Technical design report for the PANDA Barrel DIRC detector

Singh, B. Erni, W. Krusche, B. Steinacher, M. Walford, N. Liu, B. Liu, H. Liu, Z. Shen, X. Wang, C. Zhao, J. Albrecht, M. Erlen, T. Feldbauer, F. Fink, M. Fritsch, M. Haase, J. Heinsius, F. H. Held, T. Holtmann, T. Keshk, I. Koch, H. Kopf, B. Kuhlmann, M. Kümmel, M. Leiber, S. Mikirtychyants, M. Musiol, P. Mustafa, A. Pelizäus, M. Pitka, A. Pychy, J. Richter, M. Schnier, C. Schröder, T. Sowa, C. Steinke, M. Triffterer, T. Wiedner, U. Ball, M. Beck, R. Hammann, C. Ketzer, B. Kube, M. Mahlberg, P. Rossbach, M. Schmidt, C. Schmitz, R. Thoma, U. Urban, M. Walther, D. Wendel, C. Wilson, A. Bianconi, A. Bragadireanu, M. Pantea, D. Patel, B. Czyzycki, W. Domagala, M. Filo, G. Jaworowski, J. Krawczyk, M. Lisowski, E. Lisowski, F. Michałek, M. Poznański, P. Płażek, J. Korcyl, K. Kozela, A. Kulessa, P. Lebiedowicz, P. Pysz, K. Schäfer, W. Szczurek, A. Fiutowski, T. Idzik, M. Mindur, B. Swientek, K. Biernat, J. Kamys, B. Kistryn, S. Korcyl, G. Krzemien, W. Magiera, A. Moskal, P. Pyszniak, A. Rudy, Z. Salabura, P. Smyrski, J. Strzempek, P. Wronska, A. Augustin, I. Böhm, R. Lehmann, I. Marinescu, D Nicmorus Schmitt, L. Varentsov, V. Ali, A. Al-Turany, M. Belias, A. Deppe, H. Veis, N Divani Dzhygadlo, R. Flemming, H. Gerhardt, A. Götzen, K. Gromliuk, A. Gruber, L. Hohler, R. Kalicy, G. Karabowicz, R. Kliemt, R. Krebs, M. Kurilla, U. Lehmann, D. Löchner, S. Lühning, J. Lynen, U. Nerling, F. Orth, H. Patsyuk, M. Peters, K. Saito, T. Schepers, G. Schmidt, C. J. Schwarz, C. Schwiening, J. Täschner, A. Traxler, M. Ugur, C. Voss, B. Wieczorek, P. Wilms, A. Zühlsdorf, M. Abazov, V. Alexeev, G. Arefiev, V. A. Astakhov, V. Barabanov, M Yu Batyunya, B. V. Davydov, Y. Dodokhov, V Kh Efremov, A. Fechtchenko, A. Fedunov, A. G. Galoyan, A. Grigoryan, S. Koshurnikov, E. K. Lobanov, Y Yu Lobanov, V. I. Makarov, A. F. Malinina, L. V. Malyshev, V. Olshevskiy, A. G. Perevalova, E. Piskun, A. A. Pocheptsov, T. Pontecorvo, G. Rodionov, V. Rogov, Y. Salmin, R. Samartsev, A. Sapozhnikov, M. G. Shabratova, G. Skachkov, N. B. Skachkova, A. N. Strokovsky, E. A. Suleimanov, M. Teshev, R. Tokmenin, V. Uzhinsky, V. Vodopianov, A. Zaporozhets, S. A. Zhuravlev, N. I. Zinchenko, A. Branford, D. Glazier, D. Watts, D. Böhm, M. Britting, A. Eyrich, W. Lehmann, A. Pfaffinger, M. Uhlig, F. Dobbs, S. Seth, K. Tomaradze, A. Xiao, T. Bettoni, D. Carassiti, V. Ramusino, A Cotta Dalpiaz, P. Drago, A. Fioravanti, E. Garzia, I. Savrie, M. Akishina, V. Gorbunov, S. Kisel, I. Kozlov, G. Pugach, M. Zyzak, M. Gianotti, P. Guaraldo, C. Lucherini, V. Bersani, A. Bracco, G. Macri, M. Parodi, R. F. Biguenko, K. Brinkmann, K. T. Pietro, V Di Diehl, S. Dormenev, V. Düren, M. Etzelmüller, E. Föhl, K. Galuska, M. Gutz, E. Hahn, C. Hayrapetyan, A. Kesselkaul, M. Kreutzfeldt, K. Kühn, W. Kuske, T. Lange, J. S. Liang, Y. Metag, V. Moritz, M. Nanova, M. Novotny, R. Quagli, T. Reiter, S. Riccardi, A. Rieke, J. Rosenbaum, C. Schmidt, M. Schnell, R. Stenzel, H. Thöring, U. Wagner, M. N. Wasem, T. Wohlfahrt, B. Zaunick, H. G. Tomasi-Gustafsson, E. Ireland, D. Rosner, G. Seitz, B. Deepak, P. N. Kulkarni, A. Apostolou, A. Babai, M. Kavatsyuk, M. Lemmens, P. J. Lindemulder, M. Loehner, H. Messchendorp, J. Schakel, P. Smit, H. Tiemens, M. Weele, J C van der