При обработке данных вводилось условие MCLU

Рис.11.3. Угловые распределения по углу

для событий в BGO с MCLUS > 8 для полной и пустой мишени (сплошные и пунктирные линии, соответственно)

При обработке данных вводилось условие MCLUS < 8; и полный выход адронных событий измерялся с жестким триггером (порог BGO 160 МэВ) в совпадении с системой мечения фотонов по энергии. Больше никаких условий отбора событий при вычитании фона от пустой мишени не вводилось. События с большим MCLUS (больше 8-ми) обусловлены широким ливневым фоном от накопителя, который лежит в плоскости кольца (см.рис.11.3). Таким образом, размер кластера служил средством предварительной идентификации частиц и отделения фона.
Следует отметить, что фоновые условия на установке GRAAL имеют хорошую долговременную стабильность. Например, два файла, использованные в настоящем анализе, набирались с перерывом в 2 дня, и выходы при этом практически не менялись. Это обусловлено высоким качеством пучка электронов в накопителе ESRF (время жизни пучка в накопителе составляет более 40 часов) и стабильностью положения орбиты пучка относительно коллимационной системы.

Рассмотрим теперь фоновые условия в направлении “вперед”, где установлены пластиковые сцинтилляционные стены для регистрации заряженных частиц и ливневый электромагнитный калориметр. На рис.11.4 показаны координатные распределения полного выхода для этих двух детекторов. Вблизи оси пучка виден фон от коллиматора, который в интеграле сравним с полезным выходом событий.

Рис. 11.4. Координатные распределения полного выхода для детекторов в направлении “вперед”: сцинтилляционной стены для регистрации заряженных частиц (слева) и ливневого электромагнитного калориметра (справа).

Рис. 11.5. Распределения энергетических потерь (

E) от времени пролета (t) в ливневом калориметре

Для дискриминации фона в направлении “вперед” используется метод времени пролета. На рис.11.5 показаны распределения энергетических потерь (

E) от времени пролета в ливневом калориметре.
На рис.11.5 можно выделить несколько характерных особенностей. Во-первых, виден мощный пик при времени пролета около 11 нс, который соответствует частицам, у которых скорость близка к скорости света (расстояние от мишени до стены составляет 3 м). В значительной степени этими частицами являются ливневые электроны и позитроны от коллиматора, то есть фон. В диапазоне времен пролета от 11 до 20 нс можно увидеть медленные протоны и нейтроны, у которых ионизационные потери уменьшаются с ростом энергии частиц. Наконец, хорошо видны пики от случайных совпадений, соответствующие различным банчам накопителя, которые следуют друг за другом с интервалом около 3 нс.
Число случайных совпадений зависит от полной интенсивности пучка, проинтегрированной по всему энергетическому спектру. При большой загрузке в каждом временном интервале (банче) может оказаться заметное количество двух, тех и более гамма — квантов. Их число определяется по формуле Пуассона:

где N — множественность частиц в одном банче, N₀ – отношение интенсивности пучка к частоте прохождения электронов через секцию накопителя. На установке GRAAL частота повторения близка к 50 МHz при полном заполнении орбиты, а загрузка (интенсивность пучка) составляет при этом около 1 MHz. Таким образом, вероятность появления двойных фотонов в одном банче не превышает 0.1%, что находится в согласии с экспериментом.

В качестве примера на рис.11.6 показан временной спектр случайных и истинных совпадений установки GRAAL.

Рис. 11.6. Вероятность случайных совпадений (слева от центрального пика) на установке GRAAL

На установках с тормозным пучком эти показатели значительно хуже, хотя интенсивность там выше. Однако, следует учитывать, что форма тормозного спектра значительно мягче, чем комптоновского, поэтому полезные загрузки при высоких энергиях оказываются сравнимы.

Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения