Пространственное разрешение электромагнитного калориметра на основе жидкого криптона тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

На правах рукописи

ПОСПЕЛОВ Геннадий Эллиевич

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАЛОРИМЕТРА НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО КРИПТОНА

01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

НОВОСИБИРСК - 2004

Работа выполнена в Институте ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Тихонов — доктор физико-математических наук,

Юрий Анатольевич Институт ядерной физики

им. Г.И.Будкера СО РАН, г.Новосибирск.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Денисов

Сергей Петрович

Хазин

Борис Исаакович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

— доктор физико-математических наук, профессор, чл.-корр. РАН, ГНЦ РФ "Институт физики высоких, энергий", г.Протвино.

— доктор физико-математических наук, Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, г.Новосибирск.

— ГНЦ РФ "Институт теоретической и экспериментальной физики", г.Москва.

3 аш ита диссертации состоится

« го " СХ^-ОНХ " 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д.003.016.02

при Институте ядерной физики им Г.И.Будкера СО РАН.

Адрес: 630090, г. Новосибирск-90,

проспект академика Лаврентьева, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯФ им. Г.И.Будкера СО РАН.

Автореферат разослан _" 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физ.-мат. наук, профессор

B.C. Фадин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В настоящее время ионизационные спектрометры полного поглощения (калориметры) на основе жидких благородных газов работают или создаются во многих крупнейших ускорительных центрах мира.

Использование жидких аргона, криптона или ксенона в качестве рабочей среды позволяет создать калориметр с энергетическим разрешением, сравнимым с разрешением калориметров на основе тяжелых сцинтилли-рующих кристаллов (Nal, CsI, BGO), и с существенно лучшим пространственным разрешением для фотонов. Последнее обстоятельство достигается за счет более высокой гранулярности калориметра, которая может быть легко реализована в случае жидкой рабочей среды. В этом случае становится возможным измерение координаты фотона вблизи точки его конверсии, то есть там, где флуктуации в развитии ливня минимальны.

Электромагнитный калориметр на основе жидкого криптона (LKr) создан в ИЯФ им. Г.И.Будкера для экспериментов в составе детектора КЕДР на е+е~ коллайдере ВЭПП-4М в области энергий 2 — 12 ГэВ. Важной особенностью калориметра является наличие координатной системы, предназначенной для измерения координат фотонов и соответственно лучшего разделения Кроме этого, с использованием информации с полосок возможна идентификация частиц методом dE/dX.

Наличие в детекторе КЕДР электромагнитного калориметра существенно расширяет возможности этого детектора в исследованиях по физике ФиТ мезонов, а также двухфотонных процессов.

Цель работы.

Основной целью работы было исследование пространственного разрешения электромагнитного калориметра на основе жидкого криптона.

Научная новизна.

1. Впервые изучены основные эффекты, которыми определяется пространственное разрешение электромагнитного калориметра на основе жидкого криптона при восстановлении координаты фотона по точке конверсии.

2. Впервые разработаны аналитические методы расчета вклада шумов электроники и шумов, обусловленных радиоактивностью криптона, в пространственное разрешение.

3. Впервые разработана методика расчета сигналов на полосках и алгоритм восстановления координаты фотона в калориметре с 2-х координатной системой "прозрачных" полосок.

4. Впервые измерено пространственное разрешение жидкокриптоно-вого калориметра для фотонов по точке конверсии. Полученное разрешение составило: 1.5 мм для фотонов с энергией 100 МэВ и 0.7 мм для фотонов с энергией 1 ГэВ. Эти данные являются рекордными для калориметров полного поглощения в этой области энергий.

5. Впервые измерено пространственное разрешение на космических мюонах жидкокриптонового калориметра детектора КЕДР.

Научная и практическая ценность работы;

1. Создан жидкокриптоновый калориметр, объемом 160 литров с двух-координатной системой электродов для экспериментов по изучению нелинейных процессов квантовой электродинамики - дель-брюковского рассеяния и расщепления фотона в кулоновском поле атомного ядра.

2. Создан цилиндрический электромагнитный калориметр для экспериментов в составе детектора КЕДР на коллайдере ВЭПП-4М в области энергий 2 — 12 ГэВ. Количество криптона в калориметре - 27 тонн, число каналов для измерения энергии 2304, число каналов для измерения координаты 4936.

3. Разработана методика восстановления координаты фотона по точке конверсии в стриповой системе жидкокриптонового калориметра. Проведено полное моделирование калориметра детектора КЕДР. Создано программное обеспечение для реконструкции событий в жидкокриптоновом калориметре.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем диссертации 103 страницы печатного текста, в том числе 45 рисунков, 9 таблиц, библиография включает 71 наименование.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах Института Ядерной Физики им. Г.И.Будкера, ЦЕРН (Швейцария), С ЛАК (США), КЕК (Япония), Международной конференции по детекторам для экспериментов на ускорителях

(Новосибирск, 1996), Международной конференции по проволочным камерам (Вена, 1998), Международной конференции по вычислительным методам в физике высоких энергий (Цукуба, 2003).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования и сформулирована цель работы.

В первой главе обсуждаются основные эффекты, определяющие пространственное разрешение электромагнитного калориметра на основе жидкого криптона.

Типичная координатная система калориметра полного поглощения состоит из набора плоских ионизационных камер, подобных изображенной на Рис. 1. По сигналу с анода камеры можно определить полную потерянную частицей энергию в зазоре, по сигналам с разбитого на полоски катода определяется координата частицы.

Рис. 1: Сечение плоской ионизационной камеры.

Точность измерения координаты фотона определяют следующие факторы:

♦ физические процессы, происходящие с заряженной частицей при движении в зазоре камеры — многократное рассеяние, флуктуации ионизационных потерь, образование электронов с большими пробегами, испускание тормозных гамма квантов. Эти эффекты приводят к флуктуациям распределения заряда ионизации в камере от события-к событию и ухудшают пространственное разрешение;

♦ факторы, влияющие на отклик ионизационной камеры на образовавшуюся ионизацию — наличие в рабочем веществе электроотрицательных примесей, влияние регистрирующих цепей измерительного тракта, собственная радиоактивность криптона, шумы электроники;

♦ алгоритм восстановления координаты.

Для оценки вклада этих факторов в пространственное разрешение необходим расчет отклика камеры на заряд, образовавшийся в зазоре в результате ионизации. Расчет проводился в следующих условиях: полоски считались бесконечно длинными; рассматривалась только электронная составляющая тока (для полей ~ 1 кВ/см можно считать, что ионы покоятся); электроника калориметра состояла из зарядочувствительного предусилителя, фильтра, состоящего из независимых интегрирующих и дифференцирующих звеньев, и пикового АЦП.

