[論文レビュー] Conceptual design of the Spin Physics Detector

V. M. Abazov, V. Abramov+293 more|arXiv (Cornell University)|Jan 31, 2021

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 364被引用数 39

ひとこと要約

この論文は Spin Physics Detector (SPD) の概念設計を提示し、検出器コンポーネント、データ取得、制御、シミュレーション、ビーム試験、プロジェクト戦略を概説し、コストと機関計画を含む。

ABSTRACT

The Spin Physics Detector, a universal facility for studying the nucleon spin structure and other spin-related phenomena with polarized proton and deuteron beams, is proposed to be placed in one of the two interaction points of the NICA collider that is under construction at the Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Russia). At the heart of the project there is huge experience with polarized beams at JINR. The main objective of the proposed experiment is the comprehensive study of the unpolarized and polarized gluon content of the nucleon. Spin measurements at the Spin Physics Detector at the NICA collider have bright perspectives to make a unique contribution and challenge our understanding of the spin structure of the nucleon. In this document the Conceptual Design of the Spin Physics Detector is presented.

研究の動機と目的

• Spin物理測定を実現するSpin Physics Detectorの必要性を動機づけ、スピン構造とハドロン衝突におけるスピン依存現象の研究を概説する。
• SPDの検出器サブシステム、データ取得、制御、シミュレーション、ビーム試験を含む包括的な概念設計フレームワークを提案する。
• 実施工と運用を可能にする戦略、コスト、機関関与などの実践的側面を評価する。

提案手法

• SPD全体の設計思想とサブシステム統合を説明する。
• SPD運用に必要なデータ取得（DAQ）、スローコントロール、ソフトウェアコンポーネントを概説する。
• 検出器性能研究を支えるモンテカルロ（MC）シミュレーションとサービスについて論じる。
• SPD概念の高レベル計画としてビーム試験と検証を提供する。
• 戦略とコストの考慮事項を要約し、機関の責任を含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SPDでスピン物理測定を実現するために必要な基本的な検出器サブシステムとそれらの統合は何か？
• RQ2 SPDの運用とスピン物理分析を支えるためにはどのようなデータ取得、スローコントロール、ソフトウェアフレームワークが必要か？
• RQ3 SPDの性能をスピン測定のために実証するための実験戦略（ビーム試験、検証、運用開始）は何か？
• RQ4 概念から建設へSPDを進めるために必要なコスト、機関、協力の考慮事項は何か？

主な発見

• SPDのエンドツーエンドの一貫した概念設計が提案され、検出器アーキテクチャ、DAQ、ソフトウェアのニーズに対応。
• デザインと性能研究を支援するモンテカルロシミュレーションとサービス基盤の計画が 記述されている。
• ビーム試験戦略と検証手順が SPD概念を完全規模の建設前に検証するために概説されている。
• コストと機関のセクションは、プロジェクト実現と協力体制の重要な実用的要因を示している。