The magnetic field for the ZEUS central detector - analysis and correction of the field measurement
Description
The magnetic field in the central tracking region of the ZEUS-detector - a facility to investigate highly energetic electron-proton-collisions at the HERA-collider at DESY Hamburg - is generated by a superconducting coil and reaches 18 kG (1.8 T). Some of the tracking devices particularly the drift chambers in the proton forward and rear direction (FTD1-3 and RTD) are not fully contained within the coil and therefore situated in a highly inhomogeneous magnetic field: The radial component Br is up to 6.6 kG, maximum gradients are found to be 300 G/cm for δBr/δr. Evaluating the space drifttime relation necessitates a detailed knowledge of the magnetic field. To reach this goal we analysed the field measurements and corrected them for systematic errors. The corrected data were compared with the field calculations (TOSCA-maps). Measurements and calculations are confirmed by studying consistency with Maxwell's equations. The accuracy reached is better than 100 G throughout the forward and central drift chambers (FTD1-3, CTD) and better than 150 G in the RTD. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Die im Rahmen dieser Arbeit behandelt Aufgabe bestand darin, eine den Genauigkeitsanforderungen der Driftkammern genuegende Magnetfeldkarte des ZEUS-Innendetektors zur Verfuegung zu stellen. Zu diesem Zweck wurden die Messdaten ausgewertet und korrigiert. Die so erstellte Karte wurde mit den Feldberechnungen (TOSCA-Karten) verglichen. Messungen und Rechnungen wurden mit Hilfe der Maxwell-Gleichungen auf Konsistenz ueberprueft. Dieser Test ergab, dass durch die Korrektur der Grad der Uebereinstimmung von den Messdaten mit Vorhersagen der Maxwell-Gleichungen wesentlich erhoeht wurde. In der FTD1 werden die hoechsten Genauigkeitsanforderungen an die Kenntnis des Feldes gestellt. In diesem Bereich sind die Rechnungen bezueglich der angewendeten Kriterien nur geringfuegig schlechter als die korrigierten Messungen. Die erreichte Genauigkeit ist im Vorwaertsdetektor und der zentralen Driftkammer ΔBz ≤ 80 G und ΔBr ≤ 100 G, in der rueckwaertigen Driftkammer ΔBz ≤ 150 G und ΔBr ≤ 80 G. ΔBΦ wird mit 10 G angegeben. Der auf der Grundlage von Loesungen der Laplace-Gleichung durchgefuehrte Test zeigt, dass man bloss aus Kenntnis der fuehrenden Komponente Bz unter Bezugnahme auf die Maxwell-Gleichungen die Komponente Br berechnen kann. Das so berechnete Br stimmte im Rahmen der Messgenauigkeit mit den Daten ueberein. Weiterhin laesst sich aus diesem Test die Vermutung gewinnen, dass das Magnetfeld fuer den ZEUS-Innendetektor durch eine zweistellige Anzahl von Fourierkoeffizienten zu beschreiben bzw. zu parametrisieren ist. Insgesamt ist der erreichte Grad an Uebereinstimmung sowohl von Rechnungen und Messungen untereinander als auch beider mit den Vorhersagen der Maxwell-Gleichungen so gut, dass man entweder die auf den Messungen basierende mit einer Kontrolle bezueglich der endgueltigen Eisenkonfiguration versehene Karte oder - fuer bestimmte Zwecke - die TOSCA-Karte verwenden kann. (orig.)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Das Magnetfeld fuer den ZEUS-Innendetektor - Analyse und Korrektur der Feldmessung
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 96 p.
- Report number
- BONN-IR--92-22
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 24030435
- Subject category
- S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- COLLIDING BEAMS; DRIFT CHAMBERS; HERA STORAGE RING; INHOMOGENEOUS FIELDS; MAGNET COILS; MAGNETIC FIELDS; MAGNETIC SPECTROMETERS; PARTICLE TRACKS; SUPERCONDUCTING MAGNETS
- Descriptors DEC
- BEAMS; ELECTRIC COILS; ELECTRICAL EQUIPMENT; ELECTROMAGNETS; EQUIPMENT; MAGNETS; MEASURING INSTRUMENTS; MULTIWIRE PROPORTIONAL CHAMBER; PROPORTIONAL COUNTERS; RADIATION DETECTORS; SPECTROMETERS; STORAGE RINGS; SUPERCONDUCTING DEVICES