Ток на полосках от точечного заряда в этом случае записывается следующим образом:

Здесь и - скорость дрейфа электрона в зазоре, г = Я/2 — и£ - зависящая от времени z-координата заряда в зазоре, (ал, Яг) - координаты левого и правого краев полоски относительно заряда.

Ток на полоске от произвольного распределения заряда в зазоре получается суммированием токов от точечных зарядов1

где параметр (время жизни) характеризует поглощение электронов ионизации в процессе дрейфа электроотрицательными примесями.

Отклик на входной ток произвольной формы можно записать с помощью теоремы свертки:

U(t) = jС I(t - v)G{v)dv, t < Td,

где G(t) - импульсная характеристика цепи, которая представляет собой функцию отклика цепи на единичное импульсное воздействие S.

На Рис. 2,а£ показаны расчетные токи на полосках, сигналы на входе АЦП для минимально ионизирующей частицы (MIP - minimum ionising particle). Ширина полоски S = 7 мм, время жизни т\ = 4 мкс, фильтр RC-2CR с временем формировки т/ = 4.2 мкс. На Рис. 2,с показано распределение амплитуд на полосках для разных прицельных параметров MIP.

В главе изучена зависимость шумов электроники и шумов, обусловленных радиоактивностью криптона от времени жизни электронов и времени формировки фильтра. В частности показано, что эквивалентный шум радиоактивности на полосках, в отличие от башен, убывает

с ростом времени жизни. Это происходит из-за того, что для башен отклик на прямоугольный ток от радиоактивности (пропорциональный /-ТЬ(0 ' быстрее падает с уменьшением времени.жиз-

ни, чем отклик на треугольный сигнал от частицы (пропорциональный / 1д(£)-ехр(—4/тг»/е)<й) . Для полосок токовые сигналы от событий радиоактивности по форме близки к ¿-импульсу и слабо зависят от времени жизни по сравнению с полезным сигналом от частицы.

Рис. 2: а) Токи на полосках и на всей плоскости от MIP для времени жизни электронов п = 4 цз. Ь) Сигналы на выходе фильтра.-бесконечная плоскость,-центральная полоска,.......соседняя полоска, d)

Амплитуды на полосках для MIP с разными прицельными параметрами. Горизонтальная линия отображает уровень в 2.5 с шума на полосках при данном времени жизни электронов и времени формировки фильтра.

С увеличением времени формировки фильтра растет доля собранного заряда, поэтому как амплитуда полезного сигнала, так и шум от радиоактивности также растут. Увеличение амплитуды полезного сигнала, в свою очередь, означает уменьшение энергетического эквивалента шума электроники. Таким образом, существует оптимальное значение времени формировки фильтра, для которого вклад обоих шумов минимален. Полученные данные показывают, что оптимум времени формировки для полосок находится в интервале 2 -г 5 мкс для времен жизни 0.5 4- оо мкс. Для полосок LKr калориметра детектора КЕДР было выбрано значение г/ = 4.2 мкс. По мере роста времени жизни электронов вклад суммарно-

го шума электроники и радиоактивности в пространственное разрешение падает, при этом приемлемым с точки зрения уровня шумов является интервал значений тц/е = 2 — оо мкс.

В конце главы приводится оценка пространственного разрешения для МГР и рассматриваются отличия в восстановлении координаты фотона по точке конверсии от восстановлепия координаты МЕР, связанные с геометрическим фактором. Показывается, что относительное распределение амплитуд на полосках для фотона зависит от г-координаты точки конверсии. При восстановлении координаты фотона методом центра тяжести требуется использование различных поправочных кривых в зависимости от энерговыделения в слое.

Вторая глава посвящена исследованию пространственного разрешения для фотонов в экспериментах с прототипом калориметра детектора КЕДР.

Прототип представляет собой цилиндрический криогенный сосуд с экранно-вакуумной теплоизоляцией. Внутренний объем емкостью 160 литров содержит систему электродов и заполняется жидким криптоном. Электродная система прототипа состоит из набора круглых электродов, изготовленных из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0.5 мм, которые образуют плоские ионизационные камеры с зазором между электродами 19.5 мм. Диаметр электродов 42 см, а полная глубина электродной системы 76 см. На каждый четный электрод подается напряжение до +2 кВ, нечетные электроды заземлены. Съем сигнала для измерения энергии осуществляется с высоковольтных электродов, каждый из которых разбит на 9 частей. Соответствующие ячейки объединяются в направлении хода пучка, образуя 3 слоя башен. Первые 3 земляных электрода разделены на полоски шириной 10 мм для измерения гт-координаты.

Эксперимент по изучению пространственного разрешения прототипа жидкокриптонового калориметра проводился на установке РОКК-1М ускорительного комплекса ВЭПП-4М. Установка состоит из твердотельного импульсного лазера, оптической системы для ввода лазерного пучка в вакуумную камеру накопителя и систему регистрации рассеянных электронов. Схема установки показана на Рис. 3.

Пучок высокоэнергетических фотонов получался в результате одного из двух процессов: обратного комптоновского рассеяния лазерных фотонов на пучке электронов ускорителя (энергии фотонов 50 — 550 МэВ) и однократного тормозного излучения электронов пучка на остаточном газе (энергии фотонов 500 — 1800 МэВ).

Scale, m

Рис. 3: Установка РОКК-1М.

Для измерения пространственного разрешения использовался пучок коллимированных фотонов. На расстоянии 2 метров от входного окна криостата располагался свинцовый коллиматор толщиной 80 мм и шириной щели 1 мм, который мог перемещаться поперек полосок с точностью 0.1 мм. Между коллиматором и калориметром находился сцинтил-ляционный счетчик, включенный на антисовпадение с первой башней, в которой требовалось энерговыделение больше 100 МэВ. Таким образом исключались события, в которых фотон проконвертировал до калориметра, например, в веществе коллиматора.

Алгоритм восстановления координаты фотона был следующим:

♦ отбирались фотоны с определенной энергией, измеренной по башням калориметра;

♦ определялся номер слоя N с полосками, в котором произошла конверсия фотона. Требовалось отсутствие энерговыделения в слое N—1, и энерговыделение больше порогового в слоях N N + 1. Порог на энерговыделение в зазоре был выбран равным 1.5 МэВ;

♦ координата фотона вычислялась по 3 полоскам. Использовались два метода — обобщенный центр тяжести и метод, основанный на использовании нейронной сети;

Обобщенный центр тяжести является линейной комбинацией амплитуд и координат центра тяжести, вычисленных по двум Хсд2 и по трем Хсдз полоскам:

Метод обобщенного центра тяжести свободен от некоторых недостатков,

присущих традиционному методу центра тяжести. В частности, поправочная функция для этого метода зависит от истинной координаты частицы непрерывным и монотонным образом, вблизи центра и краев полоски совпадает с истинной координатой частицы и обеспечивает меньший сдвиг относительно реальной координаты, чем Хсдз и Хсд2- Координата обобщенного центра тяжести корректировалась с использованием набора поправочных функций, в зависимости от энергии фотона и энерговыделения в зазоре (Едар < 10 МэВ и Едар > 10 МэВ). Параметры этих функций определялись из моделирования.

