Arda HAN91A Manuale Utente

upupdowndownt;xIIt;xKKTrel-Start von Modul ITrel-Stop von Modul IdtTrelStopStopStartStartt(or)KoinzidenzKoinzidenzdtTrelStartStartStopStopt(or) vonand

-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05Zeit in µstor Signal (ADC-Interface) in VNIM-Level low/highMultiplizität: 1Mult

8008509009500 100 200 300 400 500aModul-AdresseTrel_1 (M=1)-5050 100 200 300 400 500bModul-AdresseTrel_00120 100 200 300 400 500cAnalog-Treiberin Sätt

01000200030004000500060007000-1 0 1TREL_0(Modul 425) in nsVertikale MyonenFWHM = 0.8 ns

0200400600800100012001400-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50Geschwindigkeit in cm/nsVertikale MyonenaLichtgeschwindigkeitunten → obenLichtgeschwindig

pHaupt-TargetStrahl-MonitoruSR-TargetStrahlrohrASTERIX KModul Kt;xKKLeading-EdgeDiskriminatorLeading-EdgeDiskriminatorLeading-EdgeDiskriminatorTDC2Sta

-0.75-0.5-0.250.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4Zeit in µsKARMEN-Signal(upstream) in VReemissionReflektion amDownstream-Ende

-0.3-0.2-0.1-0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03Zeit in µsCerenkov-Signal in VVorpulsWalkSchwelle: 100 mV

-0.25-0.2-0.15-0.1-0.05-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015Zeit in µsCerenkov-Signal in VSchwelle: 37 mVCerenkov-Walk-0.4-0.3-0.2-0.10 0.2 0.4 0.600

-6-4-202461400 1600 1800 2000 2200PMT-HV in VTREL_0 in nsFit: TREL_0 = -42.1 + 1727.8/√–––HV

Blende5 mmStartStopPhotomultiplierVALVO XP 3462optionale Küvettemit SzintillatorStrahlteilerQuarz-Lichtleiterzum DetektorUV-Laser337 nmReflektionamfer

-3-2.5-2-1.5-1-0.5-0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02Zeit in µsStart-Signal in VStart für denCerenkov-Lichtleiter1.411.421.431.315 1.32 1.325 1.33 1.

6406506601.46 1.465 1.47 1.475 1.48Brechungsindex (Quarz)Cerenkov-Laufzeit in ns482 nm461 nm442 nm423 nmBlaue Komponente337 nm

02040608010012014070 80 90 100 110 120 130 140Zeit in nsBPM-Signal in ADC-KanälenSchwelle: 38.1 KanäleOffset: 15.4 KanäleBPM-Walk0501001500 200 400 60

05010015020025060 80 100 120 140 160Zeit in nsBPM-Fit in ADC-KanälenSchwelle:38.1 Kanäle

05101520250 50 100 150 200 250BPM-Amplitude in ADC-KanälenKorrigierter BPM-Walk in ns

543 2 1KARMEN-Bunker(7000 t Eisen)äussererShield-Detektorinnere passiveAbschirmung(180 t Eisen)innererAntizählerHauptdetektor

1010210310410510 20 30 40 50 60Energie in MeVZählrateGesamtuntergrundMichelelektronenBremsstrahlung12B-Zerfalls-Elektronen

050010001500200025003000350040000 5 10 15Energie in MeVa. Neutroneinfang und β-ZerallEinfang am Proton (2.2 MeV)Einfang amGadolinium(E < 8 MeV)12B-

010002000300040005000x 1020 50 100Stackeinträge einer Strahlperiode020040060080010001200x 1030 10203040SMU-Ereignisse aus 6 Strahlperioden

0100020003000400050000 20 40 60 80 100 120Zeitdifferenz (Ereignis - SMU) in msτ = 29.1 msAusleselücken

3025201510551015ModulspalteModulreihe0100200300400500600-200 -100 0 100 200x-Ort in cmfiducial volume cut

