Capitolo 4

Indice
1
Introduzione
3
2
La struttura del nucleone
4
2.1
La struttura del nucleone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2
La struttura del nucleone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Approcci teorici in QCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.3
La struttura del nucleone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.4
La struttura del nucleone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.4.1
SSA trasversa in eventi di SIDIS (semi-inclusive deep inelastic scattering)
4
2.4.2
Lapproccio teorico e la cinematica di HERMES . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2.1
3
L’esperimento HERMES a DESY
5
3.1
L’esperimento HERMES a DESY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3.2
L’esperimento HERMES a DESY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
3.3
L’esperimento HERMES a DESY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1
3.4
4
3.3.1
Il sistema di ricostruzione delle tracce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.2
I rivelatori per l’identificazione delle particelle-PID . . . . . . . . . . . . . . . 11
Acquisizione dati e processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.1
Acquisizione dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.2
La catena di produzione dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
L’analisi dei dati
4.1
L’analisi dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.2
L’analisi dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.2.1
Lidentificazione dei mesoni carichi di interesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.3
L’analisi dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.4
L’analisi dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.4.1
5
16
Gli eventi a Q2 diversi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Single Spin Asymmetry Azimutale (Azimuthal SSA): Il Metodo di estrazione e lanalisi
17
5.1
Single Spin Asymmetry Azimutale (Azimuthal SSA): Il Metodo di estrazione e lanalisi . . . .
17
5.2
Single Spin Asymmetry Azimutale (Azimuthal SSA): Il Metodo di estrazione e lanalisi . . . .
17
2
Capitolo 1
Introduzione
3
Capitolo 2
La struttura del nucleone
2.1
Il nucleo e lo spin
2.2
Transverse Single Spin Asymmetry - SSA
2.2.1
Approcci teorici in QCD
2.3
La fattorizzazione TMD
2.4
Perch studiare la SSA in eventi lp h+X
2.4.1
SSA trasversa in eventi di SIDIS (semi-inclusive deep inelastic scattering)
2.4.2
Lapproccio teorico e la cinematica di HERMES
4
Capitolo 3
L’esperimento HERMES a DESY
I dati presentati ed analizzati nella seguente tesi sono stati raccolti dall’esperimento HERMES (HERa
MEasurement of Spin) tra gli anni 2002 e 2005 in eventi di scattering di fasci di elettroni non polarizzati
su bersaglio fisso di Idrogeno gassoso trasversalmente polarizzato.
Il seguente capitolo punta l’attenzione sulla presentazione e la descrizione dettalgiata di quelle componenti
essenziali a livello sperimentale per l’acquisizione, prima e l’analisi, poi, dei dati di eventi adronici inclusivi
per il calcolo dell’asimmetria azimutale nella produzione di mesoni pseudoscalari carichi ( π e K ):
• il fascio di leptoni ad alta energia non polarizzato
• il target gassoso di Idrogeno polarizzato trasversalmente
• lo spettrometro di HERMES
3.1
Il fascio di leptoni di HERA
HERMES era uno dei quattro esperimenti installati al collider leptone-protone di HERA (Hadron Electron
Ring Anlage) presso i laboratori DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) di Amburgo (Fig 3.1). Nei
due anelli di HERA, che condividevano lo stesso tunnel di 6.3 Km di circonferenza, i due fasci raggiungevano
accelerazioni di 27.5 GeV per i leptoni e 920 GeV per i protoni. HERA aveva la possibilitá di accelarare e
raccogliere sia fasci di positroni, utilizzati tra il 1992 e il 1997 e tra il 1999 e il 2004, che fasci di elettroni. I
due fasci collidevano nelle hall sperimentali Nord e Sud (Fig 3.2), dove erano locati i due esperimenti H1 e
ZEUS. Nella hall Ovest trovava posto l’eseprimento HERA-B, il quale, come HEREMS, era un esperimento a
bersaglio fisso che utilizzava, peró, solo il fascio di protoni. HEREMS, al contrario, prevedeva la collisione solo
del fascio di leptoni su target fisso. Il fascio di protoni semplicemente passava attraverso l’area sperimentale
senza subire alcun tipo di interazione.
