J-PARC Hadron Hall : EXPERIMENTAL REPORT on RUN#27

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1 J-PARC Hadron Hall : EXPERIMENTAL REPORT on RUN#27 Group K1.8 (SKS) Date (Submitted) Nov.27, 2009 Reporter Name T.Takahashi address toshiyuki.takahashi@kek.jp Tohoku U. H.Tamura, K.Miwa, T.Koike, K.Shirotori, T.Yamamoto, M.Sato, K.Yagi, R.Honda, Y.Yonemoto, K.Hosomi KEK T.Takahashi, M.Naruki, Y.Igarashi, R.Kiuchi, M.Ieiri, H.Takahashi, Y.Sato U. Tokyo T.N.Takahashi, K.Ozawa, S.Masumoto, K.Utsunomiya Gifu U. K.Nakazawa Kyoto U. T.Nagae, A.O.Tokiyasu, M.Moritsu, H.Sugimura, S.Adachi, Experimenters Y.Ichikawa Nara W.U. R.Iwasaki Osaka U. A.Sakaguchi, N.Ishibashi RCNP H.Noumi Seoul N.U. C.J.Yoon Italy A.Feliciello, E.Botta, S.Bufalino, S.Marcello, M.Agnello (Total 38 persons) Summary and Results * +1.97GeV/c unsep. beam Timing check for beamline triggers (pi/k/p) D3/D4/Q12/Q13 scan -> confirmed the calculated set is good. * +0.75GeV/c upsep. beam + SKS sweep (~300A) Beam Through All detectors signal check Chamber efficiency measurements * 0.75GeV/c beam through data with SKS=320A(2.25T) * Beam Micro-Structure Measurements during the SX-study * Beam Aerogel Counter Study at 1.5GeV/c for E13 * Kaon beam of 1.8GeV/c D3/D4 scan Beam K-trigger tuning Vertical Trajectory Alignments CM Scan for pi/p/k beams We have confirmed kaon enhancement with double-stage separators. pion/kaon ratio is roughly 10 with +-200kV ESS1 and 2. SCHEDULED and EXECUTED MACHINE TIME, BEAM CONDITION, DOWN TIME, Priority etc. Nov hours Nov.15 21:00 Nov.16 5:00 Nov.18 20:00 Nov.18 21:30 Para-site of Hadron Beamline Tuning Nov.18 21:30 Nov.19 2:30 Nov.25 23:00 Nov.26 1:00 Micro-Structure Measurements during SX-study Nov.26 1:00 Nov.26 2:00 BAC study at 1.5GeV/c beam during SX-BL tuning Nov.26 2:00 Nov.26 7:00 CM scan at 1.8GeV/c Comments/Requests

2 Summary of Nov. 09 beamtime K1.8 Exp. Group T.Takahashi

3 Beamline Parameters +1.97GeV/c +0.75GeV/c +1.8GeV/c unsep. beam CM scan w/ ESS1&2

4 +1.97 GeV/c Tuning D Q Q After D3/D4/Q12/Q13 scan, Nov.15 D2 Q O Q we found the original calculation values aregoodenough enough. S CM1 S2 Q CM Scanning is base on the scaler counts and beam profile meassured by Chambers Q D > and Hodoscope hit patterns. Q O S CM CM S Q Slit Full Open O Q Q Q D D4s > Q > Q > 989.0

5 D3/D4 Scan (+1.97GeV/c) Nov A 742A by Beam Profile B(D4) T B(D4)= T measured by H.P.

6 Q12/Q13 Scan (+1.97GeV/c) Nov.15

7 +0.75GeV/c Beam D Nov.15 Q Q D Q O Beam profile shape was checked by BC1,2 and BC3,4. After they are comfirmed to be good, we did Beam Through study for SKS detectors. Q S CM1 0.0 CM2 0.0 S Q Q D Q O S CM3 0.0 CM4 0.0 S Q O Q Q Q D D4s 0.0 Q Q Mass Slit 2 Narrow for Beam Through several khz

8 Nov.18 D1 707-> 730 Q1 733-> 648 Q > 1214 D > 1309 Q > 1221 O1 52-> 52 Q > 1354 S1 50-> 60 CM > 0 10 CM > 0-20 S2 193-> 153 Q5 974-> 853 Q > 1011 D3 383-> Q7 959-> 777 O2 342-> 39 S3 233-> 154 CM > 0 0 CM > 0 0 S4 36-> 35 Q > 1062 O3 244-> 97 Q > 1345 Q > 1325 Q > 1000 D > 5600 D4s 363-> Q > 1066 Q > GeV/c Tuning Nov.25 D4= T Nov.18

9 Beam (unsep.) by BH1xBH2xGC_bar Triggers w/o BAC(p) & BAC(π) (ADC) cuts w/ BAC(p) & BAC(π) (ADC) cuts Nov.18 p π + π + p K + BH1 BH2 BH2 Time diff. [ns] BH1 BH2 BH2 Time diff. [ns] p) ADC BAC(p BH1 BH2 Time diff. [ns] BH1 BH2 Time diff. [ns] Pionsuppression factor ~1/50by BAC No multiplicity selection No pulse height correction