Метод, основанный на нейронных сетях, использовался в качестве альтернативного метода восстановления координаты кластера. Координата восстанавливалась с помощью 3-слойного персептрона 4-12-1 с 4 нейронами во входном слое, с 12 нейронами во внутреннем слое и одним нейроном в выходном слое. На 3 входа сети подавались значения амплитуд на трех полосках (нормированные на их сумму) - максимальной и двух соседних; на 4-й вход подавалось значение собственно суммы энергий с трех полосок. Выходной слой выдавал восстановленную координату относительно центра максимальной полоски. В качестве тренировочной выборки использовались фотоны моделирования с энергией, равномерно распределенной в интервале 100 < Е < 1700 МэВ и координатой Хгеаи равномерно засвечивающей 3 полоски. Полное число событий в тренировочной выборке составляло 20000, число циклов тренировки - 500.

Хпс'Хса, тт Хте'Ха*- тт

Рис. 4: Распределение по восстановленной координате в эксперименте, а) метод обобщенного центра тяжести (до и после поправки), Ь) метод нейронных сетей.

На Рис. 4,а приведены распределения по координате, восстановленной методом обобщенного центра тяжести, до и после поправки для экспе-

риментального захода с положением коллиматора ХС01 = —3.6 мм (отбираются фотоны с энергией 800 < Е < 1200 МэВ, слой конверсии). Из рисунка хорошо видно, что применение поправочной функции устраняет сдвиг в координате и существенно улучшает симметрию распределения.

На Рис. 4,Ь показано распределение по координате, восстановленной методом нейронных сетей. Из полученных данных можно сделать вывод, что оба метода показывают примерно одинаковые результаты.

На Рис. 5 приведено среднее по полоске разрешение в эксперименте и моделировании, в зависимости от энергии фотона в слое конверсии и в слое, следующем за ним. Наилучшее разрешение достигается в слое, в котором произошла конверсия фотона. Характерные значения: 0.7 мм при энергии 1 ГэВ и 1.5 мм при энергии 100 МэВ. Для энергий > 1 ГэВ разрешение перестает зависеть от энергии и начинает определяться шумами электроники и радиоактивности. Для низких энергий основной вклад в разрешение дает многократное рассеяние. Эти данные являются рекордными для калориметров полного поглощения

B,MвV

Рис. 5: Зависимость среднего по полоске разрешения от энергии фотона в эксперименте и моделировании.

В третьей главе рассматриваются особенности восстановления координаты фотона в эксперименте по изучению процесса расщепления фотона. В качестве детектора фотонов использовался прототип калориметра для детектора КЕДР с модернизированной координатной системой: в новой стриповой структуре координата фотона измерялась в 3-х слоях, в X и Y направлении в каждом из слоев. Для этого каждая из сторон электрода разделена на полоски шириной 10 мм, направленные перпендикулярно друг другу (см. Рис. 6). Каждая полоска, в свою оче-

редь, разделена на 4 части шириной 1.25 мм и расстоянием между ними 1.25 мм. Такая конфигурация с "прозрачными" полосками позволяет измерять в одном зазоре сразу две координаты точки конверсии. В главе рассматриваются следующие вопросы:

♦ методика расчета сигналов с "прозрачных" полосок в моделировании;

♦ вероятность восстановления двух координат в слое конверсии;

♦ пространственное разрешение по двум координатам в слое конверсии.

Рис. 6: Схема двухкоординатной системы калориметра.

Для расчета токов на полосках предложена простая модель, позволяющая избежать решения нетривиальной трехмерной задачи. Предполагается, что заряд q в Х-зазоре (см. Рис. 6,а) эквивалентен двум симметрично расположенным зарядам, д • (1 — 5) в Х-зазоре, щ в5ш ¥-о р е . Здесь 0 < 5 < 0.5 - некоторый коэффициент, характеризующий "прозрачность" полоски и не зависящий от координаты заряда в зазоре. При этом токи рассчитываются обычным образом, как для сплошных полосок.

Для того чтобы получить значение коэффициента в эксперименте сравнивалось энерговыделения в зазоре У по отношению к полному энерговыделению в зазорах для случаев конверсии фотона в зазоре X. Измеренное в эксперименте среднее значение коэффициента прозрачности составило

В конце главы приводятся данные для пространственного разрешения по двум координатам в слое конверсии, полученные на коллимированном пучке комптоновских фотонов с энергиями 50 — 450 МэВ. Точность измерения по обеим координатам составила ~ 1.3 мм для фотонов с энергией ~ 200 МэВ, что примерно совпадает с данными, полученными на про-

тотипе калориметра детектора КЕДР. Также показано, что вероятность восстановления двух координат в слое конверсии в системе с прозрачными полосками составляет ~ 75%.

В четвертой главе рассматривается жидкокриптоновый калориметр детектора КЕДР и приводятся результаты измерений пространственного разрешения калориметра на космических мюонах.

Жидкокриптоновый калориметр представляет собой цилиндрический криогенный сосуд с размещенной в нем системой электродов, заполненный жидким криптоном общим количеством 27 тонн. Внутренний радиус калориметра равен 76.7 см, толщина 68 см (14.8 радиационных длин), длина 258 см. Система электродов калориметра представляет собой набор из 34 цилиндрических ионизационных камер. Электроды камер изготовлены из стеклотекстолита 010 толщиной 0.5 мм, покрытого с двух сторон медной фольгой толщиной 18 микрон. Расстояние между электродами ионизационных камер составляет 19.5 мм. На каждый четный электрод подается высокое напряжение, каждый нечетный электрод заземлен.

Заземленные электроды первого слоя разбиты на полоски для измерения координаты. Всего имеется 4 плоскости для измерения координаты и 4 плоскости для измерения 2-координаты (вдоль оси пучка), которые чередуются друг с другом. Ширина полосок увеличивается по мере удаления от центра калориметра, чтобы обеспечить одинаковое разрешение по полярпому углу. Соответственно угловой размер полоски постоянен и составляет мрад.

Общее число каналов регистрирующей электроники равно 7240, из них 2304 канала предназначены для измерения энергии и 4936 - для измерения координат.

