F i r s t D e m o n s t r a t i o n o f I o n - - PowerPoint PPT Presentation

SLIDE 1

F i r s t D e m

• n

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SLIDE 2

05.04.18

• T. Mohayai

2

O v e r v i e w

Mo t i v a t i

• n

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SLIDE 3

05.04.18

• T. Mohayai

3

O v e r v i e w

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SLIDE 4

05.04.18

• T. Mohayai

4

Mo t i v a t i

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SLIDE 5

05.04.18

• T. Mohayai

5

O v e r v i e w

Mo t i v a t i

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SLIDE 6

05.04.18

• T. Mohayai

6

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SLIDE 7

05.04.18

• T. Mohayai

7

O v e r v i e w

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SLIDE 8

05.04.18

• T. Mohayai

8

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R A L S i t e

SLIDE 9

05.04.18

• T. Mohayai

9

O v e r v i e w

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SLIDE 10

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• T. Mohayai

10

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Me a s u r e m u

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• l

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SLIDE 11

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• T. Mohayai

11

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i n g Me a s u r e m e n t w i t h MI C E – C

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I n p u t m e a s u r e m e n t O u t p u t m e a s u r e m e n t

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t p u t ) t h e a b s

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SLIDE 12

05.04.18

• T. Mohayai

12

S i n g l e P a r t i c l e Me a s u r e m e n t

x [ m m ] z [ m m ] E m i t t a n c e m e a s u r e m e n t p r e c i s i

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e m i t t a n c e c a l c u l a t i

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SLIDE 13

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• T. Mohayai

13

MI C E S t a t u s I

S u c c e s s f u l l y c

• n

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s ( 4 D ) : C

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t r i b u t i

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s T U P ML 6 2 , T U P ML 6 3 , T U P ML 6 5 , T U P ML 6 7

I n t e g r a t e d p a r t i c l e t r i g g e r s

MI C E B e a m

2 1 6 / 2 / 2 5 2 1 6 / 2 / 4 2 1 6 / 3 / 1 7 2 1 6 / 6 / 3 2 1 6 / 7 / 2 1 2 1 6 / 9 / 2 2 2 1 6 / 1 / 1 3 2 1 6 / 1 1 / 3 2 1 6 / 1 2 / 1 5 2 1 7 / 2 / 1 6 2 1 6 / 1 1 / 2 4 2 1 7 / 3 / 9 2 1 7 / 6 / 1 2 1 7 / 1 / 5 2 1 7 / 1 1 / 1 5 2 1 7 / 1 2 / 6 3 5 3 2 5 2 1 5 1 5 I n t e g r a t e d P a r t i c l e T r i g g e r s x 1

6

SLIDE 14

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• T. Mohayai

14

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• l

y e t h y l e n e w e d g e a b s

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• n

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b e r d u e t

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t r a g g l i n g i n i

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s I n s t e a d u s e e m i t t a n c e e x c h a n g e : h i g h e r e n e r g y m u

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e m a t e r i a l ( l

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g i t u d i n a l c

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t r a n s v e r s e h e a t i n g )

MI C E S t a t u s I I

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Mi s s i s s i p p i w h e n fj r s t m a n u f a c t u r e d P h

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f u l l w e d g e i n s t a l l e d i n F

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• n

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• T. Mohayai

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O v e r v i e w

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i n g E x p e r i m e n t ( MI C E ) : C

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, e x p e r i m e n t a l s i t e C

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t i c s D e m

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i n g : Ma t e r i a l s t u d i e s I

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a n d F u t u r e P r

• s

p e c t s

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• T. Mohayai

16

MI C E Mu

• n

B e a m

T h e MI C E Mu

• n

B e a m

• n

I S I S a n d t h e b e a m

• l

i n e i n s t r u m e n t a t i

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t h e Mu

• n

I

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C

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i n g E x p e r i m e n t , J I N S T 7 , P 5 9 ( 2 1 2 ) C h a r a c t e r i s a t i

• n
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b e a m s f

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t h e Mu

• n

I

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i s a t i

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C

• l

i n g E x p e r i m e n t , E P J C 7 3 , 1 ( 2 1 3 )

I S I S 8 Me V p r

• t
• n

b e a m b

• m

b a r d i n g MI C E p u l s e d t i t a n i u m t a r g e t p

m:

[ 1 4 , 3 ] Me V / c ,

eT:

[ 2 p, 1 p] m m r a d

“ Mu

• n

i c ” s e t t i n g “ P i

• n

i c ” s e t t i n g

s i m u l a t i

• n

SLIDE 17

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• T. Mohayai

17

MI C E D e t e c t

• r

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P i

• n

C

• n

t a m i n a t i

• n

i n t h e MI C E Mu

• n

B e a m, J I N S T 1 1 P 3 1 ( 2 1 6 ) E l e c t r

• n
• Mu
• n

R a n g e r ( E MR ) P e r f

• r

m a n c e i n t h e MI C E Mu

• n

B e a m, J I N S T 1 P 1 2 1 2 ( 2 1 5 )