5
Figura 3.1: Schema dell’acceleratore HERA sul sito dei laboratori DESY di Amburgo
HERMES fu approvato nell’estate del 1993, dopo che venne dimostrato che ad HERA poteva essere ottenuta
un’intensa polarizzazione trasversa del fascio di elettroni ed in seguito ad un periodo di costruzione di 1 anno
a mezzo l’esperimento cominció a raccogliere dati nell’estate del 1995 continuando fino all’estate del 2007,
quando fu poi smantellato.
Il fascio di elettroni consisteva di 220 bunches con una lunghezza di 27 ps separati l’uno dall’altro da 96 ns.
Tipicamente, la corrente all’iniezione del fascio arrivava intorno ai 50 mA. La sua vita media, che puó essere
ricavata dalla costante di decadimento, oscillava tra le 12 e le 14 ore, ma solitamente il fascio veniva soppresso
quando raggiungeva i 10-12 mA oppure dopo le drastiche riduzioni di corrente dovute all’inserimento, nella
cella bersaglio, di gas ad alta densitá non polarizzato, utile per guadagnare statistica per eventi di DIS non
polarizzato importante per lo studio di scattering Compton fortemente virtuale (DVCS) e di effetti nucleari.
Il fascio di leptoni lungo l’anello di HERA era polarizzato trasversalmente attraverso il meccanismo SokolovTernov [ST64] ma dei rotatori di spin, posizionati davanti e dietro allo spettrometro, potevano ruotare la
polarizzazione da trasversale a longitudinale; questo tipo di polarizzazione di fascio fu utilizzata per misure di
asimmetria a doppio spin dove, sia il fasco che il target, erano polarizzati longitudinalmente. Questa tecnica
fu utilizzata nell’analisi degli anni 1995-2000 per estrarre la funzione di sturttura di spin [Wei, A+98b] e
l’elicitá dei quark [Bec, A+04].
Per le asimmetrie presentate nel seguente lavoro, non é richiesto nessun tipo di polarizzazione del fascio;
ció significa che bisogna assicurarsi un sample di dati non polarizzati aggiungendo un ugual numero di dati
ottenuti con le due polarizzazioni longitudinali dei leptoni.
Figura 3.2: Vista schematica dell’anello di accumulazione di HERA. Le frecce indicano l’orientamento dello spin del
fascio di leptoni
6
3.2
Il bersaglio gassoso polarizzato di HERMES
Il target di HERMES poteva essere sia di idrogeno, deuteiro che di 3 He in forma di gas atomico a spin
polarizzato oppure di idrogeno, deuterio, H2 , D2 , 3 He, 4 He, N2 , N e, Kr o Xe in forma di gas atomico
a spin non polarizzato. Il gas era iniettato all’interno di una cella di raccolta con fondo aperto [B+03b] a
sezione ellittica e installata nel tubo a vuoto di HERA in modo tale da permettere al fascio di elettroni di
circolare attraverso il suo centro (vedi Fig 3.3).
Il centro della cella bersaglio corrisponde all’origine del sistema di coordinate di HERMES.
