Unsolved ques,on in fast counter measurement K. Yonehara - PowerPoint PPT Presentation

Unsolved ¡ques,on ¡in ¡fast ¡ counter ¡measurement ¡ K. ¡Yonehara ¡ APC, ¡Fermilab ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 1 ¡

Configura,on ¡ • ¡Ti ¡Vacuum ¡window: ¡8 ¡mils ¡= ¡0.2 ¡mm ¡ • ¡Be ¡RF ¡window: ¡360 ¡ µ m ¡= ¡0.36 ¡mm ¡ 5-­‑T ¡solenoid ¡ • ¡Cu ¡Cavity ¡wall ¡thickness: ¡6.4 ¡mm ¡ • ¡SS ¡Vacuum ¡Vessel ¡wall ¡thickness: ¡25.4 ¡mm ¡ PMT ¡+ ¡Mu ¡metal ¡ Up ¡Counter ¡(scint1) ¡ Faraday ¡Cup ¡ • ¡Plas,c ¡counter ¡(BC408, ¡2.5 ¡cm ¡x ¡2.5 ¡cm ¡x ¡1 ¡cm) ¡ Down ¡Counter ¡(scint2) ¡ • ¡6-­‑[ ¡op,cal ¡fiber ¡(8 ¡ ϕ mm) ¡ • ¡PMT ¡(H10721-­‑10) ¡inside ¡Mu-­‑metal ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 2 ¡

Compare ¡Field ¡emission ¡event ¡ ¡ vs ¡single ¡event ¡(no ¡B ¡field) ¡ - 2. × 10 - 8 - 1. × 10 - 8 1. × 10 - 8 2. × 10 - 8 Bin ¡size ¡ δ t ¡= ¡400 ¡ps ¡ - 0.05 Orange: ¡Field ¡emission ¡signal ¡ - 0.10 Blue: ¡Single ¡event ¡taken ¡at ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡energy ¡calibra,on ¡run ¡ - 0.15 Time ¡difference ¡will ¡be ¡a ¡dura,on ¡ ,me ¡of ¡the ¡field ¡emission ¡process ¡ - 0.20 ∼ ¡800 ¡ps ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 3 ¡

Past ¡polaroid ¡film ¡measurement ¡ ¡ • ¡Film ¡is ¡exposure ¡about ¡1 ¡min ¡@ ¡B ¡is ¡on ¡ • ¡5 ¡bright ¡spots ¡seen ¡before ¡breakdown ¡ • ¡A[er ¡one ¡breakdown, ¡the ¡brightest ¡spot ¡gone ¡ ¡ ¡ ¡(between ¡second ¡and ¡third ¡snapshots) ¡ • ¡Polaroid ¡film ¡seems ¡to ¡be ¡insensi,ve ¡to ¡x-­‑ray ¡ • ¡Image ¡seems ¡to ¡be ¡made ¡by ¡electrons ¡ It ¡is ¡an ¡evidence ¡that ¡the ¡fast ¡counter ¡measure ¡electrons ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 4 ¡

Discussion ¡ • Single ¡FE ¡event ¡can ¡be ¡made ¡by ¡a ¡bunched ¡ electron ¡beam ¡and ¡bunch ¡length ¡can ¡be ¡~800 ¡ ps ¡(t ¡should ¡depend ¡on ¡RF ¡amplitude) ¡ ¡ • What ¡do ¡we ¡see ¡in ¡the ¡fast ¡counter? ¡ – Electron? ¡ • Field ¡emission ¡signal ¡seems ¡to ¡be ¡made ¡by ¡electrons ¡ – X-­‑ray? ¡ • Mul,pactoring ¡signal ¡seems ¡to ¡be ¡made ¡by ¡X-­‑ray ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 5 ¡

If ¡so, ¡how ¡about ¡this? ¡ • Fast ¡counter ¡sees ¡different ¡radia,ons ¡when ¡ magne,c ¡field ¡is ¡on ¡ Run144/evt2898000 ¡ Run130/evt10057 ¡ E ¡= ¡9.5 ¡MV/m, ¡B ¡= ¡0 ¡ ¡ E ¡= ¡8.5 ¡MV/m, ¡B ¡= ¡5 ¡T ¡ ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 6 ¡

Why ¡so ¡different? ¡ • It ¡seems ¡that ¡the ¡external ¡magne,c ¡field ¡induces ¡a ¡resonance ¡ condi,on ¡at ¡any ¡RF ¡gradients ¡ • We ¡need ¡to ¡look ¡at ¡magne,c ¡field ¡dependence ¡with ¡ systema,c ¡way ¡ Vacuum RF Turned off at Radiation this point. 0.038T Magnet Current 0.029T • Curves were taken at a .0145T constant gradient of 5 MV/m and Shows strong correlationship between Vacuum, Radiation and magnetic field due to wide band multi-pactoring. Morej, ¡RF ¡workshop’08 ¡@ ¡Fermilab ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 7 ¡ Time in minutes

Summary ¡ • Two ¡electron ¡dynamics ¡may ¡be ¡dis,nguished ¡ in ¡the ¡fast ¡plas,c ¡counter ¡measurement ¡ – Field ¡emission ¡process ¡should ¡be ¡inves,gated ¡at ¡ zero ¡B ¡field ¡ – Mul,pactoring ¡process ¡can ¡be ¡inves,gated ¡w/ ¡& ¡ w/o ¡B ¡fields ¡ • I ¡s,ll ¡do ¡not ¡see ¡how/why ¡these ¡dynamics ¡are ¡ anything ¡to ¡do ¡with ¡the ¡breakdown ¡ 5/26/15 ¡ Wednesday ¡mee,ng, ¡K. ¡Yonehara ¡ 8 ¡