[论文解读] 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 39

一句话总结

本论文提出了 Spin Physics Detector (SPD) 的概念设计，概述其探测器组件、数据采集、控制、仿真、束流测试和项目策略，包括成本与机构规划。

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.

研究动机与目标

• 激励并概述在强子碰撞中研究自旋结构和自旋相关现象所需的 Spin Physics Detector 的必要性。
• 提出涵盖探测子系统、数据采集、控制、仿真和束流测试的 SPD 全面的概念设计框架。
• 评估可行方面，如策略、成本和机构参与度，以实现建设和运行。

提出的方法

• 描述 SPD 的总体设计理念及子系统集成。
• 概述 SPD 运行所需的数据采集（DAQ）、慢控和软件组件。
• 讨论用于探测器性能研究的 Monte Carlo (MC) 仿真及相关服务。
• 提供对 SPD 概念进行束流测试和验证的高层次计划。
• 总结策略和成本考虑因素，包括机构职责。

实验结果

研究问题

• RQ1 为实现 SPD 的自旋物理测量，需要哪些关键探测子系统及其集成？
• RQ2 需要哪些 DAQ、慢控和软件框架来支持 SPD 的运行及自旋物理分析？
• RQ3 用于证明 SPD 在自旋测量方面性能的实验策略（束流测试、验证和投产）是什么？
• RQ4 将 SPD 从概念推向建设所需的成本、机构和协作方面的考量有哪些？

主要发现

• 提出一个连贯的端到端 SPD 概念设计，涵盖探测器架构、DAQ 和软件需求。
• 描述了用于支持设计和性能研究的 Monte Carlo 仿真及服务基础设施的计划。
• 概述束流测试策略和验证步骤，以在全面施工前验证 SPD 概念。
• 成本与机构部分指出了项目实现和协作结构中的重要实际因素。