Диссертация (Исследование флуктуаций числа нуклонов-участников и отбор событий по центральности в экспериментах по столкновениям ультрарелятивистских ядер), страница 8

Такой способ восстановления первичной вершины позволяет достичьточности в несколько микрон. Отобранные пары хитов называются треклетами и используются для определения множественности заряженных частиц вцентральном интервале псевдобыстроты || < 0.5.ТрекингПоложения хитов, восстановленные в шести слоях ITS вместе с информациейиз других детекторов центральной баррельной системы, служат для восстановления треков рожденных частиц.Каждая заряженная частица, пролетающая через TPC, ионизирует газ. Подвоздействием напряжения электроны дрейфуют к считывающим сенсорам, которые определяют положение проекции точки ионизации. Третья координата точки восстанавливается через скорость и время дрейфа электрона.

Такимобразом, каждой заряженной частице, пролетевшей через TPC, соответствуетнабор восстановленных точек вдоль траектории ее движения. Плотность ионизации возрастает по мере приближения к вершине взаимодействия. Для реконструкции треков такое облако восстановленных точек траектории разделяютна слои.Из-за высокой плотности хитов во внутренней части TPC (подробное описание работы TPC см.

в [41]) реконструкция треков начинается с внешних слоевдетектора. Восстановление треков в первом приближении осуществляется потрем точкам. Для восстановления каждого трека одна точка берется из внешнего радиуса TPC, вторая определяется положением первичной вершины, восстановленной в ITS, а третья выбирается перебором по всем восстановленнымточкам в TPC на n слоев ближе к оси взаимодействия. В последующих приближениях осуществляется перебор по всем парам слоев с использованием фильтраКалмана (подробное описание см. в [42]).Далее механизм реконструкции треков использует сначала слои в TPC, апосле и все 6 слоев в ITS, заканчивая точкой первичной вершины.

После этоготреки экстраполируются назад через ITS, TPC и другие детекторы центральнойбаррельной системы для идентификации. На следующем шаге проверки трекиснова перефитируются с использованием информации из всех нижележащих44детекторов. На основе перефитированных треков определяется более точноезначение реконструированной вершины взаимодействия.Однако, для анализа, не требующего идентификации частиц и нечувствительного к точному определению параметров треков, можно использовать вершину и сами треклеты, восстановленные только с использованием подсистемыSPD в ITS.Положение вершины в столкновениях ядер свинца вычисляется с использованием ҡметода случайных подсобытийә.

Множество треков случайным образомразбивается на два подмножества, для каждого из которых вычисляется положение вершины.Разрешение, вычисленное как разница между двумя положениями, зависитот множественности треклетов в подсобытии. На графике (рис. 2.2) показаноразрешение вершины, определенное с помощью метода случайных подсобытийи экстраполированное в область большей множественности (эквивалентную 0 −5% центральных столкновений, определение центральности см.

3).Рис. 2.2: Сравнение двух способов восстановления первичной вершины: с помощью треков TPC и SPD треклетов [40].452.2.2 Детекторная система VZEROПомимо центральной баррельной системы эксперимент ALICE располагает детекторами в переднем диапазоне псевдобыстроты. К ним относятся парные сцинтилляторные детекторы VZERO-A и VZERO-C. Детекторы VZEROиспользуются для триггеринга событий (minimum bias и триггер центральныхсобытий) и помогают отделить в экспериментальных данных реальные неупругие соударения протонов или ядер от фоновых событий (происходящих, например, из-за взаимодействия пучков с остаточным газом в вакуумной камере).Благодаря своей модульной структуре, VZERO служит хорошим инструментом для восстановления начальной геометрии столкновения.

Он используетсядля измерений азимутальных потоков и определения плоскости реакции. Хорошая чувствительность системы VZERO к центральности столкновений (см.раздел 3.1.1) позволяет использовать систему для классификации событий.Конструкция системы VZEROПарные детекторы VZERO-A и VZERO-C располагаются в интервале передней псевдобыстроты (2.8 < < 5.1 для VZERO-A и −3.7 < < −1.7 дляVZERO-C) и состоят из четырех коаксиальных колец, расположенных вокругоси пучка, каждое из которых образовано восемью секциями. Диапазон псевдобыстрот для каждого из колец, представлен в таблице 2.2, а схематичноеизображение проекции детекторов на плоскость, поперечную пучку, показанона рис. 2.3. Каждая секция представляет собой сцинтиллятор толщиной 2.5 и2.0 см для VZERO-A и VZERO-C соответственно. Свет, образующийся в сцинтилляторах, направляется в фотоэлектронный умножитель. Более подробныесведения о детекторах и описание процедуры калибровки приведены в [43].Таблица 2.2: Аксептанс по псевдобыстроте, угловой аксептанс (град.), радиус(см) и положение вдоль оси пучка(см) для VZERO-A VZERO-C [43]46Рис.

