Кремниевая трековая станция с системой потокового чтения как часть трековой системы BM@N

5 Jul 2025, 11:50
20m
2053 (Санкт-Петербургский Государственный Университет )

2053

Санкт-Петербургский Государственный Университет

Oral Section 3. Modern methods and technologies of nuclear physics. 3. Modern methods and technologies of nuclear physics

Speaker

Михаил Шитенков (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований)

Description

В рамках модернизации трековой системы установки BM@N для изучения тяжело-ионных взаимодействий на Нуклотроне была разработана и установлена новая трековая станция на основе трековых модулей типа CBM-BM@N [1]. Модуль состоит из двустороннего микрострипового кремниевого детектора с потоковой считывающей электроникой на основе микросхем STS-XYTER. Стрипы сенсора соединяются с каналами считывающей электроники при помощи сверхлёгких (0.23% Х0) гибких алюминиевых кабелей с применением линейной автоматической ультразвуковой сварки [2].
Характеристики трековых модулей и системы чтения были исследованы в ходе серии испытаний на ускорителе СЦ-1000 (ПИЯФ, Гатчина), были получены следующие результаты [3]:
• Максимальные загрузки – 360 кГц сек$^{-1}$ см$^{-2}$;
• Пространственное разрешение – 15,4 мкм;
• Соотношение Сигнал/Шум составило не менее 21;
• Эффективность регистрации для протонов с энергией 1 ГэВ составила 99 %.
• Максимальная частота работы в триггерном режиме составляет 78 кГц.
Новая трековая станция состоит из 6 модулей, установленных на тонкой текстолитовой рамке на расстоянии 7 см от мишени, и используется для реконструкции треков вторичных частиц совместно с четырьмя плоскостями FwdSi и семью плоскостями GEM детекторов.
Для интеграции скоростной потоковой системы сбора данных новой станции в триггерную систему сбора данных эксперимента BM@N, используется метод буферизации данных на базе ПЛИС устройств с последующим отбором событий на основе задаваемых параметров временного окна триггера.
1. D. V. Dementev, A. D. Sheremetev, M. O. Shitenkov et al., Physics of Particles and Nuclei Letters, vol. 21, № 4, pp. 919-927 (2024).
2. A. D. Sheremetev et al., Physics of Particles and Nuclei Letters, vol. 21, № 3, pp. 466-480 (2024).
3. D. Dementev et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Секция A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 1075, 170390 (2025)

Primary authors

Алексей Шереметьев (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований) Анатолий Коложвари (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований) Владимир Леонтьев (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова) Денис Андреев (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований) Дмитрий Дементьев (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований) Михаил Шитенков (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований) Юрий Мурин (Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, Объединённый институт ядерных исследований)

Presentation materials