta and M. Greco and D. Jing and L. Lavezzi and C. Leng and H. Li and M. Maggiora and R. Malaguti and S. Marcello and M. Melchiorri and G. Mezzadri and G. Morello and S. Pacetti and P. Patteri and J. Pellegrino and A. Rivetti and M. D. Rolo and M. Savrié and M. Scodeggio and E. Soldani and S. Sosio and S. Spataro and L. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.04456},
year = {2017}
}