MI C E D a t a T i m e

• f

F l i g h t ( T O F ) MI C E D a t a MI C E D a t a E l e c t r

• n
• Mu
• n

R a n g e r ( E MR ) B e a m p u r i t y d e t e c t

• r

s – t i m e

• f

fm i g h t , C h e r e n k

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n t e r s , c a l

• r

i m e t r y – m b e a m h a s s m a l l e , p c

• n

t e n t s : p c

• n

t e n t w i t h K L a n d T O F < 1 . 4 % e t a g e ffj c i e n c y w i t h E MR > 9 8 . 6 % K L O E

• L

i g h t ( K L ) MI C E D a t a

MI C E B e a m

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05.04.18

• T. Mohayai

18

MI C E T r a c k e r R e c

• n

s t r u c t i

• n

x [ m m ] z [ m m ]

y [ m m ]

y [ m m ] y [ m m ] x [ m m ]

T r a c k e r S t a t i

• n

5 T r a c k e r S t a t i

• n

4 T r a c k e r S t a t i

• n

3 T r a c k e r S t a t i

• n

2 T r a c k e r S t a t i

• n

1 U p s t r e a m D

• w

n s t r e a m

MI C E D a t a

MI C E T r a c k e r x [ m m ]

H e l i c a l t r a c k s f

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m e d i n s p e c t r

• m

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d s : P h a s e

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d i n a t e s

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r e c

• n

s t r u c t e d i n t r a c k e r s MI C E D a t a

T r a c k e r S t a t i

• n

5 T r a c k e r S t a t i

• n

4 T r a c k e r S t a t i

• n

3 T r a c k e r S t a t i

• n

2 T r a c k e r S t a t i

• n

1

MI C E B e a m

SLIDE 19

05.04.18

• T. Mohayai

19

MI C E S p e c t r

• m

e t e r S

• l

e n

• i

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5 s u p e r c

• n

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l s i n e a c h

S S

, 2 f

• r

b e a m m a t c h i n g , 3 f

• r

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• r

m fj e l d s i n t h e t r a c k i n g v

• l

u m e s A p a i r

• f

c

• i

l s i n t h e A b s

• r

b e r F

• c

u s C

• i

l ( A F C ) m

• d

u l e , w h i c h h

• l

d s t h e a b s

• r

b e r . O p e r a t i n g i n s

• l

e n

• i

d ( s a m e p

• l

a r i t y ) a n d fm i p (

• p

p

• s

i t e p

• l

a r i t y ) m

• d

e s , m a x

• p

e r a t i n g fj e l d

• f

3 T

S S A F C z [ m m ] B [ T ]

MI C E D a t a F i e l d Mo d e l

SLIDE 20

05.04.18

• T. Mohayai

20

O v e r v i e w

Mo t i v a t i

• n

Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g E x p e r i m e n t ( MI C E ) : C

• l

l a b

• r

a t i

• n

, e x p e r i m e n t a l s i t e C

• n

c e p t , s i n g l e

• p

a r t i c l e n a t u r e , s t a t u s B e a m l i n e , d e t e c t

• r

s ,

• p

t i c s D e m

• n

s t r a t i

• n
• f

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g : Ma t e r i a l s t u d i e s I

• n

i z a t i

• n

c

• l

i n g C

• n

c l u s i

• n

a n d F u t u r e P r

• s

p e c t s

SLIDE 21

05.04.18

• T. Mohayai

21

Mu l t i p l e C

• u

l

• m

b S c a t t e r i n g

Y Z P r

• j

e c t e d S c a t t e r i n g A n g l e , L i H A b s

• r

b e r MI C E D a t a Y Z P r

• j

e c t e d S c a t t e r i n g A n g l e , N

• A

b s

• r

b e r

N

• A

b s

• r

b e r , MA U S v 2 . 5 L i H A b s

• r

b e r , MA U S v 2 . 5

MI C E D a t a Mu l t i p l e s c a t t e r i n g c a u s e s b e a m h e a t i n g , n e e d s t

• b

e w e l l

• u

n d e r s t

• d

i n MI C E C h a r a c t e r i z e d a s t h e a n g l e b e t w e e n t h e i n i t i a l a n d fj n a l m

• m

e n t u m a s p r

• j

e c t e d

• n

t

• Y

Z

SLIDE 22

05.04.18

• T. Mohayai

22

O v e r v i e w

Mo t i v a t i

• n

Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g E x p e r i m e n t ( MI C E ) : C

