Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz...

19
Luminosity 2009 progress Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS

Transcript of Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz...

Page 1: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Luminosity 2009 progress

Nicolas du Fresne von HohenescheInstitut für Kernphysik, Mainz

CERN

27. Februar 2012

COMPASS

Page 2: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Overview

Definition of luminosityTarget densityFlux determinationScaler MethodTrue Random Trigger MethodeComparsion

N. du Fresne title

Page 3: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Data

2009 DVCS data takingMuon beamLH2 targetW38 µ+ data 3900 spillsW40 µ+ data 8700 spillsW39 µ− data

N. du Fresne title

Page 4: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Luminosity

L = flux through target [s−1]× numbers of nucleon in target [cm−2]

Numbers for target densityDensity LH2: 0.07079 g

cm3 @ 1130mbar and 15KLength: 40 cmA: 1.01 g

mol

→ Target density : 1.6916 · 1024cm−2

Now spill by spill flux determination

→ Total integrated luminosity!

N. du Fresne title

Page 5: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Scaler of SF02X

96 channels read out by 6PMTDynode output of SF02X6 scaler channelsGated with DAQ busyRate written to database

timeinspill2 4 6 8 10

scal

er0

50

100

150

200

250

610×scaler:timeinspill {spillnb==1}

Summation of the six scaler parts

N. du Fresne title

Page 6: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Geometric correction

FI02 is larger than the target → correction neededUsing beam tracks (TR Trigger) for defining fraction

0

20

40

60

80

100

position X in cm-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

po

siti

on

Y in

cm

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Tracks with hit in FI02 htemp3Entries 182018

Tracks with hit in FI02

position X in cm-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

po

siti

on

Y in

cm

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

htemp4Entries 142919

0

20

40

60

80

100

htemp4Entries 142919

Tracks with hits in FI02 and target

N. du Fresne title

Page 7: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Geometric correction example

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

geometric scaling FI/Targetgeometric scaling FI/Target

N. du Fresne title

Page 8: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Corrected scaler flux

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220610×

Corrected ScalerCorrected Scaler

N. du Fresne title

Page 9: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Random Trigger at COMPASS

Radioactive β+sourceAway from experimentDecay of 22Na measuredCoincidence rate ≈ 3kHz

22Na →22 Ne + e+ + νe

N. du Fresne title

Page 10: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

True Random Trigger Method

Flux =# of random tracks

# of random trigger× time gate

Event Selection:

True Random Trigger Bit set (Trigger10) 100%Momentum!=160.00 92.8%Target cut 7.6%Hits in SiFi01 and SiFi02 6.5%Meantime cut ±5 ns (see previous talks) 6.3%

100%92.8%7.6%6.5%6.3%

N. du Fresne title

Page 11: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Statistical reduction

Random Trigger Bit set

Momentum!=160.0 GeV

upstream target cut

downstream target cut

Hits in FI0X

Meantime +-5ns cut

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

610×Statistical reduction

N. du Fresne title

Page 12: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Trigger 10 and beamtracks

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5000

10000

15000

20000

25000

30000

histogramm1histogramm1 flux_histoEntries 1189364Mean 102RMS 57.47

Spill number0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Bea

mtr

acks

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

flux_histoEntries 1189364Mean 102RMS 57.47

Run 79652

N. du Fresne title

Page 13: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Random Trigger Flux

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

610×flux_histoflux_histo

N. du Fresne title

Page 14: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Ratio of both methodes

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

0.2

0.4

0.6

0.8

1

ratio_scaler_randomratio_scaler_random

0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10

5

10

15

20

25

30

projectionprojection

N. du Fresne title

Page 15: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Results and Issues

No Random Trigger Rate for half of the runs in W38Slight different number of spills

Average random trigger rate->29403Results: W38

7.972·1011 random trigger (added RT rates)7.588·1011 scaler

Results: W40

1.712·1012 random trigger1.781·1012 scaler

N. du Fresne title

Page 16: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Comparsion 79652 (W38) and 79834 (W40)

Geometric factor for scaler

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

geometric scaling FI/Targetgeometric scaling FI/Target

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

geometric scaling FI/Targetgeometric scaling FI/Target

N. du Fresne title

Page 17: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Comparsion 79652 (W38) and 79834 (W40)

Corrected scaler rate

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220610×

Corrected ScalerCorrected Scaler

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

610×Corrected ScalerCorrected Scaler

N. du Fresne title

Page 18: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Comparsion 79652 (W38) and 79834 (W40)

Random trigger flux

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

610×flux_histoflux_histo

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

610×flux_histoflux_histo

N. du Fresne title

Page 19: Nicolas du Fresne von Hohenesche Institut für Kernphysik ... · Institut für Kernphysik, Mainz CERN 27. Februar 2012 COMPASS. Overview Definition of luminosity Target density Flux

Comparsion 79652 (W38) and 79834 (W40)

Projection ratio

0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10

5

10

15

20

25

30

projectionprojection

0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10

5

10

15

20

25

projectionprojection

N. du Fresne title