Figura 3.3: Vista schematica del sistema di target a gas polarizzato di HERMES
Lo svantaggio della tecnologia a cella di raccolta quello di poter perdere la polarizzazione del fascio quando
gli atomi di H (D) vanno a sbattere contro le pareti della cella con la conseguente ricombinazione in molecole
H2 (D2 ), e per ridurre al massimo questi effetti le pareti interne furono rivestite da uno strato di Drifilm e
mantenuta ad una tempreatura di 100 K. Le pareti della cella sono il piú sottili possibile (75 µm) per ridurre
gli effetti di scattering multiplo e di bremsstrahlung. Il gas polarizzato era prodotto da una Sorgente di
Figura 3.4: Foto del traget completo di HERMES: si distinguono chiaramente tutte le componenti del sistema
Facio Atomico (Atomic Beam Source-ABS). Gli atomi di H2 venivano dissociati in atomi singoli di Idrogeno
per mezzo di dissociazione del gas in un plasma e successivamente polarizzati usando un sitema di magneti
a sestupoli e trasmettitori a radio frequenza (Radio Frequacy Transmitters-RFT) [N+03] che operavano
attraverso la separazione di tipo Stern-Gerlach degli stai di spin degli elettroni. I due stati di spin
7
| 1 > = | ms , mI > = | + 12 , + 21 >
| 2 > = | ms , mI > = | + 12 , − 21 >
che hanno lo stesso spin dell’elettrone | ms >, ma diverso spin nucleare | mI >, erano focalizzati da un
magnete a sestupolo, mentre gli altri due stati
| 3 > = | ms , mI > = | − 12 , − 12 >
| 4 > = | ms , mI > = | − 12 , + 21 >
erano defocalizzati e venivano rimossi dalla cella attraverso pompe di scarico.
La direzione dello spin dei nucleoni del target era definita realtivamente ad un campo magnetico omogeneo
ottenuto dall’azione di un magnete a solenoide superconduttore. Per la polarizzazione longitudinale il campo
magnetico aveva un’intensitá di circa 350 mT ed era diretto parallelamente alla direzione del fascio di HERA,
mente per la polarizzazione trasversa, come nel caso dell’analisi presentata nella seguente tesi, era di circa
300 mT ed era diretto parallelamente o anti-parallelamente alla direzione negativa dell’asse y rispetto al
sitema di coordinate di HEREMS. La direzione della polarizzazione del bersaglio cambiava ogni 90 secondi
tra parallela e antiparallela rispetto alla direzione del campo magnetico in modo tale da ottenere ugual valore
di luminositá per entrambi gli stati di polarizzazione.
Attaccata alla cella di raccolta, c’era un tubo attraverzo il quale un piccolo quantitativo del gas bersaglio
poteva essere analizato per mezzo di un TGA (Target Gas Analyzer) e di un BRP (Breit-Rabi Polarimeter).
Il BRP permetteva di separare i diversi stati di polarizzazione misurando la polarizzazione relativa degli
stai a radio frequenza iperfini per ricavare il valore medio della polarizzazione nella cella bersaglio. Per
poter selezionare differenti combinazioni di tali stati erano utilizzati dei trasmettitori in combinazione con
un magnete a sestupolo. Il TGA, poi, analizzava il contenuto molecolare ed atomico del gas e restituiva il
valore del cosidetto grado di dissociazione del gas
α=
NH
NH +NH2
Parte delgi atomi di Idrogeno si ricombinavano nella cella di raccolta, alcune molecole entravano nella cella
bersaglio attraverso l’ABS e alcune di queste potevano rientrare nella cella di raccolta e nel tubo a vuoto.
Dal mooento che nessuna di queste componenti era polarizzata, il valore di α era diviso in αr , che descrivava
la frazione di di molecole ricombinate e in α0 , che contava la quantitá di molecole iniettate dall’ABS e le
molecole di gas residuo.
Dal valore di α a dal valore di polarizzazioneottenuto direttamente dal BRP, era possibilile ricavare in valore
di polarizzazione media nella cella bersaglio
P0 = α0 ((1 − αr )β + αr )PBRP
8
Dove β era il valore di polarizzazione delle molecole ricombinate.
Nel periodo 2002-2005 fu misurata un valor medio della polarizzazione trasversa pesata sulla luminositá di
0.72 ± 0.06 (errore sistmatico), pari a circa l’80%.
