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6.2 構造 - (2016/03/28 (月) 16:19:57) のソース

我々はBelleのCDCの正方形のセルとスーパーレイヤーワイヤー構造を引き継いだ．6つの層があり，それらのスーパーレイヤーによって軌跡を見つけやすくなっている．これはとりわけステレオスーパーレイヤーに価値がある．(Belleではたった3,4層のステレオスーパーレイヤーしかなかった．)最も内側に位置するスーパーレイヤーはアクティブガイドワイヤーを含む2つの追加のレイヤーを持つ．たとえこれら2つのレイヤーの性能をビームバッググラウンドと壁の効果からの高い占有率のために妥協したとしても，残りの6つのレイヤーが最も内側のスーパーレイヤーの性能および他のスーパーレイヤーの性能を保証する．最も内側，外側のスーパーレイヤーは，内側と外側のシリンダーに適合するようにアキシャルレイヤー(A)含んでいる．それ以外のスーパーレイヤーはステレオレイヤー(U，V)とアキシャルレイヤーが交互に現れる．合計で9つのスーパーレイヤー(AUAVAUAVA)と56のがある．放射状のセルのサイズは，最も内側のスーパーレイヤーが10mm，他のスーパーレイヤーでは18.2mmとなっている．
トリガーグループの3Dトリガーのシミュレーション調査によって，それらが隣接しているステレオスーパーレイヤー(AUVAUVAUVA)のワイヤー構造の代わりを使い，より高いZ軸解像度を見出そうとした．もしこの結果が変わらず，Z軸トリガーの性能が不可欠であるならば我々はワイヤー構造の全体を考え直す必要があるだろう．加えてバレルPIDグループはすぐに最終的なPID構造を決め，それは定められたCDCの外半径を許すだろう．これは結果によっては最終的なワイヤー構造を僅かに修正することになりかねない．
各層のセルの数は下記の議論にしたがって選ばれた．我々は32の倍数個のエレクトロニクスチャンネルとトリガーセグメントを要求した．最も内側に位置するスーパーレイヤーにおける小型の方位セルサイズは大きなビームバッググラウンドの表面において占有率を減らすことが要求された．下限はフィードスルーのサイズから決められた．最適な構造にはたった7mmのサイズの160の最小方位セルをもつものが選ばれた．そのような小さなサイズのセルを実現するために，最も内側のスーパーレイヤーはCDCの他の部分のいわゆるスモールセルチェンバーで別々に実行された．ワイヤー構造の全体像は表6.2と図6.1に示した．
ステレオ角は表6.2に挙げた．大きなステレオ角はより高いZ軸解像度を与えるが，Z軸方向に沿った放射セルの大きな差異はアキシャルスーパーレイヤーとステレオスーパーレイヤーの間の境界で起こる．60mradのステレオ角を確保するために，センサー部分を追加しない特殊な技術を採用した．(我々は半分のステレオ角の変わり目にワイヤーを張り，変わり目付近のエンドプレートも放射位置を調整した．)このような方法がBelleのCDCで使われている[3]．信号ワイヤーは，この場合，大きな変動を避けるため電場ワイヤー同士の距離は1mmしかない．センサーと電場ワイヤーの特性とその数については表6.3に示した．電場ワイヤーの特性は10年以上の活動中大きな問題のなかったBelleのCDCを継承している．電場ワイヤーの数はBelleのCDCよりも1.7倍増えている．直径30μmの信号ワイヤーはドリフト領域の強い電場が最大ドリフト時間を減らすようにわずかに電圧を高くして作動される予定である．アルミニウム電場ワイヤーは不要な原料を避け，コストを抑えるためにメッキは施されない．

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**原文
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We retain the square cell and the superlayer wire configuration of the Belle CDC. There are six layers in each superlayer to make track segment finding easier; this is particularly valuable for the stereo superlayers. (There are only 3 or 4 layers in a Belle stereo superlayer.) The innermost superlayer has two additional layers that contain active guard wires. Even though the performance of these two layers is compromised by the high occupancy from beam backgrounds and the wall effect, the remaining six layers ensure that the innermost superlayer performs as well as the others. The innermost and outermost superlayers contain axial (“A”) layers, to match the shape of the inner and outer cylinders. The intervening superlayers alternate between stereo (“U” or “V”) and axial layers. In total, there are 9 superlayers (AUAVAUAVA) and 56 layers. The radial cell size is 10 mm for the innermost superlayer and ∼ 18.2 mm for the other superlayers.
From the trigger group’s simulation studies of the 3D trigger, they find a better z resolution using an alternate wire configuration (AUVAUVAUVA) in which the stereo superlayers are adjacent. If this result is confirmed and is essential for the z-trigger performance, we will re-consider the overall wire configuration. In addition, the barrel PID group will soon decide the final PID configuration, which will allow the outer radius of the CDC to be fixed. It is likely that the final wire configuration will be slightly modified as a result.
The number of cells in each layer is chosen according to the following considerations. We require multiples of 32 to match the number of electronics channels and trigger segments. For the innermost superlayer, a smaller azimuthal cell size is required to reduce the occupancy in the face of the large beam background. The lower limit is determined by the size of the feedthroughs. The optimal configuration has 160 cells are selected with the minimum azimuthal cell size of only 7 mm. To realize such a small cell size, the innermost superlayer is implemented separately as a so-called small-cell chamber that is then attached to the rest of the CDC. The overall wire configuration is shown in Table 6.2 and Fig. 6.1.
The stereo angles are listed in Table 6.2. A larger stereo angle provides better z resolution, but a large variation in the radial cell size along the z direction occurs in the boundary region between axial and stereo superlayers. To obtain a 60 mrad stereo angle, a special technique is adopted without adding insensitive regions: we string field wires in the transitions with half of the stereo angle and we adjust the radial positions at both endplates around the transitions. The same method is used in the Belle CDC [3]. The sense wire is only ∼ 1 mm closer to the field wire in this case, so that a large gain variation is avoided. The sense and field wire properties and counts are shown in Table 6.3. The properties are inherited from the Belle CDC, where there were no serious problems during more than ten years of operation. The counts are about a factor of 1.7 greater than in the Belle CDC. The 30 µmdiameter sense wires will operate at a slightly higher operating voltage so that the stronger electric field in the drift region reduces the maximum drift time. The aluminum field wires are unplated to avoid unnecessary material and to lower the cost.
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