11

Detector for Internally Detector for Internally Reflected Cerenkov LightReflected Cerenkov Light

22

RICH dappertuttoRICH dappertuttoPhysics Topic Physics Topic Examples: Exciting Issues (2004)Examples: Exciting Issues (2004) Some Experiments with Some Experiments with

RICH; RICH; Active/ Active/ Future:Future:

(and(and without RICH/without RICH/ČČ det)det)

Heavy Flavor PhysicsHeavy Flavor Physics • Confronting the Standard Model:Confronting the Standard Model:

Precision Measurements of CP Precision Measurements of CP Violation in B Sector; Violation in B Sector; • Are there experimental hints of New Are there experimental hints of New Physics?Physics?

BaBar(SLAC)BaBar(SLAC), , BELLE(KEK),BELLE(KEK), CLEO-CLEO-III(Cornell), CKM, III(Cornell), CKM, SELEX, SELEX, LHCb (CERN); LHCb (CERN); Super B-Factory Super B-Factory (SLAC/KEK?)(SLAC/KEK?)

Hadron StructureHadron Structure • Do Pentaquarks exist?Do Pentaquarks exist?• Do other exotic hadrons exist? Do other exotic hadrons exist? • What is quark content of new states? What is quark content of new states? E.g., DE.g., DssJJ[2317]; D[2317]; DssJJ[2460]; D[2460]; DssJJ[2632][2632](SELEX); X(3872)(SELEX); X(3872)

Many of the Heavy Many of the Heavy Flavor Experiments Flavor Experiments above;above; HERMES(DESY);HERMES(DESY); COMPASS(CERN); COMPASS(CERN); (SELEX(Fermilab))(SELEX(Fermilab))

GSI: PANDA, CBMGSI: PANDA, CBM

HALL-A (JLAB)HALL-A (JLAB)

Neutrino PhysicsNeutrino Physics • First Confirmed Physics Beyond SMFirst Confirmed Physics Beyond SM• Are neutrinos Dirac or Majorana? Are neutrinos Dirac or Majorana? • What is the mass hierachy?What is the mass hierachy?• Neutrino AstrophysicsNeutrino Astrophysics

Super Kamiokande; Super Kamiokande; SNO(Sudbury); Lake SNO(Sudbury); Lake Baikal;Baikal;

Ice Cube(South Pole);Ice Cube(South Pole);

Antares, NESTOR, Antares, NESTOR, NEMONEMO

(Mediterranean)(Mediterranean)tabella di B. Ratcliff – RICH2004tabella di B. Ratcliff – RICH2004(con qualche aggiunta)(con qualche aggiunta)

33

tabella di B. Ratcliff – RICH2004tabella di B. Ratcliff – RICH2004(con qualche aggiunta)(con qualche aggiunta)

E chi non lo ha se ne pentaE chi non lo ha se ne pentaPhysics Topic Physics Topic Examples: Exciting Issues Examples: Exciting Issues

(2004)(2004)Some Experiments with RICH; Some Experiments with RICH; Active/ Active/ Future:Future:

(and(and without RICH/without RICH/ČČ det.) det.)

Quark Matter at High Quark Matter at High Density (Heavy Ions)Density (Heavy Ions)

Discovery of Quark-Gluon Discovery of Quark-Gluon PlasmaPlasma

HADES(GSI) HADES(GSI)

PHENIX(RHIC)PHENIX(RHIC)

STAR(RHIC)STAR(RHIC)

ALICE (CERN)ALICE (CERN)

High Energy FrontierHigh Energy Frontier Discovery!Discovery!• Higgs?; Higgs?; • Supersymmetry?Supersymmetry?