• l

l a b

• r

a t i

• n

, e x p e r i m e n t a l s i t e C

• n

c e p t , s i n g l e

• p

a r t i c l e n a t u r e , s t a t u s B e a m l i n e , d e t e c t

• r

s ,

• p

t i c s D e m

• n

s t r a t i

• n
• f

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g : Ma t e r i a l s t u d i e s I n p u t e m i t t a n c e s t u d y , I

• n

i z a t i

• n

c

• l

i n g C

• n

c l u s i

• n

a n d F u t u r e P r

• s

p e c t s

SLIDE 23

05.04.18

• T. Mohayai

23

E m i t t a n c e Me a s u r e m e n t

R e c

• n

s t r u c t p

• s

i t i

• n

a n d m

• m

e n t u m c

• r

d i n a t e s u s i n g MI C E t r a c k e r s C

• n

s t r u c t c

• v

a r i a n c e m a t r i x , C

• m

p u t e t r a n s v e r s e n

• r

m a l i z e d R MS e m i t t a n c e ,

MI C E D a t a

SLIDE 24

05.04.18

• T. Mohayai

24

I n p u t E m i t t a n c e Me a s u r e m e n t , B e a m S e l e c t i

• n

B e a m s e l e c t i

• n

MI C E D a t a B e a m s e l e c t i

• n

t

• r

e j e c t p and e m t i m e

• f

fm i g h t a n d m

• m

e n t u m s e l e c t e d B e a m s e l e c t i

• n MI

C E D a t a E v e n t #

SLIDE 25

05.04.18

• T. Mohayai

25

I n p u t E m i t t a n c e R e s u l t

G

• a

l : m e a s u r e t h e i n p u t b e a m e m i t t a n c e u s i n g t h e u p s t r e a m t r a c k e r F i r s t d i r e c t m e a s u r e m e n t

• f

e m i t t a n c e u s i n g s c i n t i l l a t i n g fj b e r t r a c k i n g d e t e c t

• r

s E m i t t a n c e MI C E D a t a

SLIDE 26

05.04.18

• T. Mohayai

26

S i n g l e

• p

a r t i c l e A m p l i t u d e I

b e a m c e n t e r

A

T

R e c

• n

s t r u c t p

• s

i t i

• n

a n d m

• m

e n t u m c

• r

d i n a t e s u s i n g t h e t r a c k e r s C

• n

s t r u c t c

• v

a r i a n c e m a t r i x C

• m

p u t e t r a n s v e r s e n

• r

m a l i z e d R MS e m i t t a n c e C

• m

p u t e t r a n s v e r s e a m p l i t u d e , D e fj n e d a s t h e d i s t a n c e

• f

a m u

• n

f r

• m

t h e b e a m c e n t e r A m p l i t u d e , 1 D a n d 2 D E x a m p l e m w i t h c

• r

d i n a t e u = ( x , p

x

)

T

SLIDE 27

05.04.18

• T. Mohayai

27

S i n g l e P a r t i c l e A m p l i t u d e I I

T e r m i n

• l
• g

y : B e a m c

• r

e : l e f t

• f

t h e d a s h e d v e r t i c a l l i n e t

• w

a r d s t h e l

• w

a m p l i t u d e , b e a m t a i l : r i g h t

• f

t h e d a s h e d v e r t i c a l l i n e t

• w

a r d s t h e h i g h a m p l i t u d e , b

• u

n d a r y a t d i s t r i b u t i

• n

1 s E x p e c t e d c

• l

i n g t r e n d : D

• m

i n a t e d b y t h e a v e r a g e m i g r a t i

• n
• f

m u

• n

s f r

• m

h i g h a m p l i t u d e t a i l t

• l
• w

a m p l i t u d e c

• r

e T a k e r a t i

• f

u p s t r e a m t

• d
• w

n s t r e a m h i s t

• g

r a m , i f > 1 → c

• l

i n g T a k e r a t i

• f
• f

u p s t r e a m t

• d
• w

n s t r e a m c u m u l a t i v e d i s t r i b u t i

• n

f u n c t i

• n

( i n t e g r a t e d

• v

e r m u

• n

c

• u

n t w i t h a m p l i t u d e e q u a l t

• r

l e s s t h a n t h e a m p l i t u d e u n d e r s t u d y ) , i f > 1 → c

• l

i n g

A

T

[ m m ] x 1

2

x 1

2

1 D e x a m p l e : b e a m c

• l

i n g w i t h a m p l i t u d e

SLIDE 28

05.04.18

• T. Mohayai

28

S y s t e m a t i c s , ( p

x

, p

y

) P h a s e

• s

p a c e

U p s t r e a m

• f

L H

2

A b s

• r

b e r D

• w

n s t r e a m

• f

L H

2

A b s

• r

b e r 1 4 Me V / c = P

r e f e r e n c e

6 m m = ei

n p u t

L H

2

a b s

• r

b e r 6 6 m m = bT E x c e l l e n t a g r e e m e n t b e t w e e n d a t a a n d s i m u l a t i

