Česká spolupráce na projektech H1 a CALICE (DESY-H1-CALIC)

Abstract

Účelem předkládaného návrhu INGO je účast českých pracovišť fyziky elementárních částic z MFF UK a FZÚ AVČR ve dvou nevládních projektech, experimentu H1 a v R&D CALICE, které jsou realizované v rámci velkých mezinárodních spoluprací, kterých se zúčastňuje několik desítek institucí z celého světa. Česká republika se podílí na experimentu H1 od devadesátých let minulého století a na R&D CALICE od r.2002. Oba projekty jsou financované z finančních zdrojů zúčastněných institucí, v jejichž společném vlastnictví jsou aparatury a dosažené výsledky. Česká účast byla podporována v minulých letech předchozími programy INGO.

Aparatura experimentu H1 byla do r.2007 provozována v laboratoři DESY, Hamburk, která poskytla urychlovač HERA, kde se srážel svazek elektronů o energii 26 GeV se svazkem protonů o energii 920 GeV. V současné době se provádí závěrečné zpracování experimentálního materiálu pomocí výpočetní techniky, která je soustředěna v DESY a provádí se na pracovních stanicích, které byly zakoupeny spolupracujícími pracovišti. Řešitelský tým předkládaného návrhu se bude zabývat analýzou difrakčních případů, které byly registrovány v interakcích elektronů s protony. Fyzikální tematikou je produkce půvabných mezonů D*, produkce dvoujetových případů a měření difrakční strukturní funkce F2D4. Prvá dvě témata jsou již rozpracována a předpokládá se dosažení výsledků v r. 2014 a jejich publikace v r. 2015. Třetí problematikou se budou spoluřešitelé návrhu zabývat hlavně v letech 2015 a 2016. Podrobnější informace jsou uvedeny ve výsledcích V001,V002 a V003 a v etapách E001 až E004.

R&D CALICE ( CalorimeterforLInearCollidEr) je zaměřen na vývoj technologicky nových kalorimetrů, které mohou být použity např. pro plánovaný mezinárodní lineární urychlovač ILC. V rámci R&D CALICE bylo vybráno několik institucí, v nichž se kompletují prototypy kalorimetrů z dílů, dodaných spolupracujícími pracovišti. Řešitelé navrhovaného projektu INGO se již delší dobu podílů na vývoji analogového scintilačního hadronového kalorimetru AHCAL který je kompletován v laboratoři DESY. Byl již vyvinut fyzikální prototyp, který byl úspěšně otestován na svazcích částic v DESY, CERNu a FRMILABu. Přínos českých pracovišť spočíval zejména ve vývoji a výrobě kalibrační elektroniky, která byla nedílnou součástí prototypu při jeho textech. V současné době se započalo s konstrukcí technologického prototypu reálného kalorimetru, který má ověřit průmyslovou realizovatelnost výroby kalorimetru. Tento prototyp má zdokonalit postupy pro zhotovení mechanické části, optických částí a zejména integraci velkého počtu elektronických kanálů do soustavy sběru dat, trigru a kalibrace. Pro nový prototyp řešitelský tým vyvine na základě zkušeností s fyzikálním prototypem nový kalibrační systém. Jeho princip spočívá v rozvodu v záblesků světla z UV diod pomocí vlákna se zářezem nad každým scintilátorem v němž je umístěn křemíkový fotodetektor SiPM. Kromě toho se řešitelé budou podílet ve spolupráci s pracovníky z DESY na vývoji programového vybavení pro ovládání kalorimetru a sběru dat. Cílem tohoto vývoje je univerzální systém, který bude používán pro všechny detektory, které budou součástí aparatur navržených pro lineární urychlovai ILC. Podrobněji jsou předpokládané výsledky specifikovány v V004 až V006 a v etapách E005 až E009.