PHENIXとSTARの華と穴 -- 徹底比較RHIC二大実験 これであなたも --

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PHENIXとSTARの華と穴
-- これであなたもRHIC通?--- 比較!RHIC二大実験 --
理研-BNL 研究センター
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
このお話の概要
• Relativistic Heavy Ion Collider
• RHICでの物理
• PHENIX検出器とSTAR検出器
• 観測出来る物理の違い
• 得意と不得意
• データ収集(シフト)
• 解析環境
• コラボレーションの運営形態
• まとめ
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
Relativistic Heavy Ion Collider
• 周長3.83 km, 2つの独立した超伝導磁石を用いた加速器
• 最大100 GeV の金、250 GeV の陽子ビーム
– 2003年には 100 GeV の重陽子ビーム
• 五つの実験グループ :
PHENIX/STAR/PHOBOS/BRAHMS/pp2pp
BRAHMS
pp2pp
PHOBOS
PHENIX
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
STAR
RHICでの物理
• QGP探索
– PHENIX, STAR, PHOBOS, BRAHMS
• Spin asymmetry
– PHENIX, STAR, pp2pp
• pp 弾性散乱断面積
– pp2pp
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
PHENIX検出器とSTAR検出器
• PHENIX
• STAR
– レプトン測定がメイン
– ハドロン測定
• ハドロンの種類を同定
• (p,K,p)+それらに崩壊
する粒子
• しかし、光子、ハドロン
(p,K,p)も同時に測る
– event mixing
– topology method
Year 1
Year 2
Next year or later
Time
Projection
Chamber
Magnet
Coils
Silicon Vertex
Tracker
TPC Endcap &
MWPC
yr.1 SVT ladder
FTPCs
Silicon Strip Detector
ZDC
ZDC
Endcap EMC (half
in 2003)
Vertex Position
Detectors
Barrel EMC (install
over 4 years)
Central Trigger
Barrel
+ TOF patch
RIC
H
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
4m
観測出来る物理の違い
• 目的は同じ
– QGP探索とSpinプログラム
• しかし、測定器の設計上、観測出来る測定量に違いがある
• PHENIX
– 高横運動量
– 3-4GeV/cまでの識別され
た荷電ハドロン
– 光子/レプトン/ハドロンと
測れるけど、どちらかと言
うと光子/レプトン観測をメ
インとする
– ハード・プロセスをプローブ
とする
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
• STAR
– pT~50MeV/cから測定可
– pT<1GeV/cでp/K/p分離
– 一応 Electro-Magnetic
Calorimeter もあるけど
ハドロン中心
– ソフトなプロセスに着目
得意と不得意
• 高いDAQレート
• 狭いアクセプタンス
– df=p, |h|<0.35
• DAQレートは
~20Hz(Au+Auで)
• 広めのアクセプタンス
– 方位角は2p, |h|<1.5
• 衝突点付近に検出器
を置いてない
• 衝突点付近から物質
がごちゃごちゃある
– 全体の物質量は低い
– In-flight-decayするもの
を測るのは難しい(L,X,W
等)
– 二次発生粒子の問題
– 磁場中に軌跡検出器があ
るので何処で粒子が発生
したか、崩壊したかを
topologicalに見ることが
出来る
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
データ収集(シフト)
• PHENIX
– shiftのアサインは自分で登録できる
けど、実は募集が始まった時点ですで
に埋まっていることが多かった(run3)
– shift member
• Shift leader
• DAQ operator
• Shift assistant 1
– 検出器のオペレート
• Shift assistant 2
– ガス・チェック
– online monitoring
– 検出器の責任者に学生が投入されて
いる
• 責任者にもシフトの義務がある
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
• STAR
– shiftをどの週のどのスロットに取るか
は完全に早い物勝ちで、その意味で
平等
– shift member
• Shift leader
– DAQ操作の責任も持つ
• Detector Operator
• Shifter
– ガス・チェック
• Online monitoring
 Shift leaderとDetector Operator
には 1 shift、現場で研修を受けない
となれない(trainee 制度)
– 検出器の責任者はポスドク以上
• 責任者はシフトから免除される(run2
から)
解析環境
• PHENIX
– run1の時は大変だった(らし
い)
– コンピューター環境は、物理屋
が兼業で管理しているので、
(こういっては何だけど)何かま
とまりがないような。。。
– ライブラリの管理は各ユーザの
自主性にまかされている
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
• STAR
– run1の時点でライブラリは殆ど
完成していた
– プログラム・ライブラリの管理者、
シミュレーションの責任者、DST
プロダクションの責任者を、その
役割としてBNLのSTAR group
が雇っている
– ライブラリは管理者グループが
一括して扱っていて、彼らが
チェックした上でリリースされて
いる
コラボレーションの運営形態
• PHENIX
– 議院内閣制、風
– 割と平等に民主的に運営され
ているように見える
• 権限が分割されすぎて誰に責
任があるのかよく分からないこ
ともある
– 永宮さんからBill Zajcへのス
ポークスパーソンの交代は、波
が立たずに行われた(ように自
分には見える)
Masashi Kaneta, RBRC, BNL
• STAR
– 皇帝と元老院、風
– 普通は民主的に運営されてる
• PWGや、コンピューティングの
責任者の権限が強く強権が発
動されることもある
– John Harris から Tim
Holman への交代は一波乱
あった(らしい)
まとめ
• PHENIXとSTAR、それぞれ一長一短ある
• が、個人的な観点では
– PHENIX
• 検出器を扱えるようになるように学生を鍛える場としてはよい
• 日本人が多いので、英語の上達が遅い
• High Luminosity に対応出来るように設計されてるので面白いの
はこれから
– STAR
• 解析環境はすでに整っていてドキュメントもあるので、外からやって
きても割とすぐに解析が始められて、ポスドクには良い
• In-flight-decay するハドロンを測ることができるので、ハドロン測
定を中心とした物理が好きな人には楽しい所
• Berkeley は住むにはとっても良いところ
– LBNLのポスドクに興味がある人は金田までどうぞ
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Masashi Kaneta, RBRC, BNL

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