Работы с криостатом калориметра и подготовка к сборке электродной системы начались в январе 1996 года. В полном объеме калориметр был запущен в конце 2003 года.

В главе приводятся данные по измерениям шумов в полосках калориметра. Средний шум электроники в (^-полосках составил ~ 0.20 МэВ, суммарный шум электроники и эквивалентного шума радиоактивности ~ 0.31 МэВ. Измеренные значения хорошо согласуются с расчетом.

Алгоритм отбора мюонов и восстановления их координат был следующим:

♦ отбирались мюоны, прошедшие через вершинный детектор и вызвавшие срабатывание двух сцинтилляционных счетчиков в цилиндрической системе;

• в башнях LKr калориметра требовалось наличие двух кластеров с энерговыделением > 190 МэВ и углом между кластерами 180° ± 7° (угловой размер башни составляет 7°). На Рис. 7 показан вид такого события в окне монитора событий детектора КЕДР;

Рис. 7: Событие с космическим мюоном в окне монитора событий детектора КЕДР (вид с торца).

• поиск кластеров в полосках координатной системы калориметра осуществлялся методом локальных максимумов. При этом пороги на соотношение сигнал/шум в полосках были выбраны равными 2.0;

• координата кластера вычислялась двумя способами: методом обобщенного центра тяжести с поправкой систематического сдвига и методом, основанном на использовании нейронных сетей;

• построение трека проводилось следующим образом: за координату мюона в слое принималась координата кластера с энерговыделением > 8 МэВ, последовательность таких точек (по одной точке на слой) принималась за трек от мюона;

• вычисление пространственного разрешения: через точки трека методом наименьших квадратов проводилась прямая, в каждом слое строилось распределение по разнице между восстановленной в слое координатой и координатой пересечения слоя прямой. Из ширины данного распределения (измеренное разрешение) вычисляется истинное разрешение в слоях.

Для системы из трех координатных слоев с одинаковыми весами и с одинаковым расстоянием между слоями измеренное и истинное разрешение в слоях связаны соотношениями:

М2

Мз

Мх

£>1+4Р2-Ц?3 + 2Д 36

£>1 + 4Р2 + -Рз + 2 Д 9

£>1 + 4Р2 + £>з + 2 Д 36

'пи

пи

(1)

где есть среднеквадратичный уход координаты в следующем слое вследствие многократного рассеяния при прохождении частицей одного зазора между слоями. В главе показывается, что величиной £)та можно пренебречь. Данная система уравнений является линейно зависимой и не имеет однозначного решения для случая неодинакового разрешения в слоях. Предполагая, что разрешение в слое пропорционально его радиусу (что соответствует случаю одинакового углового разрешения, в слоях) £)г = Г>2—с*Д2> Дз = Дг+аДг, и пренебрегая многократным рассеянием, получаем:

На Рис. 8 показаны распределения по отклонению измеренной в слое координаты от прямой подгонки для слоев ф\,ф2,фг в эксперименте и моделировании. Отбирались мюоны вблизи вертикали ф = 90 ± 5°, Координата кластера восстанавливалась с помощью нейронной сети. Измеренное разрешение во втором слое в эксперименте и моделировании составило

(Ширина полоски в слое 7 мм.)

В заключении перечислены основные результаты работы:

1. Проведено исследование основных эффектов, определяющих пространственное разрешение калориметра на основе жидкого криптона. Разработана методика расчета сигналов на полосках ионизационной камеры от пространственного распределения заряда в зазоре.

<ГМС = 0.437 • у/Щ = 0.535 мм ± 0.015 , (техр = 0.504 • у/Щ = 0.618 мм ± 0.019 .

Рис. 8: Распределения по отклонению измеренной в слое координаты от прямой подгонки для слоев ф\,фг,фъ в эксперименте и моделировании (гистограмма (а) совпадает с гистограммой поскольку

веса в слоях одинаковы).

2. Рассчитана зависимость шума электроники и эквивалентного шума радиоактивности на полосках от времени формировки фильтра и от времени жизни электронов. Выбрано оптимальное значение времени формировки фильтра и допустимый диапазон времен жизни электронов.

3. Измерено пространственное разрешение калориметра на жидком криптоне объемом 160 литров для фотонов с энергией в интервале 50 — 1500 МэВ. Полученное разрешение составило: 1.5 мм для фотонов с энергией 100 МэВ и 0.7 мм для фотонов с энергией 1 ГэВ. Эти данные являются рекордными для калориметров полного поглощения в этой области энергий. Данные эксперимента хорошо согласуются с расчетом.

4. Разработана методика расчета амплитуд и алгоритм восстановления координаты фотона в калориметре с 2-х координатной системой "прозрачных" полосок. Метод использовался в эксперименте по наблюдению процесса расщепления фотона.

5. Создан калориметр на основе жидкого криптонадля экспериментов в составе детектора КЕДР на е+е~ коллайдере ВЭПП-4М.

6. Проведено полное моделирование калориметра, разработаны алгоритмы восстановления координаты, измерено пространственное разрешение калориметра на космических мюонах. Разрешение составило ~ 0.67 mrad при вертикальном падении мюона на полоску, что соответствует разрешению 0.62 мм для полосок слоя ф2 (ширина полоски 6.9 мм). При падении под углом 40° от вертикали разрешение составило ~ 0.82 mrad, что соответствует значению 1.35 мм для полосок слоя (ширина 20 мм).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. V.M.Aulchenko ..., G.E.Pospelov et al., "Liquid krypton calorimeter for KEDR detector and last prototype results", Nucl. Instr. and Meth. A379

(1996) 475-477.

2. V.M.Aulchenko..., G.E.Pospelov et al., "The test ofthe LKr calorimeter prototype at the tagged photon beam", Nucl. Instr. and Meth. A 394

(1997) 35-45.

3. V.M.Aulchenko ..., G.E.Pospelov et al., "High-accuracy measurement of photon position in a liquid krypton calorimeter", Nucl.Instr. and Meth. A419 (1998) 602-608.

4. Sh.Zh.Akhmadaliev ..., G.E.Pospelov et al., "Delbruck scattering at energies of 140-450 MeV", Phys. Rev. C58 (1998) 2844.

5. Sh.Zh.Akhmadaliev ..., G.E.Pospelov et al., "Experimental Investigation of High-Energy Photon Splitting in Atomic Fields", Phys. Rev. Lett. 89, 061802 (2002)

6. В.МАульченко ..., Г.Э.Поспелов и др., "Пространственное разрешение в калориметре на жидком криптоне", Препринт ИЯФ 2004-29.

