Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Bericht zu COSY KHuK Jahrestagung 2011 Dezember 2011 | Hans Ströher

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Bericht zu COSY

KHuK Jahrestagung 2011

Dezember 2011 | Hans Ströher

11. April 2023 Institut für Kernphysik (IKP) Folie 2

COSY (Cooler Synchrotron)

Foto des Rings aus der Aufbauphase


(Polarisierte) Proton-,

Deuteron-Strahlen mit

Impulsen < 3.7 GeV/c

Phasenraum-Kühlung

(Elektron-, Stochastisch)

Interne und externe

Experimente

COSY – wesentliche Parameter

Die Maschine für Spinphysik mit hadronischen Sonden


Vortragsübersicht

Laufendes Physikprogramm

(ANKE, TOF, WASA)

Spin Physik an COSY

Vorarbeiten für FAIR

(HESR und PANDA)

Entwicklungsarbeiten

(PAX, JEDI)

Status, mittel- und langfristige Pläne


Laufendes Physikprogramm

COSY

Detektorsysteme im Ring und am extrahierten Strahl:

ANKE

Hadronenphysik mit hadronischen Sonden

WASA

Injektorzyklotron

TOF


Aktuelle Resultate (1)

-Meson und (K+K-) Produktion in Kernen: pA X (K+K-) XANKE

Herausforderung an existierende Modelle; wichtig für Kern-Kern

„Transparency“-Verhältnis R = TA/TC als Funktion des -Impulses:

Vergrößerungder - Breiteim Medium

~ 1 Größenordnung

Vergrößerungder - Absorption

(14 20 mb)

Modellabhängige Analyse: Mediumeffekte



(p)-Streulänge aus p p K+p ( p -)TOF

Test Methode hohe Statistik (2011) [alternativ: Doppelpolarisation (ANKE)]

Akzeptanz-korrigierte Zählrate Analysierstärkeals Funktion der (p) inv. Masse: (für gesamten Bereich!):

FSI

0-Cusp

Effektive Streulänge Für kleine (p) inv. Masse: Sensitivität auf Spin-Triplett Anteil

A y (90°)



„ABC Effekt“ in der 2-Pion Produktion in NN d WASA

„ABC-Resonanz“ im I=0 Kanal: M ~ M() – 80 MeV ; ~ ¼ ()

pnd(I=0) ppd(I=1)


„Spin“ an COSY

Bestellung einer „Sibirische Schlange“ (longitudinale Polarisation)

RF SolenoidSpinflipper:RF Dipol

Niederenergie Polarimeter

(LEP)

HEP

Existierende Ausstattung für Polarisationsphysik:

Polarisierte QuelleLS-Polarimeter

PAX-ABSBRP

EDDA

ANKE-ABS LSP



ANKE

Gemeinsame Analyse: 4N Kontaktterm (über PT-LEC „d“)

CELSIUS Daten

pp {pp}s 0

Pion-Produktion mit Di-Proton ({pp}s ; Epp < 3 MeV) Endzustand

TRIUMF Daten- Daten

pn {pp}s -



Präzisionsmessung der Masse aus d+p 3He ANKE

Strahlimpuls (künstliche Spinresonanz) Impuls



Präzisionsmessung der Masse aus d+p 3He ANKE

Resultat keine Diskrepanz mehr zwischen „Reaktionen“ und „Zerfällen“



Untersuchung der Spin-Kohärenzzeit (SCT) in COSY mit d-Strahl EDM

SCT für gekühlten COSY Strahl (ohne Optimierung) > 50 s

Spinflipper aus:

DekohärenzZeitintervall

Spinflipperan

5 s 25 s 5 s

SpinflipperRF-Solenoid

an

WiederhergestelltePolarisation

UrsprünglichePolarisation


Vorarbeiten für HESR

Entwicklungen an COSY:

Barrier BucketKavität

StochastischerKühltank

Budker-Institut(Novosibirsk)Tests 2011

Lieferung I/2012

Komponententests; COSY Hochenergie e-Kühler 1. Stufe für HESR

Elektronen-Kühler (2 MV)


