Calibration and test studies of hadronic forward, hadronic barrel and castor detectors at CMS

Abstract

Y¨uksek pars¸acık akısına (100 Mrad ya da daha fazla) maruz kalan ve fiberlerin aktifortam olarak kullanıldı?gı bir dedekt¨or¨un kalibrasyonu ic¸in so?gurulan radyasyon miktarıbilinmek zorundadır. LHC ıs¸ıklı?gında CMS'teki HF dedekt¨or¨un¨un fiberlerinin maruzkalaca?gı radyasyon miktarı 100 Mrad/yıl'dır. Radyasyon hasarı ve rejenerasyonundandolayı 450 nm civarındaki ıs¸ık iletimindeki de?gis¸imleri Raddam fiberleri adı verilen¨ozel fiberler yardımıyla online olarak izlemek m¨umk¨und¨ur. Fiber tarafından so?gurulanradyasyon miktarını, g¨onderilen mavi renkli ıs¸ı?gın 2.5 m uzunlu?gundaki fiberin iki ucundanyansıyan sinyallerin oranından tespit etmek m¨umk¨und¨ur. 2006 yılında yapılan demettesti ile raddam fiberlerinin radyasyon hasari ve iyiles¸me miktarı LHC-HCAL veri edinimsistemi kullanılarak c¸alıs¸ılmıs¸tır.Ayrıca, LHC deneyindeki CMS dedekt¨or¨un¨un ileri kalorimetrelerinden biri olan CASTORkuartz-tungsten kalorimetresının ikinci prototipinin performans sonuc¸ları detaylıcatartıs¸ılmıs¸tır. CERN/SPS'ten elde edilen 100 GeV enerjili elektronlarla kalorimetreninelektromanyetik dus¸lara kars¸ı uzaysal c¸ ¨oz¨un¨url¨u?g¨u c¸ı?g fotodiyotları (APD) kullanılarakaras¸tırılmıs¸tır.Son olarak SATOCRICH (Special Assignment to Observe Cosmic Rays in CMSHCAL) projesi ile kompakt m¨uon solenoidinin hadronik kalorimetresinde ilk kozmikm¨uon verileri alınmıs¸ ve analiz edilmis¸tir. Kozmik m¨uonlar yardımıyla CMS hadronikkalorimetrenin altdedekt¨orleri kalibre edilebilir. Deney sistemi ve kozmik m¨uonlarınenerji ve zamanlama da?gılımları ac¸ıklanmıs¸ ve hadron kalorimetresinin iki sekt¨or¨un¨unkozmik m¨uonlar kullanılarak bas¸langıc¸ kalibrasyon skalası belirlenmis¸ ve LED veradyoaktif kaynak verileri ile kars¸ılas¸tırılması yapılmıs¸tır.

In a detector exposed to high flux of particles using optical elements one has to knowthe level of radiation accumulated to calibrate the optical read-out. At the nominal LHCluminosity the dose received by the fibers at h = 5 where HF is placed on CMS detector,will be of 100 Mrad/year. In HF the spectrum of Cerenkov light detected by thePMT?s is centered near 450 nm (blue). The important light transmission variations at thiswavelength due to radiation damage and the fast recovery of it after radiation stops, ledus to monitor online the blue light transmission with dedicated fibers called ?Raddam fibres?.Injecting blue light in a 2.5m long fibre, we used the ratio of the reflected signalat both ends to determine the absorption of the fibre. During the 2006 Raddam devicebeam test, radiation damage and recovery studies of raddam fibers were performed usingLHC-HCAL data acquisition (DAQ).Results of the performance of the second prototype of the CASTOR quartz-tungstensampling calorimeter, to be installed in the very forward region of the CMS experimentat the LHC is also discussed in detail. The spatial resolution of the prototype to electromagneticshowers with E = 100 GeV electrons from beam tests carried out at CERN/SPSin 2004 using avalanche photodiodes APDs are studied.Calibrating and testing Hadron Calorimeter (HCAL) components with cosmic-raymuons is a way for improving our understanding of the detector. The SATOCRICHproject (Special Assignment to Observe Cosmic Rays in CMS HCAL) proposed to collectand analyze the first sample of cosmic-ray events for CMS HCAL. The experimentalsetup and results on energy and time distributions of observed cosmic-ray muon eventsare described. Using cosmic-ray muons preliminary calibration of energy scale of twoHCAL wedges is performed and compared with LED and wire-source data.