3.3
Lo spettrometro di HERMES
Lo spettrometro di HERMES era costituito da un magnete e da una serie di rivelatori posti a valle della
regione di interazione, rispetto alla direzione del fascio. L’intero apparato appare costituito di due metá,
una superiore e una inferiore, che erano istallate simmetricamente a specchio rispetto al piano mediano
orizzontale (vedi Fig 3.5). La gap tra le due metá dello spettrometro conteneva gli anelli di accelerazione
sia dei leptoni che del fascio inutilizzato di protoni.La simmetria delle due parti aiutav nel controllo delle
incertezze sistematiche. In virtú del fatto che le due parti dello spettrometro erano identiche la descrizione
delle varie componenti dei diversi rivelatori che ne fanno parte riferita ad una sola metá.
Il magnete
Figura 3.5: Rappresentazione schematica dello spettrometro di HERMES negli anni di acquisizione dati 2002-2005.
Vista laterale sul piano y-z
dello spettrometro forniva un campo magnetico che causava una deflessione, con una potenza di 1.3T delle
particelle cariche sul piano orizzontale. Un piano di ferro, indicato come piano di separazione, era installato
tra le due metá dello spettrometro e proteggendo i fasci di leptoni e di protoni dall’influenza del campo. Il
madivideva lo spettrometro in tre regioni : la regione frontale, la regione del magnete e la regione retro. La
regione frontale era a monte del magnete, mentre la regione retro era a valle. Come descritto nella sezione
successiva, il sistema di tracciamento di HERMES permetteva di stabilire il momento delle particelle cariche
determinando la differenza della sua traiettoria tra le regioni frontale e retro.
Il sistema di coordinate di HERMES un sistema di coordinate ortoganali destrorso con assi x, y, z e la loro
origine fissata nel centro del bersaglio. L’asse z segue si trova lungo la direzione del fascio di leptoni, l’asse
x punta orizzontalemtne verso l’esterno dell’anello di HERA e l’asse y punta verso l’alto. La direzione delle
9
traiettorie delle particelle sono descritte nel sitema di rifermento del laboratorio attraverso l’uso dell’angolo
polare θ a dell’angolo azimutale ϕ, definiti rispetto alla direzione dell’asse z. L’accettanza copriva angoli di
diffusione polari compresi tra θ = 40 mrad e θ = 220 mrad. Questo dato, unito unito a quello dell’energia
delle particelle incidenti (27.5GeV ), permette di definire il piano cienamtico del’esperimento (vedi Fig 3.6):
la x di Bjorken poteva variare fra x = 0.02 e x = 1, mentre il quadrimomento trasferito fra Q2 = 0.2GeV 2
e Q2 = 20GeV 2 . In alternativa potevano essere usati gli angoli θx e θy . Anche questi sono definiti rispetto
Figura 3.6: Rappresentazione schematica dello spettrometro di HERMES negli anni di acquisizione dati 2002-2005.
Vista laterale sul piano y-z
alla direzione di z, ma nel caso specifico, la direzione delle traiettorie sono proiettate rispettivamente sul
piano zx e yz. Dunque, l’accettanza angolare, rispetto a aquesti altri due angoli era data da | θx | ≤ 170mrad
nella direzione orizzontale e da 40 ≤ | θx | ≤ 170mrad.
3.3.1
Il sistema di ricostruzione delle tracce
Le traiettorie delle particelle che passano attraverso lo spettrometro erano ricostruite attraverso il sitema di
ricostruzione delle tracce [34, 40]. Lo scopo principale del sistema di tracciamento era la ricostruzione degli
angoli sotto i quali le particelle cariche venivano scatterate o prodotte e la determinazione delle corrispondenti cariche, momenti e posizione dei vertici. In piú, la posizione delle tracce era utilizzata dal sistema di
identificazione delle particele (Particle Identification-PID) per identificare gli hit nei vari rivelatori assoicati
con ciascuna traccia.
I rivelatori che fanno parte del sistema di tracciamento erano posizionati nella regione frontale, in quella del
magnete e nella regione retro dello spettrometro.
Nella regione frontale erano installate camere di drift orizzontale chiamate Drift Vertex Chamber (DVC) e
due Front Chambers FC1 e FC2. Nella regione retro, poi, erano installati due set di camere a dirft indicate
come Back Chambers BC1, BC2, BC3 e BC4. Nella gap del magnete dello spettrometro erano, inoltre,
installate delle camere proporzionali a film definite Magnet Chambers MC1, MC2 e MC3.