Поспелов Геннадий Эллиевич

Пространственное разрешение электромагнитного калориметра на основе жидкого криптона

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Сдано в набор 25.05.2004 г. Подписано к печати 26.05.2004 г. Формат 60x90 1/16 Объем 1,0 печ.л., 0,8 уч.-изд.л.

_Тираж 100 экз. Бесплатно. Заказ №37_

Обработано на IBM PC и отпечатано на ротапринте ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск, 630090, пр. академика Лаврентьева, 11.

Введение

1 Расчет координатного разрешения.

1.1 Отклик калориметра.

1.1.1 Форма импульса тока.

1.1.2 Расчет выходных сигналов.

1.2 Шумы.

1.2.1 Шум электроники.

1.2.2 Шум, обусловленный радиоактивностью криптона.

1.2.3 Оптимальное время формировки фильтра.

1.3 Оценка пространственного разрешения для минимально ионизирующей частицы.

1.3.1 Метод обобщенного центра тяжести.

1.3.2 Зависимость разрешения от времени жизни электронов и времени формировки фильтра.

1.4 Особенности восстановления координаты фотона в калориметре на основе жидкого криптона.

1.5 Выводы.

2 Экспериментальное измерение пространственного разрешения для фотонов.

2.1 Конструкция прототипа калориметра.

2.2 Электроника прототипа, калибровка, шумы электроники.

2.3 Схема эксперимента по измерению пространственного разрешения.

2.4 Моделирование.

2.5 Алгоритм восстановления координаты.

2.5.1 Метод обобщенного центра тяжести.

2.5.2 Метод, основанный на нейронных сетях.

2.6 Зависимость разрешения от энергии.

2.7 Выводы.

3 Измерение координат фотонов в эксперименте по расщеплению фотона.

3.1 Конструкция координатной системы.

3.2 Методика расчета сигналов с "прозрачных" полосок.

3.3 Восстановление двух координат в слое конверсии.

3.4 Пространственное разрешение по двум координатам в слое конверсии.

3.5 Выводы.

4 Электромагнитный калориметр на жидком криптоне детектора КЕДР.

4.1 Детектор КЕДР.

4.2 История создания LKr калориметра для детектора КЕДР.

4.3 Конструкция калориметра.

4.4 Система криогенного обеспечения.

4.5 Электроника калориметра.

4.6 Шумы.

4.7 Алгоритм восстановления координаты космического мюона.

4.7.1 Восстановление координаты кластера.

4.7.2 Получение разрешения по измерениям координаты мюона в нескольких слоях.

4.8 Пространственное разрешение для космических мюонов.

4.9 Выводы.

В последние 20 лет большое развитие получили детекторы излучений с конденсированными диэлектриками в качестве рабочей среды [1]. Наиболее популярными рабочими средами в таких детекторах являются плотные диэлектрики с высокой подвижностью электронов — сжиженные аргон (LAr), криптон (LKr) и ксенон (LXe). В настоящее время ионизационные спектрометры полного поглощения (калориметры) на основе жидких тяжелых благородных газов работают или создаются во многих крупнейших ускорительных центрах мира.

Требования, которые предъявляются к калориметрам, предназначенным для работы на коллайдерах с высокой светимостью и энергиями в диапазоне 0.1-1000 ГэВ, на сегодняшний день таковы:

• Телесный угол, близкий к 100%.

• Высокое энергетическое и пространственное разрешение.

• Хорошая сегментация для эффективной работы в условиях высокой множественности частиц.

• Хорошая однородность.

• Высокая радиационная стойкость.

• Высокая скорость считывания.

• Большой динамический диапазон.

• Простота калибровки.

• Хорошая линейность отклика.

В калориметрии частиц высокой энергии (> 10 ГэВ) используются так называемые сэмплинг калориметры, которые представляют собой конструкции типа "сэндвич", в которых слой жидкого аргона чередуется со слоем плотного неактивного вещества, например, свинца. Такая технология позволяет создавать как электромагнитные калориметры с разрешением ge/E — (10 — 15)%/у/£'(ГэВ), так и адронные калориметры с разрешением ag/E = (40 — 60)%/^/£'(ГэВ).

Выбор жидкого аргона в качестве детектирующей среды целиком определяется такими его качествами, как доступность, низкая стоимость и нетребовательность к методам очистки. В качестве примера можно привести: калориметры для детекторов CELLO (3000 литров LAr) и TASSO (10000 литров LAr) - коллайдер PETRA в Германии, MARK-II (8000 литров LAr) - коллайдер PEP (SLAC) и другие [1, 2]. Конечно, самыми впечатляющими являются электромагнитный и адронный калориметры детектора ATLAS, предназначенные для экспериментов на ускорителе LHC (CERN) [3]. Полное число каналов электроники в этих калориметрах достигает 160 тысяч.

Для экспериментов на низких энергиях предназначены электромагнитные квазигомогенные ионизационные калориметры с тонкими электродами.

Такие калориметры в принципе позволяют получать энергетическое разрешение, сравнимое с разрешением калориметров на основе тяжелых сцинтиллирующих кристаллов (Nal, Csl, BGO). При этом использование жидких диэлектриков позволяет иметь большую массу рабочего вещества произвольной конфигурации и высокую сегментацию, ограниченную лишь числом каналов электроники. Сегментированный по глубине калориметр дает информацию о продольном развитии ливня, что позволяет значительно улучшить качество разделения частиц. Также становится возможным получение лучшего, чем у кристаллических калориметров, пространственного разрешения. Это достигается за счет измерения координаты фотона вблизи точки его конверсии, то есть там, где ливень еще не развился и флуктуация ионизационных потерь минимальна.

По своим параметрам (плотность, энергия образования электрон-ионной пары и т.п.) наиболее подходящей средой для таких калориметров является ксенон (см. Таблицу 1), однако его применение в детекторах ограничено его высокой стоимостью.

Следующим возможным кандидатом является криптон. Долгое время считалось, что использование криптона бесперспективно из-за наличия в нем радиоактивного изотопа [7, 8], что не позволяет получить хорошее энергетическое разрешение. Однако работы, проведенные в ИЯФ СО РАН [9, 11, 12, 13], показали принципиальную возможность достижения высокого энергетического разрешения в ионизационном калориметре на жидком криптоне. На основе результатов этих работ был спроектирован и создан жидкокриптоновый калориметр детектора КЕДР [9, 14].

Важной особенностью калориметра является наличие координатной системы, пред

Таблица 1. Физические свойства сжиженных благородных газов.