Veenstra, R. Vejdani, S. Vejdani, S. Dutta, K. Kalita, K. Kumar, A. Roy, A. Sohlbach, H. Bai, M. Bianchi, L. Büscher, M. Cao, L. Cebulla, A. Dosdall, R. Erven, A. Fracassi, V. Gillitzer, A. Goldenbaum, F. Grunwald, D. Herten, A. Hu, Q. Jokhovets, L. Kemmerling, G. Kleines, H. Lai, A. Lehrach, A. Nellen, R. Ohm, H. Orfanitski, S. Prasuhn, D. Prencipe, E. Pütz, J. Ritman, J. Rosenthal, E. Schadmand, S. Sefzick, T. Serdyuk, V. Sterzenbach, G. Stockmanns, T. Wintz, P. Wüstner, P. Xu, H. Li, S. Li, Z. Sun, Z. Xu, H. Rigato, V. Isaksson, L. Achenbach, P. Aycock, A. Corell, O. Denig, A. Distler, M. Hoek, M. Karavdina, A. Lauth, W. Liu, Z. Merkel, H. Müller, U. Pochodzalla, J. Sanchez, S. Schlimme, S. Sfienti, C. Thiel, M. Ahmadi, H. Ahmed, S. Bleser, S. Capozza, L. Cardinali, M. Dbeyssi, A. Deiseroth, M. Ehret, A. Fröhlich, B. Kang, D. Khaneft, D. Klasen, R. Leithoff, H. H. Lin, D. Maas, F. Maldaner, S. Martínez, M. Michel, M. Mora Espí, M. C. Morales, C Morales Motzko, C. Noll, O. Pflüger, S. Rodríguez Piñeiro, D. Sanchez-Lorente, A. Steinen, M. Valente, R. Zambrana, M. Zimmermann, I. Fedorov, A. Korjik, M. Missevitch, O. Balashoff, A. Boukharov, A. Malyshev, O. Marishev, I. Balanutsa, P. Balanutsa, V. Chernetsky, V. Demekhin, A. Dolgolenko, A. Fedorets, P. Gerasimov, A. Goryachev, V. Chandratre, V. Datar, V. Dutta, D. Jha, V. Kumawat, H. Mohanty, A. K. Parmar, A. Rai, A. K. Roy, B. Sonika, G. Fritzsch, C. Grieser, S. Hergemöller, A. K. Hetz, B. Hüsken, N. Khoukaz, A. Wessels, J. P. Khosonthongkee, K. Kobdaj, C. Limphirat, A. Srisawad, P. Yan, Y. Antokhin, E. Barnyakov, A Yu Barnyakov, M. Beloborodov, K. Blinov, V. E. Bobrovnikov, V. S. Kuyanov, I. A. Martin, K. Onuchin, A. P. Pivovarov, S. Pyata, E. Serednyakov, S. Sokolov, A. Tikhonov, Y. Blinov, A. E. Kononov, S. Kravchenko, E. A. Atomssa, E. Kunne, R. Marchand, D. Ramstein, B. Wiele, J van de Wang, Y. Boca, G. Costanza, S. Genova, P. Montagna, P. Rotondi, A. Bodlak, M. Finger, M. Finger, M. Nikolovova, A. Pesek, M. Peskova, M. Pfeffer, M. Prochazka, I. Slunecka, M. Gallus, P. Jary, V. Novy, J. Tomasek, M. Virius, M. Vrba, V. Abramov, V. Belikov, N. Bukreeva, S. Davidenko, A. Derevschikov, A. Goncharenko, Y. Grishin, V. Kachanov, V. Kormilitsin, V. Levin, A. Melnik, Y. Minaev, N. Mochalov, V. Morozov, D. Nogach, L. Poslavskiy, S. Ryazantsev, A. Ryzhikov, S. Semenov, P. Shein, I. Uzunian, A. Vasiliev, A. Yakutin, A. Roy, U. Yabsley, B. Belostotski, S. Gavrilov, G. Izotov, A. Manaenkov, S. Miklukho, O. Veretennikov, D. Zhdanov, A. Makonyi, K. Preston, M. Tegner, P. E. Wölbing, D. Bäck, T. Cederwall, B. Godre, S. Balestra, F. Iazzi, F. Introzzi, R. Lavagno, A. Olave, J. Amoroso, A. Bussa, M. P. Busso, L. Destefanis, M. Fava, L. Ferrero, L. Greco, M. Hu, J. Lavezzi, L. Maggiora, M. Maniscalco, G. Marcello, S. Sosio, S. Spataro, S. Calvo, D. Coli, S. Remigis, P De Filippi, A. Giraudo, G. Lusso, S. Mazza, G. Mignone, M. Rivetti, A. Wheadon, R. Birsa, R. Bradamante, F. Bressan, A. Martin, A. Calen, H. Andersson, W Ikegami Johansson, T. Kupsc, A. Marciniewski, P. Papenbrock, M. Pettersson, J. Schönning, K. Wolke, M. Galnander, B. Diaz, J. Chackara, V Pothodi Chlopik, A. Kesik, G. Melnychuk, D. Slowinski, B. Trzcinski, A. Wojciechowski, M. Wronka, S. Zwieglinski, B. Bühler, P. Marton, J. Steinschaden, D. Suzuki, K. Widmann, E. Zimmermann, S. Zmeskal, J.

