Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico

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Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico
Une (très) brève introduction sur les lignes
  H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE

                                                              NP-04 experiment
                                    Kaons “survival” after production
              N. Charitonidis
              CERN, EN-EA-LE
                 May 2019
Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico
Pourquoi basse énergie?!
• La recherche sur les neutrinos gagne beaucoup en popularité dans le monde de la
  physique
• Particules rares et difficile à produire et détecter) – ils interagissent avec la
  matière à surtout basse énergies :
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                                                                                      Détecteurs des neutrinos: Mot-Clé: GRAND
      https://arxiv.org/pdf/1602.00696.pdf
3/5/2019                                     N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA                                     2
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The (surreal) world of Neutrino Detectors
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                                   U.S.A

                                                                                      Antarctica

LSND (Los Alamos) – 167tons of mineral oil
                                                                                                   ProtoDUNEs – CERN EHN1

                                                                    CERN
                     Italy                                          ~1 kTon LAr

                                                                                                                            CERN
      3/5/2019                               N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA                                    3
Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico
Pourquoi les faisceaux existants étaient insuffisants ?!
     • Zone Nord : Dessinée pour satisfaire le besoin de monter à haute energie!
                                    Niels Doble
                                                                                                           H2/H4/H6/H8

                               …                                                       …                                    ~600 m
                                                                                           …….Et aujourd’hui ces lignes sont toujours
                                                                                           optimales pour ~20 – 400 GeV/c

 Niels: “These are designed and optimized to be high-energy beam lines ! If
 somebody wants to have 20 GeV/c or less in H2…..that is his own problem !!”

D’après les principes fondamentaux de la physique, c’est
impossible d’avoir des pions & des kaons dans les lignes
faisceaux existantes (très longues….)
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Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico
Alors…Comment peut-on avoir ces particules de basse
   énergie ?

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Les quadrupoles sélectionnent le maximum de
                                                                              sélectionnent les particules avec l'énergie
particules possible dans le plan transversal;
                                                                              désirée (basse) !
(«maximum acceptance »)
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Nikos…pourquoi tous les éléments des nouvelles lignes
    sont…… de travers ?!!?!

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                                               Particles emitted in a “uniform” way –                             on “guide” le faisceau en
                                               particles in “straight” direction same as                          même temps en deux
                                               particles in “tilted” direction                                    directions  on gagne en
                                                                                                                  longueur et beaucoup de $$

            EN PLUS:
En tournant en deux directions on évite que les particules de haute énergie (qui n’
interagissent pas avec la cible) atteignent le détecteur.
      VLE target           80 GeV/c

                                                                                            Aussi, pour maximiser le nombre de particules
                                                                                            reçues par l ’expérience, il faut avoir des aimants
                                         NP-02/4                                            avec une grand ouverture (MBPL, QPL, QPS) et
                                                                                            la bonne optique !
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Misalignments very important – Tilted Plane
Designing the beam line in a tilted plane can offer many advantages …..but extra care has to
be taken for the misalignments…and some people got…..“troubles”….!!!
                                                                                       Nikos
                                                                                               Vincent

                          Yiota
                                    Wrong placement

                                                                                               Philippe

                                                                             Sylvain

    3/5/2019           Victor       N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA                     7
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Phase d’ etude(s)
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Optics                                                                          reco

                    Rates
                             Effect of Material

                                                                      “NIKOS!!!!!! Where is the BEATCH file
         3/5/2019            N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA   # 35673264 ???? “           8
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After a challenging schedule, and installation…(few
        examples only!)
Erwan                               Bastien

                                                           “BARBE DE OUF”
                                                                                    Marcel, Yiota, Inaki

Abou +
Atelier FSUs

                                                                          First beam passing through H4-VLE @ 29/08/2018,
                                                                          20h00
                                                                                               And ….in the middle of “usual”
                                                                                               operations….(LEMMA, etc )
                   Philippe, Stephan, Inaki, Alexander
        3/5/2019                         N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA                                     9
Une (très) brève introduction sur les lignes H2-H4 très basse énergie (TBE) - VLE - N. Charitonidis - CERN Indico
Alors…On l’a construit, mais, la physique est-elle
toujours exacte ???
 • Les figures parlent ils mêmes :

                                                                             Pions   Protons

                     All particles

 Paper under review in Phys. Rev. Acc & Beams
             Publication pending

    3/5/2019                                N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA             10
Summary
  • J’espère que vous avez maintenant une petite-idée sur les principes et les
    facteurs à considérer sur le dessin des `low-energy beam lines`
  • Les deux nouvelles lignes font la zone Nord une `world-unique facility`!
    Une gamme de particules de 0.3 – 400 GeV/c est très rare dans le
    monde!
  • Merci beaucoup a tous pour votre aide sur ce projet, et, à tout de suite
    sur place pour faire la visite !

* Sisyphe est surtout connu pour son châtiment, consistant à pousser
une pierre au sommet d'une montagne, d'où elle finit toujours par
retomber.

        3/5/2019                                                  N. Charitonidis - Coffee Meeting EN-EA   11
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