• n

p

x

p

y

SLIDE 29

05.04.18

• T. Mohayai

29

S i n g l e P a r t i c l e A m p l i t u d e R e s u l t

6

• 1

4 – P

r e f e r e n c e

• f

1 4 Me V / c a n d ei

n p u t

• f

6 m m 1

• 1

4 – P

r e f e r e n c e

• f

1 4 Me V / c a n d ei

n p u t

• f

6 m m R

A m p

: r a t i

• f

d

• w

n s t r e a m m u

• n

c

• u

n t t

• u

p s t r e a m R

A m p

> 1 → c

• l

i n g : Mi g r a t i

• n
• f

h i g h a m p l i t u d e m u

• n

s t

• l
• w

a m p l i t u d e “ N

• a

b s

• r

b e r ” d

• e

s n

• t

s h

• w

c

• l

i n g , a g r e e s w i t h L i

• u

v i l l e ’ s t h e

• r

e m MI C E D a t a

SLIDE 30

05.04.18

• T. Mohayai

30

O v e r v i e w

Mo t i v a t i

• n

Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g Mu

• n

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g E x p e r i m e n t ( MI C E ) : C

• l

l a b

• r

a t i

• n

, e x p e r i m e n t a l s i t e C

• n

c e p t , s i n g l e

• p

a r t i c l e n a t u r e , s t a t u s B e a m l i n e , d e t e c t

• r

s ,

• p

t i c s D e m

• n

s t r a t i

• n
• f

I

• n

i z a t i

• n

C

• l

i n g : Ma t e r i a l s t u d i e s I n p u t e m i t t a n c e s t u d y , I

• n

i z a t i

• n

c

• l

i n g C

• n

c l u s i

• n

a n d F u t u r e P r

• s

p e c t s

SLIDE 31

05.04.18

• T. Mohayai

31

C

• n

c l u s i

• n

a n d F u t u r e P r

• s

p e c t s

MI C E h a s m e a s u r e d m u

• n

i

• n

i z a t i

• n

c

• l

i n g ! S c a t t e r i n g d a t a t a k e n a n d a n a l y s i s n e a r l y c

• m

p l e t e L i H a n d L H

2

d a t a t a k e n a n d a n a l y s i s u n d e r w a y P r e l i m i n a r y m e a s u r e m e n t s

• f

e m i t t a n c e a n d a m p l i t u d e c

• m

p l e t e We d g e d a t a t a k e n a n d a n a l y s i s u n d e r w a y Ma n y p a p e r s p u b l i s h e d a n d m

• r

e p a p e r s i n p r e p a r a t i

• n

: h t t p : / / m i c e . i i t . e d u / p u b l i c a t i

• n

s /

SLIDE 32

05.04.18

• T. Mohayai

32

T h a n k y

• u

f

• r

l i s t e n i n g !

MI C E h a s b e e n m a d e p

• s

s i b l e b y g r a n t s f r

• m

D O E , N S F ( U S A ) , t h e I N F N ( I t a l y ) , t h e S T F C ( U K ) , t h e E u r

• p

e a n C

• m

m u n i t y , t h e J a p a n S

• c

i e t y f

• r

t h e P r

• m
• t

i

• n
• f

S c i e n c e , a n d t h e S w i s s N a t i

• n

a l S c i e n c e F

• u

n d a t i

• n

. We a r e g r a t e f u l t

• t

h e s u p p

• r

t g i v e n t

• u

s b y t h e s t a fg

• f

t h e S T F C R u t h e r f

• r

d A p p l e t

• n

a n d D a r e s b u r y L a b

• r

a t

• r

i e s . We a c k n

• w

l e d g e t h e u s e

• f

G r i d c

• m

p u t i n g r e s

• u

r c e s d e p l

• y

e d a n d

• p

e r a t e d b y G r i d P P i n t h e U K , h t t p : / / w w w . g r i d p p . a c . u k / . T r a v e l t

• I

P A C ' 1 8 s u p p

• r

t e d b y t h e U n i t e d S t a t e s N a t i

• n

a l S c i e n c e F

• u

n d a t i

• n

, t h e D i v i s i

• n
• f

P h y s i c s

• f

B e a m s

• f

t h e A m e r i c a n P h y s i c a l S

• c

i e t y , a n d T R I U MF