Le informazioni iniziali riguardo la posizione del filo colpito e del tempo di drift misurato dalle camere a
drift erano convertite online attraverso il codice di ricostruzione di HERMES (HRC) in informazioni sulle
10
tracce. All’inizio erano ricostruite tracce parziali dritte indipendentemente dalle regioni frontale e retro,
poi, le tracce frontali venivano ricostruite dalle informazioni ottenute con FC1 e FC2. Le informazioni delle
DVC potevano essere utilizzate opzionalmente. l’HRC ricustruiva la traccia completa accoppiando le tracce
parziali della regione frontale e di quella retro all’interno del magnete dello spettrometro avvalendosi di uno
specifico algoritmo detto di ’forced bridging´[40]. La carica e il momento corrispondenti alle varie tracce
erano, poi, determinate dal grado di curvatura della traccia stessa all’interno del campo magnetico del magnete dello spettrometro. Nel caso di presa dati con bersaglio polarizzato trasversalmente, come nel caso
della seguente tesi, le informazioni sulle tracce erano corrette per la curvatura causata dal campo magnetico
diretto trasversalemente nell’area del bersaglio, in questo caso si parlava di correzione magnete-bersaglio
(traget magnet correction-TMC). Due differennti metodi di TMC erano disponibili, entrambi usavano le
informazioni sula posizione delle tracce ottenute dal DVC e dalle FC.
Il primo metodo di correzione applicato sulla traccia della particella era basato su tracce di riferimento
ricavabili da un database. In un calcolo dettagliato sulle tracce una griglia di traiettorie che ricoprivano
l’accettanza di HERMES calcolato in piccoli step di momento, vertice-z e angoli verticale ed orizzontale.
Da questo set di traiettorie, veniva selezionata quella piú vicina alla traccia della particella misurata basata
sulle informazioni ricevute dal DVC e dalle FC.
Il secondo metodo di correzione, invece, era basato su una procedura di tipo ray tracing. Usando la ragionevole assunzione che una traiettoria inizialmente vicina alla traiettoria di riferimento rimane vicina anche
alla fine, puó essere performate un’espansioen di Taylor per la prosizione finale per la traccia in termini
della posizione iniziale. I coefficenti forniscono un modo repido per mettere in relazione la posizione iniziale
della traccia alla sua posizione iniziale, con l’aiuto di una funzione di trasfermento. Per la determinazione
di questi coefficenti di trasferimento diverse particelle di riferimento devono essere attraverso in campo del
magnete utilizzando il programma MIT-RAYTRACE [KE87]. Per correggere la posizione del vertice z e gli
angoli di scattering una funzione di trasferimento, che dipende dal momento delle particelle e dalla posizione
di z dalla quale si assume la particella sia originata, doveva essere ricavato iterativamente fino a convergere
a quello finale.
Nella seguente analisi é stato usato il metodo 1 per la produzione del 2003 (03c2) e il metodo 2 per le
produzioni del 2002, 2004 e 2005 (02c2, 04c2, 05c2).
3.3.2
I rivelatori per l’identificazione delle particelle-PID
Diversi componenti dello spettrometro di HERMES venivano usati per l’identificazione delle particelle (PID):
il rivelatore Čerenkov (RICH), un rivelatore a radiazione di transizione (TRD), un odoscopio preshower e
un calorimetro elettromagnetico (CALO).
I dettagli rilevanti all’analisi presentata saranno specificati nel prossimo capitolo, al momento presentiamo
solo una descrizione tecnica dei vari apparati.
11
RICH
Questo rivelatore si basa sul principio che quando una particella carica supera la velocitad́ella luce in un
mezzo, produce un cono di luce chiamato luce Čerenkov. L’angolo di apertura dato da
cos θC =
1
βn
dove n l’indice di rifrazione del materiale e β = vc .