HPD HSP EEL PANDA@FAIR

Journal of physics / G G, Nuclear and particle physics

IOP Publ.

Bristol

1361-6471

10.1088/1361-6471/aade3d

English 045001 4 46 The PANDA (anti-Proton ANnihiliation at DArmstadt) experiment will be one ofthe four flagship experiments at the new international accelerator complex FAIR(Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt, Germany. PANDA willaddress fundamental questions of hadron physics and quantum chromodynamicsusing high-intensity cooled antiproton beams with momenta between 1.5 and15 GeV/c and a design luminosity of up to 2× 10^32 cm−2 s−1. Excellent particleidentification (PID) is crucial to the success of the PANDA physics program.Hadronic PID in the barrel region of the target spectrometer will be performed by afast and compact Cherenkov counter using the detection of internally reflectedCherenkov light (DIRC) technology. It is designed to cover the polar angle rangefrom 22° to 140° and will provide at least 3 standard deviations (s.d.) π/Kseparation up to 3.5GeV/c, matching the expected upper limit of the final statekaon momentum distribution from simulation. This documents describes thetechnical design and the expected performance of the PANDA Barrel DIRCdetector. The design is based on the successful BaBar DIRC with several keyimprovements. The performance and system cost were optimized in detaileddetector simulations and validated with full system prototypes using particle beamsat GSI and CERN. The final design meets or exceeds the PID goal of clean π/Kseparation with at least 3 s.d. over the entire phase space of charged kaons in theBarrel DIRC. ccby3 ; PUB:(DE-HGF)16, ; 0, ;

WOS:000460153900001

Journal Article

2019

GSI-2019-01108

2019

https://repository.gsi.de/record/220314 https://doi.org/10.1088/1361-6471/aade3d <Go to ISI>://WOS:000460153900001