LAr LKr LXe

Атомное число (Z) 18 36 54

Атомная масса (А) 40 84 131

Температура кипения, °К 87.1 119.6 164.9

Температура плавления, °К 83.6 115.8 161.2

Плотность, г/см3 1.40 2.43 3.06

Радиационная длина, см 13.5 4.60 2.77

Радиус Мольера, см 10.0 6.66 5.71

Ядерная длина, см 84 60 55 dE/dx, МэВ/см 2.31 3.45 3.89

W, эВ/пару 24.4 18.5 15.6 назначенной для измерения координат фотонов и соответственно лучшего разделения 7г°/7. Кроме этого, с использованием информации с полосок возможна идентификация частиц методом dE/dX [10].

В качестве других примеров можно привести: жидкокриптоновый калориметр для эксперимента NA48 [4] и LXe калориметр для детектора КМД-2М, который создается для экспериментов на ускорителе ВЭПП-2000 [5].

Цель работы состояла в изучении пространственного разрешения электромагнитного калориметра на жидком криптоне. Структура и содержание глав диссертации следующие:

В первой главе обсуждаются основные эффекты, определяющие пространственное разрешение калориметра на жидком криптоне. Описана методика расчета сигналов с полосок от распределения заряда ионизации в камере. Проведена оценка шумов электроники и шумов, обусловленных радиоактивностью криптона на полосках, рассчитаны значения среднего по полоске пространственного разрешения в зависимости от времени формировки фильтра и времени жизни электронов для минимально ионизирующей частицы. В конце главы обсуждаются особенности восстановления координаты фотона по точке конверсии, обусловленные геометрическим фактором.

Вторая глава посвящена экспериментальным измерениям пространственного разрешения для фотонов, выполненным в ходе экспериментов с прототипом LKr калориметра детектора КЕДР на установке РОКК-1М ускорительного комплекса ВЭПП-4М. Целью экспериментов было подробное изучение свойств жидкого криптона, измерение шумов электроники и радиоактивности, отработка процедур калибровки и измерение энергетического и пространственного разрешения на пучке "меченых" фотонов.

В третьей главе рассматриваются особенности восстановления координаты фотона в эксперименте по изучению процесса расщепления фотона. В эксперименте использовался калориметр с 2-х координатной системой с "прозрачными" полосками. Изучены следующие вопросы: методика расчета сигнала на "прозрачных" полосках; вероятность восстановления двух координат фотона в слое конверсии; пространственное разрешение по двум координатам.

В четвертой главе рассматривается электромагнитный калориметр на основе жидкого криптона, который создан в ИЯФ им. Г.И. Будкера для экспериментов в составе детектора КЕДР на е+е~ коллайдере ВЭПП-4М в области энергий 2 — 12 ГэВ [14, 50]. Координатная часть LKr калориметра состоит из 8 слоев для измерения координаты в двух направлениях. Полное число полосок - 4926. Приводятся данные по расчетным и измеренным шумам электроники и радиоактивности на полосках, описан алгоритм измерения координаты космических .частиц, приводятся данные по пространственному разрешению.

В заключении перечислены основные результаты работы.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Проведено исследование основных эффектов, определяющих пространственное разрешение калориметра на основе жидкого криптона. Разработана методика расчета сигналов на полосках ионизационной камеры от пространственного распределения заряда в зазоре.

2. Расчитана зависимость шума электроники и эквивалентного шума радиоактивности на полосках от времени формировки фильтра и от времени жизни электронов. Выбрано оптимальное значение времени формировки фильтра и допустимый диапазон времен жизни электронов.

3. Измерено пространственное разрешение калориметра на жидком криптоне объемом 160 литров для фотонов с энергией в интервале 50-1500 МэВ. Полученное разрешение составило: 1.5 мм для фотонов с энергией 100 МэВ и 0.7 мм для фотонов с энергией 1 ГэВ. Эти данные являются рекордными для калориметров полного поглощения в этой области энергий. Данные эксперимента хорошо согласуются с расчетом.

4. Разработана методика расчета амплитуд и алгоритм восстановления координаты фотона в калориметре с 2-х координатной системой "прозрачных" полосок. Метод использовался в эксперименте по наблюдению процесса расщепления фотона.

5. Создан калориметр на основе жидкого криптона для экспериментов в составе детектора КЕДР на е+е~ коллайдере ВЭПП-4М.

6. Проведено полное моделирование калориметра, разработаны алгоритмы восстановления координаты, измерено пространственное разрешение калориметра на космических мюонах. Разрешение составило ~ 0.67 mrad при вертикальном падении мюона на полоску, что соответствует разрешению 0.62 мм для полосок слоя 1 ф2 (ширина полоски 6.9 мм). При падении под углом 40° от вертикали разрешение составило ~ 0.82 mrad, что соответствует значению 1.35 мм для полосок слоя Z2 (ширина 20 мм).

1 См. Таблицу 5 на странице 70.

4.9 Выводы.

На космических мюонах измерено пространственное разрешение в жидкокрипто-новом калориметре детектора КЕДР.

Для восстановления координаты было использовано два различных метода, метод обобщенного центра тяжести и метод, основанный на нейронных сетях. Оба метода показали примерно одинаковые результаты.

Разрешение составило ~ 0.67 mrad при вертикальном падении мюона на полоску, что соответствует разрешению 0.62 мм для полосок слоя ф2 (ширина полоски 6.9 мм). При падении под углом 40° от вертикали разрешение составило ~ 0.82 mrad, что соответствует значению 1.35 мм для полосок слоя z2 (ширина 20 мм). Результаты находятся в согласии с моделированием.

Заключение.

Перечислим основные результаты, представленные в диссертации:

1. Проведено исследование основных эффектов, определяющих пространственное разрешение калориметра на основе жидкого криптона. Разработана методика расчета сигналов на полосках ионизационной камеры от пространственного распределения заряда в зазоре.

2. Рассчитана зависимость шума электроники и эквивалентного шума радиоактивности на полосках от времени формировки фильтра и от времени жизни электронов. Выбрано оптимальное значение времени формировки фильтра и допустимый диапазон времен жизни электронов.

3. Измерено пространственное разрешение калориметра на жидком криптоне объемом 160 литров для фотонов с энергией в интервале 50-1500 МэВ. Полученное разрешение составило: 1.5 мм для фотонов с энергией 100 МэВ и .0.7 мм для фотонов с энергией 1 ГэВ. Эти данные являются рекордными для калориметров полного поглощения в этой области энергий. Данные эксперимента хорошо согласуются с расчетом.

4. Разработана методика расчета амплитуд и алгоритм восстановления координаты фотона в калориметре с 2х координатной системой "прозрачных" полосок. Метод использовался в эксперименте по наблюдению процесса расщепления фотона.

5. Создан калориметр на основе жидкого криптона для экспериментов в составе детектора КЕДР на е+е~ коллайдере ВЭПП-4М.