CDF/D0(Fermilab)CDF/D0(Fermilab)ATLAS/CMS(LHC)ATLAS/CMS(LHC)

Astro-particle physicsAstro-particle physics • Ultra High Energy Cosmic Ultra High Energy Cosmic Rays;Rays;• Very High Energy Gamma Very High Energy Gamma Rays;Rays;

AMS-02(Space)AMS-02(Space)

Auger (Argentina)Auger (Argentina)

HESS (Namibia); HESS (Namibia);

Puebla Puebla

TTUUNNKKA (A (SSiibbeerriiaa))

Mexico/ChalcatayaMexico/Chalcataya

Magic (la Palma) Magic (la Palma)

44

FormuleFormule

Richiami sull’effetto Cherenkov. Se la velocità della luce in un mezzo v èRichiami sull’effetto Cherenkov. Se la velocità della luce in un mezzo v è> 1/n, allora si forma un cono di luce di apertura: > 1/n, allora si forma un cono di luce di apertura:

cc

cc

55

Il principioIl principio

66

Risoluzione intrinsecaRisoluzione intrinseca

77

Considerazioni sulla risoluzioneConsiderazioni sulla risoluzione

88

PinholePinhole

99

DIRC-SchematicaDIRC-Schematica

1010

1111

1212

EfficienzeEfficienze

1313

PMT in HPMT in H22OO

1414

RadiatoreRadiatore

1515

Quarzi !Quarzi !

1616

TolleranzeTolleranze

1717

Coefficiente di riflessione vs. Coefficiente di riflessione vs. finiturafinitura

1818

QC/QAQC/QA

1919

TrasmissioneTrasmissione

2020

PMTPMT

2121

L’acqua corrodeL’acqua corrode

2222

L’acqua corrode e si vedeL’acqua corrode e si vede

2323

Alla fine …..conta l’efficienza per i Alla fine …..conta l’efficienza per i fotonifotoni

dimuonidimuoni

2424

Risoluzione angolare e temporaleRisoluzione angolare e temporale

2525

Ricostruzione e backgroundRicostruzione e backgrounddimuonedimuone

Time information (8 ns windowTime information (8 ns window))

2626

Tracce vereTracce vere

2727

Risoluzione sulla tracciaRisoluzione sulla traccia

2.5 mrad2.5 mrad

2828

Performance a vistaPerformance a vista

DD00 -> K -> K++ --

2929

Performance in funzione di pPerformance in funzione di p

3030

E in dettaglioE in dettaglio

3131

E nel caso piu’ criticoE nel caso piu’ critico

Crossfeed Crossfeed /k in/k inB->K(B->K(

3232

DIRC DI SECONDA DIRC DI SECONDA GENERAZIONE: IL TOP 1/2GENERAZIONE: IL TOP 1/2

TOP Counter TOP Counter ConceptConcept

Quartz-based RICH counter to detect Quartz-based RICH counter to detect

internally reflected Cherenkov light internally reflected Cherenkov light

(like DIRC at BaBar)(like DIRC at BaBar) But reconstruct the image in (X,TOP) But reconstruct the image in (X,TOP)

instead of (X,Y).instead of (X,Y).

““TOP” = TOP” = Time Of PropagationTime Of Propagation Possible if Possible if

TOP < TOP < 100ps100ps for each arriving photon. for each arriving photon.

Toru Iijima

butterfly TOP butterfly TOP

J. Vavra

3333

DIRC DI SECONDA DIRC DI SECONDA GENERAZIONE: IL TOP 2/2GENERAZIONE: IL TOP 2/2

each photon will be measured with a ~100ps timing resolution, to correct out the chromatic error

the Focusing DIRC prototype is in the test beam at SLAC.

focusing TOPfocusing TOP3D information

t, x and vertical angle

Toru Iijima

J. Vavra

3434

Un Super-DIRC per Super-BUn Super-DIRC per Super-B

3535

FLAT PANELSFLAT PANELSBelle upgrade, test beamBelle upgrade, test beam

matrix of flat panels,matrix of flat panels,Hammamatsu H8500Hammamatsu H8500

P. Krizan P. Krizan

J. Vavra J. Vavra

uniformity is ~1:2.5

3636

Propagazione della lucePropagazione della luce