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 ¡

5-­‑T ¡solenoid ¡ Up ¡Counter ¡(scint1) ¡ Down ¡Counter ¡(scint2) ¡ Faraday ¡Cup ¡

• ¡Ti ¡Vacuum ¡window: ¡8 ¡mils ¡= ¡0.2 ¡mm ¡
• ¡Be ¡RF ¡window: ¡360 ¡µm ¡= ¡0.36 ¡mm ¡
• ¡Cu ¡Cavity ¡wall ¡thickness: ¡6.4 ¡mm ¡
• ¡SS ¡Vacuum ¡Vessel ¡wall ¡thickness: ¡25.4 ¡mm ¡
• ¡Plas,c ¡counter ¡(BC408, ¡2.5 ¡cm ¡x ¡2.5 ¡cm ¡x ¡1 ¡cm) ¡
• ¡6-­‑[ ¡op,cal ¡fiber ¡(8 ¡ϕmm) ¡
• ¡PMT ¡(H10721-­‑10) ¡inside ¡Mu-­‑metal ¡

PMT ¡+ ¡Mu ¡metal ¡

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• 2. × 10-8
• 1. × 10-8
• 1. × 10-8
• 2. × 10-8
• 0.20
• 0.15
• 0.10
• 0.05

Compare ¡Field ¡emission ¡event ¡ ¡ vs ¡single ¡event ¡(no ¡B ¡field) ¡

Orange: ¡Field ¡emission ¡signal ¡ Blue: ¡Single ¡event ¡taken ¡at ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡energy ¡calibra,on ¡run ¡

∼ ¡800 ¡ps ¡

Bin ¡size ¡δt ¡= ¡400 ¡ps ¡

Time ¡difference ¡will ¡be ¡a ¡dura,on ¡ ,me ¡of ¡the ¡field ¡emission ¡process ¡

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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 ¡

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It ¡is ¡an ¡evidence ¡that ¡the ¡fast ¡counter ¡measure ¡electrons ¡

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 ¡

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If ¡so, ¡how ¡about ¡this? ¡

• Fast ¡counter ¡sees ¡different ¡radia,ons ¡when ¡

magne,c ¡field ¡is ¡on ¡

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Run130/evt10057 ¡ Run144/evt2898000 ¡ E ¡= ¡9.5 ¡MV/m, ¡B ¡= ¡0 ¡ ¡ E ¡= ¡8.5 ¡MV/m, ¡B ¡= ¡5 ¡T ¡ ¡

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 ¡

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Time in minutes RF Turned off at this point. Vacuum Radiation Magnet Current 0.038T 0.029T .0145T

• Curves were taken at a

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 ¡

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 ¡

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