Vorarbeiten für FAIR Detektoren

Komponententests an COSY (PANDA-Targets, Central Tracker)

COSY als Test-Maschine:

Pellet Target (Lab)

Pellet Target (WASA)

Cluster Jet Target (ANKE)

Straw Detektoren alszentraler PANDA-Tracker

Straw Det. (TOF)


Aktueller Strahlzeitplan 2011/12:

Komponententests an COSY (CBM, PANDA)



Zukunft: „Preassembly“ von PANDA-Teilen (TOF-Areal)

CBM, PANDA

CBM: Silizium Tracker Tests

GEM Detektortests

RPC ToF-Detektortests

HADES: Diamantdetektor Tests

PANDA: Straw-tube Tests

Mikrovertex-Detektortests

(Disk DIRC Tests)



Weiterführende Arbeiten

Vorarbeiten an COSY (p) für PAX-at-CERN/AD ( p )

ANKE

ABS, BRP

PAX„low-ß“

Erzeugung von polarisierten Antiprotonen (PAX):


Status

„Spin Filtern“ mit Protonen; schematischPAX

Vorarbeiten an COSY (p) [Aug. – Okt. 2011] für PAX-at-CERN/AD ( p )

Spin-flipper

Proton-“Stacking“ Injektion bei 45 MeV

Elektronenkühlung an

Beschleunigung auf 49.3 MeV(dauerhafte Elektronenkühlung)

Start Spinfilter-Zyklus (16 000 s)an PAX

PAX ABS aus, ANKE ClusterTarget an

Polarisationsanalyse (2 500 s) an ANKE; dabei: Spinflips mitRF Solenoid

Neuer Zyklus mit verschiedenemHaltefeld (Polarisationsrichtung)


Status

„Spin Filtern“ mit ProtonenPAX

Vorarbeiten an COSY (p) [Aug. – Okt. 2011] für PAX-at-CERN/AD ( p )

Statistik: 47 Polarisationszyklen (12 mit 12 000s, 37 mit 16 000s)

Nur 3 Spinflips pro Zyklus (Flip-Effizienz nur ~ 96-98%)

Erwartete Polarisationsrate: 0 (1%) detaillierte Analyse !

CERN/AD Aufbau:


JEDI

(T)/CP-Verletzung Ursache für die Materie-Antimaterie Asymmetrie im Universum; Standardmodell-CP-Verletzung (Quark-Mischung im EW-Sektor) zu klein

Jülich Electric Dipole Moment Investigations

Zukunftsperspektiven

Motivation: Suche nach permanentem elektrischem Dipolmoment (EDM)

Neu: EDMs von geladenen Teilchen (p, d, 3He) in Speicherringen

d

S



JEDI

COSY bietet einzigartige Voraussetzungen für dieses Projekt

„frozen spin“

dS/dt = d x EPolaristionsvektor entwickelt

vertikale Komponente



JEDI

Spinpräzession im Ring (* … Ruhesystem)

Idee: „RF-EB Struktur“: B*=0 EDM Effekt E*=0 kein EDM Effekt

Vertikal polarisierter

Strahl

Polarimeter


COSY hat ein vielfältiges laufendes Physik-programm (u.a. Spin-Physik, Symmetrien)

COSY macht wesentliche Tests und Entwicklungen für HESR und PANDA

und darüber hinaus (PAX)

COSY ist die ideale Ausgangsbasis für

einen EDM-Speicherring

ZusammenfassungZusammenfassung, Ausblick


Wissenschaftlicher Output



-Meson und (K+K-) Produktion in Kernen: pA X (K+K-) XANKE

Herausforderung an existierende Modelle; wichtig für Kern-Kern

„Transparency“-Verhältnis R = TA/TC als Funktion des -Impulses:

Vergrößerungder - Breiteim Medium

Vergrößerungder - Absorption

ModellabhängigeAnalyse:

Documents

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