Article

A high power liquid hydrogen target for the Mainz A4 parity violation experiment

Technische Universität München, München, Bavaria, Germany
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment (Impact Factor: 1.32). 04/2005; 564(1):13-25. DOI: 10.1016/j.nima.2006.03.022
Source: arXiv

ABSTRACT We present a new powerful liquid hydrogen target developed for the precise study of parity violating electron scattering on hydrogen and deuterium. This target has been designed to have minimal target density fluctuations under the heat load of a CW 854.3 MeV electron beam without rastering the electron beam. The target cell has a wide aperture for scattered electrons and is axially symmetric around the beam axis. The construction is optimized to intensify heat exchange by a transverse turbulent mixing in the hydrogen stream, which is directed along the electron beam. The target is constructed as a closed loop circulating system cooled by a helium refrigerator. It is operated by a tangential mechanical pump with an optional natural convection mode. The cooling system supports removal of up to 250 W of beam heating removal. Deeply subcooled liquid hydrogen is used to keep the in-beam temperature below the boiling point. The target density fluctuations are found to be at the level of 10-3 at a beam current of .

Download full-text

Full-text

Available from: Igor Altarev, Aug 26, 2015
0 Followers
 · 
112 Views
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: La compréhension de la structure interne des nucléons est un des enjeux majeurs de la physique hadronique. Dans le cadre de la Chromodynamique Quantique (QCD), cette structure est décrite comme la somme de trois quarks de valence et d'une mer de paires de quarks-antiquarks et de gluons. Dans le but de caractériser l'effet de la mer, un vaste programme expérimental s'intéresse à la contribution du quark étrange aux propriétés des nucléons (masse, spin, impulsion... ) depuis les années 1990. Cette thèse présente en particulier les résultats obtenus par la collaboration G0 pour la mesure de la contribution du quark étrange aux distributions spatiales de charge et de courant au sein du nucléon. Ces distributions sont associées à des observables appelées facteurs de forme. La contribution étrange à ces derniers est accessible par la mesure d'asymétries de violation de parité en diffusion quasi-élastique d'électrons sur des cibles de proton et de deutérium, pour des angles de diffusion avant et arrière. Ce mémoire décrit l'analyse des données mesurées aux angles arrière pour les deux cibles et aux valeurs de quadrimoment transféré de 0.23 et 0.63 (GeV/c)2. Le formalisme qui permet d'accéder aux facteurs de forme électromagnétiques est présenté dans un premier temps, avant d'aborder la description du dispositif expérimental mis en oeuvre pour la mesure. L'analyse des données pour obtenir les asymétries est ensuite décrite en détail, et une attention particulière est portée à la correction des effets liés au fonctionnement de l'électronique, qui constitue une des principales contributions aux effets systématiques. Dans une dernière partie, l'extraction de la contribution étrange est effectuée à partir des données de l'expérience G0 aux angles avant et arrière, et est comparée aux données mondiales.
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: A water Cherenkov luminosity monitor system with associated electronics has been developed for the A4 parity violation experiment at MAMI. The detector system measures the luminosity of the hydrogen target hit by the MAMI electron beam and monitors the stability of the liquid hydrogen target. Both are required for the precise study of the count rate asymmetries in the scattering of longitudinally polarized electrons on unpolarized protons. Any helicity correlated fluctuation of the target density leads to false asymmetries. The performance of the luminosity monitor, investigated in about 2000 h with electron beam, and the results of its application in the A4 experiment are presented.
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment 04/2005; 564(1-564):1-12. DOI:10.1016/j.nima.2006.03.028 · 1.32 Impact Factor
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: A new measurement of the parity violating asymmetry in elastic electron scattering on hydrogen at backward angles and at a four momentum transfer of Q;{2} = 0.22 (Ge V / c);{2} is reported here. The measured asymmetry is A_{LR} = (-17.23 +/- 0.82_{stat} +/- 0.89_{syst}) x 10;{-6}. The standard model prediction assuming no strangeness is A_{0} = (-15.87 +/- 1.22) x 10;{-6}. In combination with previous results from measurements at forward angles, it is possible to disentangle for the first time the strange form factors at this momentum transfer, G_{E};{s} = 0.050 +/- 0.038 +/- 0.019 and G_{M};{s} = -0.14 +/- 0.11 +/- 0.11.
    Physical Review Letters 05/2009; 102(15):151803. DOI:10.1103/PHYSREVLETT.102.151803 · 7.51 Impact Factor
Show more