2.3: Схематичное изображение сегментации детекторов VZERO [43]Триггеринг событийДетекторы VZERO играют большую роль в триггеринге событий в ALICE.Несколько лет работы эксперимента показали стабильность и надежность детекторов и считывающих систем. VZERO используется как ҡminimum biasәтриггер для pp, pPb, PbPb столкновений, а также как триггер центральныхсобытий для PbPb столкновений.В период 2009ҫ2010 гг.

для столкновений протонов (pp) использовался триггер OR , требующий наличие сигнала или в одном из детекторов VZERO, иливо внутренней части детектора ITS ҫ слоях пиксельного детектора SPD. Этоттриггер соответствовал рождению, как минимум, одной заряженной частицы вдиапазоне, покрывающем 8 единиц псевдобыстроты.С увеличением энергии возросла светимость БАК, вместе с этим увеличилсявклад фоновых событий в сигнал. Поэтому на триггер были поставлены болеежесткие условия.

А именно: ввели требование на одновременное присутствиесигнала в обоих детекторах VZERO, а также в одном из детекторов, специфических для топологии события (например, это мог быть мюонный детектор илиэлектромагнитный калориметр).Для столкновений ядер свинца триггер был определен таким образом, чтобы обеспечить высокую эффективность регистрации адронных взаимодействий.Триггер срабатывал, если были выполнены хотя бы два из следующих трехусловий:1. два соударения во внешнем слое SPD,472. сигнал в VZERO-A,3. сигнал в VZERO-C.Во время периода сбора данных в 2010 году триггер требовал совпадение всехтрех событий, так как с возросшей светимостью было необходимо подавитьэлектромагнитные ливни от диссоциации ядер свинца.

В 2011 году детекторVZERO использовался для трех типов триггеров: minimum bias, требовавшийодновременно сигналов в обоих детекторах VZERO-A и VZERO-C, а также дватипа триггеров, основанных на центральности, определенной по VZERO (см. соответствующий раздел) и отбирающие 50% и 10% самых центральных столкновений соответственно. Более подробные сведения об использовании детекторовVZERO для триггеринга событий представлено в работе [43].2.2.3 Детекторная система ADДифракционный детектор AD на эксперименте ALICE был установлен вовторой половине периода сбора данных RUN-II, что позволило улучшить измерения, расширив диапазон по быстроте.

Новый детектор улучшил способностьопределения дифракционных событий в протон-протонных и ионных столкновениях за счет добавления счетчиков частиц для малых углов вылета частицвблизи оси пучка в псевдобыстротном диапазоне 4.8 < < 6.3, −7.0 < < −4.9(см. рис 2.4).Детектор AD (см.

рис 2.5) состоит из двух подсистем: ADA и ADC. Каждаясодержит два детектирующих слоя, каждый составлен из четырех сцинциляторных модулей, размещенных вокруг оси пучка.Считывающая электроника AD аналогична той, что используется на детекторе VZERO. Триггерный сигнал детектора AD расширяет диапазон псевдобыстроты, покрываемый minimum bias триггером, используемым для изучениямножественности заряженных частиц.

Более того, он дает возможность делатьотбор событий по вкладу заряженных частиц в два детектора ADA и ADC. Этоспособствует расширению возможности отбора событий по центральности какдля изучения протон-ядерных, так и ядро-ядерных столкновений.48Рис. 2.4: Схема расположения детекторов AD на эксперименте ALICE относительно оси пучка, других детекторов и быстротного диапазона [44].Рис. 2.5: Фотография одного из четырех блоков детектора AD (слева) и схематичное (справа) изображение двух блоков (ADA, ADC), которые образуютдетектор AD на эксперименте ALICE [44].49Глава 3Определение центральности наэксперименте ALICE3.1Экспериментальная оценка центральностиИзменение площади перекрытия сталкивающихся ядер влечет к изменениюкак числа рожденных частиц, так и энергии спектаторов.