10 CM Summary IFV Position scan with opening of 4mm, Max. yield at +2mm IFV =0 4mm, Mass1= mm, Mass2= + 2.5mm CM1=10A, CM2= 20A as vertical steering Nov.25 Sep#1 = + 200kV, Sep#2 = 0 IVH CM1=305A, CM2=275A pi+ CM1=340A, CM2=310A p CM1=324A, CM2=294A K+ from pi+ value Sep#2 = + 200kV, Sep#1 = 0 CM3=CM4=290A pi+ CM3=CM4=330A p CM3=CM4=306A K+ from pi+ value Sep#1 = + 200kV, Sep#2 = + 200kV CM1=324A, CM2=294A 294A CM3=CM4=306ACM4 306A for K+ IVH: mm mm Mom: 60.0mm +60.0mm

11 IFV Position Scan & Vertical Orbit Correction by CM1/CM2 Nov.25 IFVOpening 4mm (design) Mass1 Full Open (+ 15mm) Mass2 Full Open (+ 10mm) Proton yield is max. at IF position of +2.0mm. IFV : 0 4 mm Mass1: mm (design) Mass2 : + 2.5mm (design) CM1=+10A CM2= 20A

12 CM Scan ES1=+ 200kV, ES2=0 ES1=0kV, ES2=+ 200kV Nov.25 pi:305a (CM1) p: 340A (CM1) CM1=324A for K pi: 290A p: 330A CM3=306A for K

13 Beam TOF with Kaon Trigger Nov.25 ES1 off, ES2 off ES1 on, ES2 off π + K + π + p K + p ES1 on(k), ES2 on(k) ES1 off, ES2 on K + K + π + π +

14 Beam Micro Structure Monitor

15 Micro Structure Monitor S1 S2 DL=566ns GDG w=40ns C1 S1 C2 S2 C3 Scaler S1 and S2 were choosen from BH1#3, #5, #7, and #9. GDG DL=5.6us F.T. timing Spill Gate signal Generator delay 0.3s w=2.0s

16 Micro Structure Monitor Gate DAQ Gate S1 (BH1#5 MeanTimer OUT) MSM Gate (2.0sec) Nov.15

17 Micro Structure Monitor Effective Length (Efficiency) Nov.15 S1,S1,C1,C2,C3: Scaler Counts: R s1,r s2,r c1,r c2,r c3 : Ave. Rate R t s1,r t s2,r t c1,r t c2,r t c3: Instan. Rates T: Gate time (2.0 s.) Δ: Coin Time (70 80ns) ε: efficiency R s1 =S1/T R t s1=s1/εt R c1 =C1/T R c1 =R t s1*r t s2*δ =R s1 *R s2 /ε 2 *Δ ε 1 =Sqrt(S1*S2*Δ/(C1*T)) R s1 ~40KHz R s1 ~10KHz R s1 ~40KHz R s1 ~6KHz 1.97GeV/c ε 1 ε 2 ε # # # GeV/c ε 1 ε 2 ε 測定条件により変わる 定量性について 要チェック

18 Effective Length (Nov.18) Nov.18 S1 x S2 1.8GeV/c 0.75GeV/c 0.75GeV/c 0.75GeV/c T=1s T=1s T=1s, 10spill T=1.8s ε 1 ε 2 ε 3 ε 1 ε 2 ε 3 ε 1 ε 2 ε 3 ε 1 ε 2 ε 3 #3 x # #3 x # #3 x # #3 x # #5 x # #3 x # S1, S2 の信号源の組み合わせ 2 次ビームラインの条件を変えて測定した結果本来は同じ値になってほしいものがばらつく

19 Micro Structure Monitor Gate T1 T=1s T=1.8s Nov.18

20 Beam Structure Nov.18 50Hz Structure due to Ripple

21 BMS Monitor Coincidence & Delay Nov.25 Nov.25 C1 No delay Δ=36ns C2 Delay=566ns Coincidence time was measured to 72ns, by changing delay time. C3 Dl Delay=56ns C3 delay was changed!

22 Effective Spill Length Measurements Nov.25 DAQ gate (delay=0.24s, w=2.3s) Scaler gate (d.=0.3s, w=2s) S1 S2

23 Efficiencies during SX study Nov.25 Shot# ε1(no ( d.) ε2(d.=566ns) ( ) ε3(d.=56ns) ( ) bunched? bunched de bunch de bunch de bunch RQ ON RQ ON RQ/EQ ON RQ Gain x10 /EQ ON RQ/EQ OFF 4x10 11 >1x10 11

24 Chamber Efficiencies Detectors

25 Detector Status Beamline Chambers BC3 (3mm spacing MWDC) BC1,2 (1mm MWPC) Nov.18 Vcat. [V] BC4 (K6BDC, 5mm DC) Vcat. [V]

26 Detector Status Sks Chambers Nov.18 SDC1(3mm DC) Geometrycal effect (N.G. triggers ) SDC3 SDC2(5mm DC) Vcat. [V] SDC4 Vcat. [V]

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