GIACRI Marie-Laure

Etude d’un solénoïde et des trajectoires de protons pour l’expérience

CLAS/DVCS

Stage effectué au CEA Saclay/DAPNIA/SPhNSous la direction de M. Garçon

Plan

• Le DVCS (Deeply Virtual Compton Scattering)

Plan

• Le DVCS (Deeply Virtual Compton Scattering)

• Le détecteur CLAS (CEBAF Large Acceptance Spectrometer)

Plan

• Le DVCS (Deeply Virtual Compton Scattering)

• Le détecteur CLAS (CEBAF Large Acceptance Spectrometer)

• Pourquoi ajouter un solénoïde ?

Plan

• Le DVCS (Deeply Virtual Compton Scattering)

• Le détecteur CLAS (CEBAF Large Acceptance Spectrometer)

• Pourquoi ajouter un solénoïde ?

• Optimisation du solénoïde

Plan

• Le DVCS (Deeply Virtual Compton Scattering)

• Le détecteur CLAS (CEBAF Large Acceptance Spectrometer)

• Pourquoi ajouter un solénoïde ?

• Optimisation du solénoïde

• Trajectoires de proton

DVCSLa dynamique

Grand Q² = -q ²Petit t = ² Factorisation de l’amplitude de diffusion

La partie haute est calculableLa partie basse fait intervenir la structure du nucléon par l’intermédiaire des GPDs.

La cinématique

'' pepeVariables qui décrivent

t = ² et décrivent le plan hadronique

2sin'4)'( 222 eEEkkQ

sont Q², , t et Q² virtualité du photon

E=6 GeV, E’ énergie de l’électron

diffusé, e angle de diffusion

Q² et invariants relativistes décrivant le plan leptonique

Le détecteur CLAS

Simulation d’une réaction de DVCS dans CLAS

p

e

calorimètre

e- Möller

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simple

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

• Plus un retour de flux

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

• Plus un retour de fluxProblème de poids

Difficile de connaître le champ de manière exacte

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

• Plus un retour de fluxProblème de poids

Difficile de connaître le champ de manière exacte

• Plus un écran actif

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

• Plus un retour de fluxProblème de poids

Difficile de connaître le champ de manière exacte

• Plus un écran actif

Diminue la focalisation

Diminution du bruit de fond lié aux électrons Möller par guidage électromagnétique:

• Par un solénoïde simpleLes contraintes sur le tore sont de 30N/m : inacceptable

• Plus un retour de fluxProblème de poids

Difficile de connaître le champ de manière exacte

• Plus un écran actif

Diminue la focalisation

Optimisation de solénoïde et de l’écran

solénoïde

Configuration géométrique du solénoïde

Contraintes:

Laisser échapper toutesparticules avec un angle inférieur à 60°

Champ sur le tore < 25gauss

Minimiser les angles des lignes de champ au niveau du calorimètre

Contraintes

-Champ sur les jauges < 25 gauss-Intégrale des lignes de champ sur l’axe la plus grande possible-Angles des lignes de champ près de l’axe

Valeur choisie pour l’épaisseur: 30 mm

Modifications des trajectoires de protons liées au solénoïde

• Perte de taux de comptage

• Déviation suivant l’angle • Perte de la radialité

Perte du taux de comptage

Coupures :

-sur toutes les positions initiales-à partir de > 56°-sur un domaine restreint en impulsion-petits Q²

Pas gênant car les évènements les plus intéressants sont à grand Q²

Définition

Déviation en

Diminution importante de l’angle associée surtout aux petites impulsionsQuantifiable à partir du champ et des valeurs de z et

Ne devrait pas empêcher la reconstruction

Angle azimuthalDéviation en ne joue pas car la détection se fait pour tous les .

La radialité est par contre un facteur important pour la reconstruction.

Perte de radialité

L’écart en angle est faible (inférieur à 2°)

La distance au faisceau est à comparer aux 70 cm à parcourir pour entrer dans les chambres à dérive

L’écart est trop faible pour jouer lors de la reconstruction

Conclusion et perspectives

• Nécessité de modifier CLAS

• Définition du solénoïde

• Construction commencée pour l’expérience prévue fin 2003

• Pas de problème majeur pour la reconstruction des trajectoires de protons

• Etude à poursuivre avec GEANT