6. Проведено полное моделирование калориметра, разработаны алгоритмы восстановления координаты, измерено пространственное разрешение калориметра на космических мюонах. Разрешение составило ~ 0.67 mrad, при вертикальном падении мюона на полоску, что соответствует разрешению 0.62 мм для полосок слоя 02 (ширина полоски 6.9 мм). При падении под углом 40° от вертикали разрешение составило ~ 0.82 mrad, что соответствует значению 1.35 мм для полосок слоя Z2 (ширина 20 мм).

В работе не было изучено пространственное разрешение для фотонов жидкокрип-тонового калориметра детектора КЕДР — это предмет отдельного большого исследования. Однако, эксперименты, проведенные с прототипом калориметра, и хорошее согласие разрешения для мюонов в эксперименте и моделировании для калориметра детектора КЕДР позволяют надеятся, что разрешение для фотонов в слое конверсии будет не хуже, чем 1 mrad.

Материалы диссертационной работы были опубликованы в работах [13, 26, 48, 57, 70]. Результаты докладывались и обсуждались на научных семинарах Института Ядерной Физики им. Г.И. Будкера, ЦЕРН (Швейцария), СЛАК (США), КЕК (Япония), Международной конференции по детекторам для экспериментов на е+е~ ускорителях (Новосибирск, 1996), Международной конференции по проволочным камерам (Вена, 1998), Международной конференции по вычислительным методам в физике высоких энергий (Цукуба, 2003).

В заключение я хотел бы выразить глубокую благодарность своему первому научному руководителю Панину B.C. , за постановку проблемы и неоценимую помощь в работе. Я искренне благодарен моему второму научному руководителю Тихонову Ю.А. за поддержку и помощь в завершении работы.

Мне приятно выразить свою особую признательность Онучину А.П. и Масленникову А.Л. за постоянное внимание к работе и полезные обсуждения, а также Котову К.Ю. за помощь в нелегком деле ежедневной эксплуатации калориметра.

Я хотел бы поблагодарить Барладяна А.К., Бондаренко А.Ю., Пелеганчука С.В., Родякина В.М., Снопкова Р.Г. за многолетнее сотрудничество при создании жидко-криптонового калориметра детектора КЕДР а также Балдина Е.М., Малышева В.М. за помощь в написании программного обеспечения.

Я признателен Аульченко В.М., Бару С.Е., Савинову Г.А., Усову Ю.В. за разработку электроники жидкокриптонового калориметра. Выражаю сердечную благодарность за помощъ при ремонте электроники Шайдурову Б.Н., Брагину А.А. (ремонт камерной электроники), Баеву В.Н. (ремонт блоков питания 12В), Жаркову А.Н., Текутьеву А.И. (ремонт блоков "путаница"), Кошелеву В.М. (ремонт плат F32), Свердлову В.И. (ремонт плат А32), Шаманаевой Л.И. (ремонт блоков ПВ).

Я благодарен всем сотрудникам коллаборации КЕДР, особенно Шамову А.Г. за большой личный вклад в запуск всего детектора.

Также мне хотелось бы поблагодарить свою жену и маму за их поддержку и ни с чем не сравнимую помощь в написании этой диссертации.

1. А.С. Барабаш, А.И. Болоздыня, Жидкостные ионизационные детекторы, Москва, Энергоатомиздат, 1993.

2. Major Detectors in Elementary Particle Physics, LBL-91 Supplement revised UC-34D, May 1985.

3. Atlas Liquid Argon Calorimeter, Technical Design Report, CERN/LHCC 96-41.

4. Sandro Palestini et al., The liquid krypton calorimeter for experiment CERN-NA48, Nucl. Instr. and Meth. A367 (1995) 263-266.

5. L.M. Barkov et al., Liquid xenon calorimeter for CMD-2M detector, Nucl. Instr. and Meth. A494 (2002) 378-380.

6. Willis W.J., Radeka V., Liquid Argon Ionization Chambers as Total Absorption Detectors, Nucl. Instr. and Meth. A120 (1974) 221-236.

7. C.Brassard, Nucl. Instr. and Meth. A162, (1979), p. 29.

8. Th.Lindblad et al., Nucl. Intsr. and Meth. A215, (1983), p. 183.

9. V.V.Anashin et al., Proc. of the Int. Symp. on Position Detect, in High Energy Physics, Dubna, 1988, p.58.

10. V.M.Aulchenko et al., Proc. of the 4th San Miniato Topical Seminar, Tuscany, Italy, 1990, p. 326.

11. V.M. Aulchenko et al., Investigation of an electromagnetic calorimeter based on liquid krypton, Nucl. Instr. and Meth. A289 (1990) 468-474.

12. V.M.Aulchenko et al., Proc. of the 5th Int. Conf. on Instr. for Coll. Beam Phys., Novosibirsk, 1990, p. 299.

13. V.M.Aulchenko et al., Proc. Int.Conf. on Calorimetry at High Energy Physics, FNAL, 1990.

14. V.V.Anashin et al., KEDR status report, 1990, Novosibirsk.

15. J.S. Gordon et al., Cathode charge distributions in multiwire chambers, Nucl. Instr. and Meth. 227 (1984) 277-282.

16. Т. Бухгольц, Расчет электрических и магнитных полей, -И.-Л. Москва, (1961).

17. Гринберг Г.А., Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений, -M.-JL: Изд-во АН СССР, (1948).

18. V. Radeka, Low-noise techniques in detectors, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 38 (1988), 217-277.

19. V.S Panin, S.V. Peleganchuk, Radioactivity and electronic noise in liquid krypton calorimeter, Preprint Budker INP 95-26.

20. B.M. Аульченко, С.Г. Кузнецов, Ю.В. Усов, Электроника калориметра на жидком криптоне детектора КЕДР, Препринт ИЯФ 98-13.

21. Справочник "Таблицы физических величин" под редакцией И.К. Кикоина, стр. 834, Москва, Атомиздат (1975).

22. П.К. Лебедев, С.В. Муравьев, Некоторые свойства промышленных ксенона и криптона, Препринт ИЯФ 90-37.

23. Е.А. Kolganova, E.L. Kozarev, G.A. Ososkov, Superresolution alghorithms for data analysis of discrete detectors in nuclear physics, Nucl. Instr. and Meth. A 443 (2000) 464-477.

24. Gregorio Landi, Properties of the center of gravity as an alghorithm for position measurements, Nucl. Instr. and Meth. A 485 (2002) 698-719.

25. M.G. Bekishev, V.M. Ivanchenko, A method of electromagnetic shower identification and measuring of its position in segmented calorimeters, Preprint Budker INP 94-76.

26. V.M.Aulchenko et al., High-accuracy measurement of photon position in a liquid krypton calorimeter, Nucl.Instr. and Meth. A419 (1998) 602-608.