Le particelle con
β < βt hresh =
che equivale a dire P < Pt hresh =
√m ,
n2 −1
1
n,
sono al di sotto della soglia e non possono emettere luce Čerenkov.
Il RICH misurava il campione di fotoni Čerenkov che permetteva la ricostruzione dell’angolo θC e, dunque,
assicurava l’identificazione di pioni, kaoni e protoni (vedi Fig. 3.7) La discriminazione tra i differenti tipi
Figura 3.7: Dipendenza angolare dei fotoni del RICH come funzione del momento di adroni. Le curve teoriche sono
perfettamente coperte dai valori sperimentali per ogni tipo di adrone per ciascun materiale. É evidente che in questo
modo puó essere ottenuta una completa discriminazione tra pioni, kaoni e protoni.
di adroni era ottenuta da due materiali diradiazione accuratamente selezionati, un aerogel con indice di
rifrazione n = 1.03 e C4 F10 gassoso con indice di rifrazione n = 1.0014.
TRD
Il TRD consisteva di sei moduli ciascuno contente un radiatore di 6.35mm di spessore costituito di fibre di
polipropilene/polietilene, feguito da una camera proporzionale a multi filo di 2.54mm di spesore.
12
Una particella relativistica carica che passa attraverso il radiatore emette radiazione di transizione. La
radiazione di transizione risulta dal fatto che le particelle cariche attraversano strati differenti con differenti
dostanti dielettriche. Dal momento che l’energia dei fotoni emessi dipende dal fattore di Lorentz della
particella
γ=
E
m,
solo i leptoni produconouna radiazione di transizione con energia abbastanza alta da essere rilevata dalle
camere proporzionali. Dovuto alla radiazione di transizione i leptoni depositavano nel rivelatore una quantitá
media di energia circa due volte superiore a quella degli adroni. La rivelazione della radiazione di transizione
in coincidenza con il leptone poteva essere usata per discriminare tra leptoni e adroni.
L’odoscopio preshower (H2)
L’odoscopio preshower consisteva di un spessore di 1.1cm di piombo posizionato direttamente difronte a
una fila di pale verticali di scintillatore di materiale plasctico. Lo spessore del piombo corrispondeva a
circa due lunghezze di radiazione. I leptoni che passavano attraverso il piombo cominciavano la cascata
elettromagnetica e depositavano la loro energia nello scintillatore, al contrario degli adroni che producono
tipicamente solo un segnale minimo di ionizzazione nello scintillatore.
Il calorimetro elittromagnetico
Ciscuna metá del calorimetro elettromagnetico consisteva di un array 42x10 di blocchi di lead-glass, che
erano visti dal retro attraverso dei fotomoltiplicatori. Ciascun blocco copriva un’area di 9x9cm2 e di 50cm
di lunghezza, che corrisponde a circa 18 lunghezze di radiazione per i leptoni. La cascata elettromagnetica
associata tipicamente depositava piú del 99% della loro energia entro un cluster di 3x3blocchi. Il rivelatore
assicurava una misura di energia dei leptoni scatterati e dei fotoni prodotti in decadimenti, per esempio di π 0
e η. Comparando l’energia depositata delle particelle cariche con i corrispondenti momenti determinati dal
sistema di tracciamento si poteva utilizzare il calorimetro per selezionare i lepotoni e separarli dai restanti
adroni.
13
3.4
3.4.1
Acquisizione dati e processing
Acquisizione dati
Quando un segnale rivelato da diverse combinazioni di differenti odoscopi (H0, H1, H2) e dal segnale
nel calorimetro veniva prodotto un segnale di trigger. Se questo segnale era selezionato come un evento
fisico, allora, tutte le informazioni digitizzate corrispondenti alla varie componenti del rivelatore venivano
estratte dal sistema di acquisizione dati di HERMES (DAQ). I dati, a questo punto erano ancora in un
formato semplicistico che contenva solo i valori digitizzati dell’ ADC (Analogue-to-Didital Converter) e del
TDC (Time-to-Digital Converter) di tutti i canali dei rivelatori, e che erano raggruppati in tavole DAD
(Distributed ADAMO Table). I dati erano registrati una volta su un disco al main site di DESY e su di una
cassetta direttamente all’interno della Est-Hall sperimentale.