010020030040050010 15 20 25 30 35 40 45 50Energie in MeVSingle Prong für 0.6 ≤ t ≤ 10.6µskosmischer UntergrundNeutrinoreaktionen

02040608010012014010 20 30 40 50 60Energie in MeVa. Single Prong mit 0 ≤ t ≤ 500 nsschnelle NeutronenNeutrinoskosmischer Untergrund020406080100-500 0

0100020003000400050000102030Zeit in µsa. Single Prong Ereignissezwischen 3.5 und 10 MeVkosmischer Untergrund0204060801000 102030Zeit in µsb. Single Pr

010203002040Energie in MeVa. CC: 12C(νe,e-)12Ngs010203002040Energie in MeVb. CC: 12C(νe,e-)12N*05010015002040Energie in MeVc. NC: 12C(ν,ν′)12C*(15.11

0501001502002503003505 1015202530Zeit in µs020406080100120140160180510Zeit in µs0255075100125150175200510Zeit in µsa. 11 ≤ E ≤ 35 MeVb. 11 ≤ E ≤ 16 Me

025507510012515017520010 20 30 40 50Energie in MeVEreignisse/1 MeV010020030040050060010 20 30 40 50Energie in MeVEreignisse/1 MeVa. Neutrinos•| Maxim

0.8950.90.9050.910.915-200 20406080Zeit in µsa. Nachweiswahrscheinlichkeitnach der Stack-Reduktion0.9550.960.9650.970.975-200 20406080Zeit in µsb. Nac

02040608010012014010 15 20 25 30 35 40 45 50Energie in MeVEreignisse/1 MeV05010015020010 20 30Energie in MeVEreignisse/1 MeV05010015010 20 30Energie i

0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Kanäle)Neutral Matrix (Run 16)0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Ka

0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Kanäle)Neutral Matrix (Run 40)0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Ka

0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Kanäle)Calcos Matrix (Run 41)0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Kan

050001000015000200002500025 30 35 40 45 50Monte-Carlo-Energie in MeV0501001502002500 200 400Energie in ADC-Kanälena.02.557.51012.51517.52022.5400 600

EU(top)EU(bot.)ED(top)ED(bot.)Ldown,T(mid)Lup,B(mid)Ldown,B(mid)Lup,T(mid)Lup,B(top)Lup,T(bot.)Ldown,B(top)E(top)E(mid)E(bot)EU(mid)ED(mid)Ldown,T(bot

-HVRPMTRPMTDownstream-PMTUpstream-PMTRdownRupHVupHVdown

tor1tor2tor3tor4tor1tor2tor3tor4ASTERIX ADC-InterfaceZwischenstecker

-3-2-10123450 100 200 300 400 500ModuladressePed.(Stecker) - Ped.(OBELIX)Downstream PedestalsOBELIX Pedestals

02468100 100 200 300 400 500Moduladresse50%-Schwelle (unkorrigiert)Upstream Schwellen

02004006008001000120014001600x 1040 25 50 75 100 125 150 175Zeitdifferenz in nsEreignis-Zeit in ns

00.511.522.533.540204060ν-Energie in MeVν-Fluß in rel. Einheitenνeν—µνµa.0123456780 200 400 600Zeit in nsνµProtonen-Strahlνe , ν—µb.00.10.20.30.40.502

1m 5mISIS TargetProtonen-StrahlTarget- Abschirmung LADMARISXDeVsPolarisNeutrino Halle7000 t Neutrino BunkerElektronikKARMEN

00.10.20.30.40.50.60.70.80.910 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2relativer Abstand Quelle - Detektor (r/L)P(νµ → νe)Oszillationslänge Lsin22Θ

10-210-111010210-310-210-11sin2 2Θ∆m2 [eV2]νµ→ νeνµ→ νesin2 2Θ∆m2 [eV2]