27. B.M. Аульченко и др., Электроника новых детекторов ИЯФ, Препринт ИЯФ 88-29.

28. Пелеганчук С.В., Энергетическое разрешение электромагнитного калориметра на жидком криптоне, Кандидатсткая диссертация, Новосибирск, 1999.

29. A.JI. Масленников, Дипломная работа, НГУ, 1990.

30. A.JI. Масленников, частное сообщение.

31. В.М. Малышев, Дипломная работа, НГУ, 1990.

32. V.M. Aulchenko et al., The test of the LKr calorimeter prototype at the tagged photon beam, Nucl. Instr. and Meth. A 394 (1997) 35-45.

33. G.Ya.Kezerashvili et al., A Compton source of high energy polarized tagged gamma-ray beams. The ROKK-1M facility. Nucl. Instr. and Meth. B145, (1998), 40-48.

34. B.B. Анашин и др., Состояние работ на комплексе ВЭПП-4М, Труды XII Всесоюзного совещания по УЗЧ, Москва, т.1, с.295, 1990.

35. В.М. Аульченко и др., Система регистрации рассеянных электронов детектора КЕДР для изучения двухфотонных процессов, Препринт ИЯФ 91-49.

36. GEANT 3.21 — Detector description and simulation tool, CERN Geneva, Switzerland.

37. J. Damgov and L.Litov, Application of Neural Networks for energy reconstruction, CMS note 2000/066.

38. J. Schwindling, S-shape correction using a neural network, ATLAS note ATL-L-A-FLG-98-104.

39. G. Daskalakis, C. Markou, Monte Carlo studies on position resolution for the CMS ECAL calorimeter, CMS Note 1998/053.

40. M.Yu. Bogolyubsky, Yu.V. Karlov, S.A.Sadovsky, Direct photon identification -with artificial neural network in the photon spectrometer PHOS, Nucl. Instr. and IVleth. A 502 (2003) 719-722.

41. R. Kantowski, Caren Marzban A neural network for locating the primary vertex in a pixel detector, Nucl. Instr. and Meth. A 355 (1995) 582-588.

42. Rosenblatt, F., The perceptron: A probabilistic model for information storage and organization in the brain, Psychological Review 65, 386-408.

43. B. Almeida. Multilayer perceptron, Handbook of Neural Computation, release 97/1.

44. Jerome Schwindling, Bruno Mansoulie, "MLPfit: a tool for designing and using MultiLayer Perceptrons." Version 1.40, http://schwind.home.cern.ch/schwind/MLPfit.html

45. Малышев B.M. Дельбрюковское рассеяние фотонов в кулоновском поле при энергиях 140-450 МэВ, Кандидатская диссертация, Новосибирск, 1999.

46. Sh. Zh. Akhmadaliev et al., Delbruck scattering at energies of 140-450 MeV, Phys. Rev. C58 (1998) 2844.

47. Ш.Ж.Ахмадалиев и др., Методика проведения эксперимента по исследованию нелинейных процессов квантовой электродинамики в кулоновском поле ядра, Препринт ИЯФ 2001-81.

48. Sh. Zh. Akhmadaliev et al., Experimental Investigation of High-Energy Photon Splitting in Atomic Fields, Phys. Rev. Lett. 89, 061802 (2002).

49. Bashtovoy N.S. at al., Proceed of 5th International Conference on Instrumentation for Colliding Beam Physics, Novosibirsk (1990), pp.367-370.

50. V.V.Anashin et al., Status of the KEDR detector, Nucl. Instr. and Meth. A 478 (2002) 420-425.

51. В.М.Аульченко и др., Новое высокоточное измерение J/ф и ф' мезонов, Препринт ИЯФ 2003-50.

52. Тихонов Ю.А., Детектор КЕДР, доклад на научной сессии ИЯФ. 9 Января 2004.

53. V.M.Aulchenko et al., Vertex chamber for the KEDR detector, Nucl. Instr. and Meth. A283 (1989) 528-531.

54. S.E.Baru et al., Status of the KEDR drift chamber, Nucl. Instr. and Meth. A494 (2002) 251-254.

55. A.Yu.Barnyakov et al. The status of the KEDR ASHIPH system, Nucl. Instr. and Meth. A518 (2002) 597-601.

56. И.В. Бедный, А.И. Воробьев. Статус работ по сцинтилляционным счетчикам, Меморандум КЕДР ВП-2. Октябрь 2000.

57. V.M.Aulchenko et al., Liquid krypton calorimeter for KEDR detector and last prototype results, Nucl. Instr. and Meth. A379 (1996) 475-477.

58. V.M.Aulchenko et al., Experience with CsI(Na) crystals for calorimetry, Nucl. Instr. and Meth. A379 (1996) 502-504.

59. V.V.Anashin et al., Status of the KEDR supercondacting magnet system, Nucl. Instr. and Meth. A494 (2002) 266-269.

60. В.М.Аульченко и др., Мюонная система детектора КЕДР, Препринт ИЯФ 200048.

61. V.M.Aulchenko et al., Upgrade of the KEDR tagging system, Nucl. Instr. and Meth. A494 (2002) 241-245.

62. V.M.Aulchenko et al., Investigation of the electromagnetic calorimeter based on liquid krypton, Preprint INP 89-124.

63. Пивоваров С.Г. Сверхпроводящая магнитная система и жидкокриптоновый калориметр детектора КЕДР, Кандидатская диссертация, Новосибирск 2001.

64. ОАО "КРИОГЕНМАШ". Система термостатирования азотно-гелиевая СТАГ-1200/4,5. Техническое описание, 1991.

65. V. Breton et al., Application of neural networks and cellular automata to interpretation of calorimeter data, Nucl. Instr. and Meth. A362 (1995) 478-486.

66. A. Zucchiatti et al., Optimisation of clustering algorithms for the reconstruction of events started be 1 GeV photon beam in a segmented BGO calorimeter, Nucl. Instr. and Meth. A425 (1999) 536-548.

67. I. Abt, D. Emeliyanov, I. Kisel, S. Masciocchi, CATS: a cellular automation for tracking in silicon for the HERA-B vertex detector, Nucl. Instr. and Meth. A489 (2002) 389-405.68. "KedrSim". Пакет моделирование детектора КЕДР, версия 0.1.4.

68. Е.М. Балдин. "Генератор космических мюонов", Пакет моделирования детектора КЕДР.

69. Аульченко и др., Пространственное разрешение в калориметре на жидком криптоне, Препринт ИЯФ 2004-29.

70. Review of Particle Physics, Phys. Rev. D, v. 66 (2002), 198-199.