La struttura dei dati contenva diverse sottostrutture. Un quantitativo di dati, all’inizio della catena di
acquisizione, era raggruppato in run di circa 45M B. La quantitá di tempo per registrare i dati in un run
dipende, ovviamente, dalla corrente di fascio e dalla densitá del bersaglio. Questi run sono poi divisi in burst
di circa 10 secondi ciascuno.
La corrente a la polarizzazione di fascio, la polarizzazione del bersaglio e il grado di dissociazione di ciscun
valore erano , invece, registrati separatamente nelle cosidette tavole di SLOW DAD.
3.4.2
La catena di produzione dati
I dati iniziali nei vari run a questo punto della catena di acquisizione, ancora contenavano valori di ADC e
TDC. Questi valori dovevano esere tradotti in valori fisici prendendo in considerazione la calibrazione storata nelle tabelle DAD sul server, che consisteva nella traduzione di tali dati nella posizione degli hit nei
vari dedector. Questo processo era ottenuto dall’HDC (HERMES DeCoder). L’HADC non solo calcolva la
posizione dell’hit in ciascuna parte del rivelatore ma usava un file di geometria generale e le informazioni
sull’allineamento per associare a ciascun hit una specifica coordinata spaziale rispetto al sistema di riferimento di HERMES. Dopo questa prima fase nella catena di produzione dati di HERMES, le informazioni
sugli hit venivano usate da un particolare algoritmo [Wan] per ricostruire le tracce nei rivelatori: il software
che compiva questa operazione prendava il nome di HRC (HERMES Reconstruction).
Le tavole ADAMO prodotte dall’HRC contenevano diverse tracce che includevano il momento e la carica
della tracccia, calcolate attraverso il grado di curvatura della traccia stessa all’interno del magnete.
I dati SLOW, prcedentemente menzionati, erano, poi, sincronizzati con le tavole HRC per mezzo del µDSTwriter e registrate nele cosidette tavole µDST. Queste tavole contenvano tutte le informazioni necessarie per
compiere le analisi dati.
Per i dati Monte Carlo era applicata una catena di produzione dati molto simile. Invece del DAQ e dell’HDC, era usato un generatore di eventi DIS su LEPTO [IER97] e JETSET [Sjo95] basato su GMC. La
simulazione della risposta del rivelatore e del suo materiale erano ottenute per mezzo di HMC contenten
un’implementazione GEANT3 [BBM+] di tutte le componenti dello spettrometro. I dati Monte Carlo erano
14
ricostruiti e compressi con l’HRC e con il µDST-writer proprio come nel caso dei dati reali, sebbene alcune
fossero agigunte alcune tavole in piú. La figura 3.7 mostra la schematizzazione della catena di acquisizione
dati nel caso di dati reali e di dati Monte Carlo.
Figura 3.8: Catena di produzione dei dati di HERMES per i dati reali (riga superiore) e per i dati Monte Carlo (riga
inferiore)
15
Capitolo 4
L’analisi dei dati
4.1
Data set e struttura dei dati ad HERMES (DAQ)
4.2
Il sistema di Identificazione delle particelle (PID)
4.2.1
4.3
Lidentificazione dei mesoni carichi di interesse
Selezione di eventi adronici inclusivi: tagli geometrici e cinematici
4.4
4.4.1
La statistica a disposizione per eventi adronici inclusivi
Gli eventi a Q2 diversi
16
Capitolo 5
Single Spin Asymmetry Azimutale (Azimuthal SSA): Il Metodo di
estrazione e lanalisi
5.1
AUT in Approccio geometrico
5.2
5.2 AUT in approccio Integrated Analysing Power
17