15.1112.7113.3617.33 1+,10+,01+,11+,01+,1β−µ−νeβ+(ν,ν,)(e,e,)γ12B12C*12N12C

00.20.40.60.810 0.1 0.2 0.3q2/mπ2FA(q2)/FA(0)KARMEN (mit Fehlerbereich)FukugitaMintz

12C12N11C1+0.00 MeV2-1.19 MeV1-1.80 MeV2-4.14 MeV1-6.40 MeV1-7.68 MeV0+-17.34 MeV3/2-0.60 MeV1/2-2.60 MeV(10.9 %/νe)3/2-5.40 MeV(5.7 %/νe)νeγν - Einfa

10-310-210-10 102030405060νe-Energie in MeVWirkungsquerschnitt in 10-40 cm2DonnellyMintz νMintz ν–Fukugita νFukugita ν–

10-310-210-10 102030405060νe-Energie in MeVWirkungsquerschnitt in 10-40 cm2DonnellyMintzFukugitaPourkavianiKarmen Messung

0102030405010 15 20 25 30 35Elektron-Energie in MeVEreignisse / 1.5 MeV01020304050604 6 8 10121416Positron-Energie in MeVEreignisse / MeV0204060801001

0204060801001201401601800 5 10 15 20 25 30 35 40Elektron-Energie in MeVSingle Prong Ereignisse12C(ν,ν’)12C*(15.11 MeV)12C(νe,e-)12N*12C(νe,e-)12Ngs

KARMEN-Bunker(7000 t Eisen)äussererShield-Detektorinnere passiveAbschirmung(180 t Eisen)innererAntizählerHaupt-Detektor

Haupt-Detektorinnerer Antizähleräußerer Shield-DetektorPhotomultiplierpassive AbschirmungGd2O3-Papiermit LuftspaltDoppel-Plexiglas-Platten (2 x 1,5 mm

Haupt-DetektorVorderansichtSRARSLALSpalte 1 ST ATAB3.60 mHaupt-DetektorSeitenansichtSD4.60 mReihe 1 ST ATABReihe 32SUEisenwand mit Photomultiplierninn

oben380 cm460 cm 382 cm480 cm600 cmupstream rechts downstream links460 cm6 cm3 cmLängsschnitt entlang eines Shield-Moduls2" PhotomultiplierEMI 98

SoftwareControlledEventPatternTestUnitabsoluteEreignis-ZeitTDC+ScalerDaten-StackBit-Muster+ZeitA C CCES 2180StarburstProzessorL S I11/73VAXCAMACA D C1

Delay50 nsTeiler1:40LE-DiskriminatorLE-DiskriminatorSchwelle Inhibit Tor TroGate2,3,4TorTrostopstartstopstartGateGateresetASTERIXtriggerlogicADAUPMTSi

0 260 8 268608 609 610 611512513514515516517518519520128 388 136 39664 324 72 332192 452 200 460256 4 264 12320 68 328 76384 132 392 140448 196 456 20

Front-End16-fach DiskriminatorMLU-InterfaceMemory-LookupUnitDaten−StackMono-Flop10 µsTrigger-ProzessorΣE / m − MatrixADC-KonversionDaten-Auslese undSo

01020304050600 5000 10000 15000 20000Energie (Ereignis)Energie (TRIP)0510152025300204060Multiplizität (Ereignis)Multiplizität (TRIP)

0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Kanäle)Neutral Matrix (Run 48)0510152025300 204060Energie (ADC-Kanäle)Multiplizität (ADC-Ka

05001000150020002500-3000 -2750 -2500 -2250 -2000 -1750 -1500 -1250 -1000Zeit-Differenz in nsa.020040060080010001200x 102-2800 -2790 -2780 -2770 -2760

-600 -200 0 100 15750 19400Pre-BeamSMU andDaten-StackpromptesFensterCosmic- oderNeutral-Fenster20 ms 20 msn. Strahlperiode n+1. StrahlperiodeDaten-Aus

X0 cm-176.5 cm +176.5 cmupstream downstreamVerzögerung50 nsLeading-EdgeDiskriminatorLeading-EdgeDiskriminatorASTERIX-Kartestop startdt-TACUtSchwelleUt

TasterixA2A1PMT-Signal0W1W2Walk-DifferenzZeita. Amplituden-WalkTasterixPMT-Signal0W1W2Walk-DifferenzZeitb. Anstiegs-WalkA

0501001502002503003504004500 250 500 750 1000DT in Kanälena. fehlerfreies ModulDTupDTmidDTdown0501001502002503003504004500 250 500 750 1000DT in Kanäl

-200-150-100-50050100150200-50 -25 0 25 50(xdt - xfit) in cmxfit in cma. fehlerfreies Modul-200-150-100-50050100150200-50 -25 0 25 50(xdt - xfit) in c

020040060080010001200140016001800-15 -10 -5 0 5 10 15xfit - xdt in cmFWHM = 7 cm

00.10.20.30.40.5-40 -30 -20Zeit in nsPhotomultiplier-Signal in Va.t0t1t2tmaxSchwelle00.20.40.60.81-40 -30 -20Zeit in nsA/Amaxb.t0t1t2tmaxTasterix/A1Ta

010020030040050002468101214Eup in ADC--KanälenSchwelle50%-WertModul 117upstream

02550751001251501752002250 2.5 5 7.5 10ADC-KanäleModuleFWHM: 2.4a. ASTERIX-Schwellen (upstream)02550751001251501752002250 2.5 5 7.5 10ADC-KanäleModule

-200-150-100-50050100150200-100 -50 0 50 100(xdt - xfit) in cmxfit in cma.30≤E<50 Kan.-200-150-100-50050100150200-100 -50 0 50 100(xdt - xfit) in c

051015202530354045100 200 300 400 500 600Summenenergie in ADC-KanälenFWHM(x) in cm

01020304050600 102030405060deponierte Energie in MeVsichtbare Energie in MeVElektronenProtonen

00.20.40.60.8125 30 35 40 45 50Energie in MeVM.C. Landau--VerteilungLandau-Peak: 30.6 MeV

01000020000300004000050000600007000080000900000 102030405060Energie in MeVMonte-CarloMessung•+

Myonzx

17.51818.51919.52020.5-100 0 100Ort in cmSpurlänge in cmReihe 1 (oben)17.51818.51919.52020.5-100 0 100Ort in cmSpurlänge in cmReihe 16 (Detektormitte)

0501001502002503000 250 500 750 1000Energie(upstream) in ADC-KanälenBin 14: -12.5cm ≤ x < 0.0cmgemessene VerteilungFit01020304050600 250 500 750 10

0100200300400500600-100 0 100Ort in cmLandau-Peak in ADC-KanälenModul 304 (fehlerfrei)PMTUpPMTDown0100200300400500600-100 0 100Ort in cmLandau-Peak in

050100150200250300350400450500-150 -100 -50 0 50 100 150Ort in cmLandau-Peak in ADC-KanälenPMTUpPMTDownPMTUp + PMTDownDownstreamSummeUpstream

vertikaleLeakagehorizontaleLeakage

0102030405060700 204060korrigierte Energie in MeVnachgewiesenes Licht in MeVa. fehlerfreie Module0102030405060700204060korrigierte Energie in MeVnachg

00.10.2-100 0 100Ort in cmLeakage-Funktiona. fehlerfreies Modul (304) (upstream, bottom)00.10.2-100 0 100Ort in cmLeakage-Funktionb. defektes Modul

Vertical Cosmic HorizontalCosmicvertikale Leakagevertikale LeakagehorizontaleLeakage

0100200300400500600-100 0 100Ort in cmLandau-Peak in ADC-KanälenModul 304 (fehlerfrei)PMTUpPMTDown0100200300400500600-100 0 100Ort in cmLandau-Peak in