Demonstrating CBM Capabilities by Λ Baryon Reconstruction in Ni+Ni Collisions with the mCBM Experiment at SIS18 of GSI/FAIR
यह शोध पत्र SIS18 पर mCBM डिमॉन्स्ट्रेटर द्वारा रिकॉर्ड किए गए Ni+Ni टकरावों से Λ बैरियन पुनर्निर्माण के पहले परिणामों को प्रस्तुत करता है, जो आगामी उच्च-दर वाले CBM प्रयोग (FAIR में) के लिए डिटेक्टर प्रणालियों और पूर्ण डेटा श्रृंखला के परिचालन प्रदर्शन को सफलतापूर्वक प्रमाणित करता है।
मूल लेखक: CBM Collaboration, A. Agarwal (Variable Energy Cyclotron Centre), Z. Ahammed (Variable Energy Cyclotron Centre), N. Ahmad (Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), L. J. Ahrens (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), M. Al-Turany (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), N. Alam (Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), J. An (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), J. Andary (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), A. Andronic (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), H. Appelshäuser (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), B. Arnoldi-Meadows (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), B. Artur (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), M. D. Azmi (Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), M. Balzer (Karlsruhe Institute of Technology), A. Bandyopadhyay (Variable Energy Cyclotron Centre), V. A. Bâsceanu (Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), J. Becker (Karlsruhe Institute of Technology), A. Belousov (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), A. Bercuci (Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering), R. Berendes (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), D. Bertini (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), O. Bertini (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. Beyer (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), O. Bezshyyko (Department of Nuclear Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine), P. P. Bhaduri (Variable Energy Cyclotron Centre), A. Bhasin (Department of Physics, University of Jammu, Jammu, India), M. S. Bhat (Department of Physics, University of Kashmir, Srinagar, India), S. A. Bhat (Department of Physics, University of Kashmir, Srinagar, India), T. A. Bhat (Department of Physics, Panjab University, Chandigarh, India), W. A. Bhat (Department of Physics, University of Kashmir, Srinagar, India), B. Bhattacharjee (Nuclear and Radiation Physics Research Laboratory, Department of Physics, Gauhati University, Guwahati, India), A. Bhattacharyya (Department of Physics and Department of Electronic Science, University of Calcutta, Kolkata, India), N. K. Bhowmik (Variable Energy Cyclotron Centre), S. Biswas (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), T. Blank (Karlsruhe Institute of Technology), N. Bluhme (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), C. Blume (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), D. Bonaventura (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), J. Brzychczyk (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), U. Bykova (Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), M. Cãlin (Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), J. Calvo-Lorenzo (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), A. Chakrabarti (Department of Physics and Department of Electronic Science, University of Calcutta, Kolkata, India), P. Chaloupka (Czech Technical University in Prague), A. Chattopadhyay (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), So. Chattopadhyay (Variable Energy Cyclotron Centre), Su. Chattopadhyay (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), H. Cherif (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), S. Chernyshenko (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), I. Ciepał (Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland), E. Clerkin (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH), L. M. Collazo Sánchez (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), M. Csanád (Eötvös Loránd University), P. Dahm (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. Daribayeva (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), D. Das (Variable Energy Cyclotron Centre), R. Das (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), S. Das (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), J. de Cuveland (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), D. -A. Deară (Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), H. Deppe (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), I. Deppner (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. A. Deshmukh (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), M. Deveaux (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), V. Dobishuk (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), A. K. Dubey (Variable Energy Cyclotron Centre), A. Dubla (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. Dürr (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), R. Dvořák (Czech Technical University in Prague), I. Elizarov (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), D. Emschermann (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), J. Eschke (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), L. J. Faber (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), C. Feier-Riesen (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), H. Feng (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), S. Q. Feng (College of Science, China Three Gorges University), F. Fidorra (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), C. Fischer (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), P. Fischer (Institut für Technische Informatik, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), H. Flemming (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), H. Floersheimer (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), J. Förtsch (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), P. Foka (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), U. Frankenfeld (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), V. Friese (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), I. Fröhlich (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), F. Frombach (Karlsruhe Institute of Technology), J. Frühauf (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), T. Galatyuk (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), G. Gangopadhyay (Department of Physics and Department of Electronic Science, University of Calcutta, Kolkata, India), P. Gasik (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany), C. Ghosh (Variable Energy Cyclotron Centre), S. K. Ghosh (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), D. Gil (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), S. Gläßel (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), F. S. Goldenbaum (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), L. Golinka-Bezshyyko (Department of Nuclear Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine), S. Gorbunov (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), N. Greve (Zuse Institute Berlin), D. Grzonka (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), A. Gupta (Department of Physics, University of Jammu, Jammu, India), S. Gupta (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), D. Gutiérrez Menéndez (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), B. Gutsche (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), D. Han (Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing, China), J. Han (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), X. He (Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences), N. Heine (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany, Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), H. Hesounová (Czech Technical University in Prague), J. M. Heuser (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), C. Höhne (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), O. Hofman (Czech Technical University in Prague), F. Hollfoth (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), Y. Huang (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), D. Hutter (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), M. J. Ijaz (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany), O. Javakhishvili (Czech Technical University in Prague), Y. Jin (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), A. Jipa (Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), I. Kadenko (Department of Nuclear Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine), P. Kähler (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), K. -H. Kampert (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), R. M. Kapell (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), R. Karabowicz (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), V. K. S. Kashyap (National Institute of Science Education and Research), K. Kasiński (AGH University of Kraków), I. Keshelashvili (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. M. Khan (Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), D. Kikoła (Faculty of Physics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), M. Kiš (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), I. Kisel (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), R. Kłeczek (AGH University of Kraków), C. Klein-Bösing (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), R. Kliemt (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), K. Koch (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), P. Koczoń (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), G. Korcyl (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), O. Kovalchuk (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), G. Kozlov (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), Y. Kozymka (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), D. Kresan (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. Kruszewski (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), O. Kshyvanskyi (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), B. Kubiak (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), A. Kugler (Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, Řež, Czech Republic), A. Kumar (Department of Physics, Banaras Hindu University), A. Kumar (Department of Physics, Banaras Hindu University), L. Kumar (Department of Physics, Panjab University, Chandigarh, India), V. Kyva (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), R. Lakos (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), R. Lalik (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), P. Lasko (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland, Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), J. Lehnert (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), Y. Leung (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), M. Li (Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences), S. Li (College of Science, China Three Gorges University), W. Li (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), Y. Li (Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing, China), Y. Liang (Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences), V. Lindenstruth (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), F. J. Linz (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany), F. Liu (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), S. Löchner (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), P. -A. Loizeau (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. Lorenz (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), O. Lubynets (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), X. Luo (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), S. Mahajan (Department of Physics, University of Jammu, Jammu, India), H. Mailaianthan (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany), B. Mallick (Institute of Physics, Bhubaneswar, India), S. Mandal (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), Y. Mao (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), A. M. Marin Garcia (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), J. Markert (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), F. A. Matejcek (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), T. Matulewicz (Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), J. Messchendorp (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. Meyer-Ahrens (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), J. Michel (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), M. F. Mir (Department of Physics, University of Kashmir, Srinagar, India), D. Miskowiec (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. Mithran (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), B. Mohanty (National Institute of Science Education and Research), D. Moreira de Godoy Willems (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), W. F. J. Müller (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), C. Müntz (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), M. Nabroth (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), E. Nandy (Variable Energy Cyclotron Centre), S. R. Nayak (Department of Physics, Banaras Hindu University), F. Nerling (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), S. Neuhaus (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), F. Nickels (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), D. Okropiridze (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), H. Olbring (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), A. Opíchal (Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, Řež, Czech Republic), P. Otfinowski (AGH University of Kraków), L. Pan (Chongqing University, Chongqing, China), B. Parveen (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), H. Pauels (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), C. Pauly (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), P. Pawłowski (Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland), J. Peña Rodríguez (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), S. Peter (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), M. Petriş (Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering), D. Pfeifer (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), K. Piasecki (Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), J. Pietraszko (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), R. Płaneta (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), V. Plujko (Department of Nuclear Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine), J. Pluta (Faculty of Physics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), N. Podgornov (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), T. Povar (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), K. Poźniak (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland, Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), S. K. Prasad (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), M. Pugach (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), V. Pugatch (High Energy Physics Department, Kiev Institute for Nuclear Research), P. R. Pujahari (Indian Institute of Technology Madras), A. Puntke (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), L. Radulescu (Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering), S. Raha (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), D. A. Ramírez Zaldivar (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), R. Rath (Variable Energy Cyclotron Centre), R. Ray (Department of Physics, Bose Institute, Kolkata, India), A. Redelbach (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), A. Reinefeld (Zuse Institute Berlin), O. Ristea (Atomic and Nuclear Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania), J. Ritman (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), D. Rodríguez Garces (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), A. Rodríguez Rodríguez (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), F. Roether (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), R. Romaniuk (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), A. Roy (Indian Institute of Technology Indore), S. Roy (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), E. Rubio (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), A. Rustamov (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), R. Sahoo (Indian Institute of Technology Indore), P. K. Sahu (Institute of Physics, Bhubaneswar, India), S. K. Sahu (Institute of Physics, Bhubaneswar, India), J. Saini (Variable Energy Cyclotron Centre), P. Salabura (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), S. Samal (Indian Institute of Technology Indore), S. S. Sambyal (Department of Physics, University of Jammu, Jammu, India), K. Santos Marrero (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), K. Scharmann (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), C. Schiaua (Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering), F. Schintke (Zuse Institute Berlin), D. Schledt (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), C. J. Schmidt (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), H. R. Schmidt (Physikalisches Institut, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), L. Schramm (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), K. Schünemann (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), F. -J. Seck (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany), T. Sefzick (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), I. Selyuzhenkov (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), P. Semeniuk (AGH University of Kraków, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. Senger (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH), P. Senger (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), A. K. Sharma (Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), A. Sharma (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Department of Physics, Aligarh Muslim University, Aligarh, India), P. K. Sharma (Variable Energy Cyclotron Centre), S. Shi (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), M. Shiroya (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), V. Sidorenko (Karlsruhe Institute of Technology), F. Simon (Karlsruhe Institute of Technology), C. Simons (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. K. Singh (Indian Institute of Technology Kharagpur), B. K. Singh (Department of Physics, Banaras Hindu University), G. Singh (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), O. Singh (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), R. Singh (National Institute of Science Education and Research), V. Singhal (Variable Energy Cyclotron Centre), A. Sk (Variable Energy Cyclotron Centre), D. Smith (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH), B. Soból (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), Y. Söhngen (Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), F. A. Sofi (Department of Physics, University of Kashmir, Srinagar, India), D. Spicker (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), P. Staszel (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), T. Stockmanns (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), J. Stroth (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), C. Sturm (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), P. Subramani (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany), G. S. Subramanya (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), O. Suddia (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), K. Sun (Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing, China), Y. Sun (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), Z. Sun (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), A. Szczurek (Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland), R. Szczygieł (AGH University of Kraków), E. D. Taka (Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany), J. Taylor (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), M. Teklishyn (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), S. Thakur (Variable Energy Cyclotron Centre), S. N. Thau (Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), J. Thaufelder (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), A. Toia (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany, also: Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR, Frankfurt, Germany), M. Traxler (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), L. Trębacz (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland, Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland), A. Twarowska (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), O. Tyagi (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), I. C. Udrea (Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), F. Uhlig (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), K. L. Unger (Karlsruhe Institute of Technology), I. Vassiliev (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), O. Vasylyev (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), R. Visinka (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Germany), L. Wahmes (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), K. Wang (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), Y. Wang (Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing, China), F. Weiglhofer (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), J. P. Wessels (Institut für Kernphysik, Universität Münster, Münster, Germany), D. Wielanek (Faculty of Physics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), A. Wieloch (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), P. Wintz (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), M. Wojtkowski (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), G. Wolf (Institute for Particle and Nuclear Physics, HUN-REN Wigner RCP, Budapest, Hungary), K. Wu (College of Science, China Three Gorges University), Q. Wu (Chongqing University, Chongqing, China), A. WyĊykowski (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), H. Xu (Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), N. Xu (Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University, National Institute of Science Education and Research, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), J. Yang (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), R. Yang (Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany, also: Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany), M. Yao (Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China), Z. Yin (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), I. Yoo (Pusan National University), I. Yurchanka (Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), W. Zabołotny (Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland, Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland), H. P. Zbroszczyk (Faculty of Physics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland), X. Zhang (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), X. Zhang (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), Y. Zhang (Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences), S. Zharko (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH), S. Zheng (College of Science, China Three Gorges University), D. Zhou (College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), W. Zhou (Chongqing University, Chongqing, China), Y. Zhou (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, College of Physical Science and Technology, Central China Normal University), X. Zhu (Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing, China), M. Zieliński (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland), G. Zischka (Frankfurt Institute for Advanced Studies, Goethe-Universität Frankfurt), W. Zubrzycka (AGH University of Kraków), P. Zumbruch (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)
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कल्पना कीजिए कि एक विशाल, उच्च-गति वाला कैमरा बनाया गया है जो ब्रह्मांड के सबसे अराजक क्षणों की तस्वीरें लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है: जब भारी परमाणु नाभिक (heavy atomic nuclei) लगभग प्रकाश की गति से एक-दूसरे से टकराते हैं। यही CBM प्रयोग का लक्ष्य है, जो जर्मनी में FAIR नामक एक विशाल विज्ञान केंद्र का भविष्य का प्रोजेक्ट है।
हालाँकि, इन टक्करों की अत्यधिक गति को संभालने के लिए एक कैमरा बनाना अविश्वसनीय रूप से कठिन है। टक्कर इतनी तेज़ी से होती हैं (प्रति सेकंड 10 मिलियन बार तक) कि पारंपरिक कैमरे इससे अभिभूत हो जाएंगे, जैसे कि किसी धीमी शटर स्पीड वाले कैमरे से तेज़ दौड़ती रेस कार की फोटो खींचने की कोशिश करना। आपको सिर्फ एक धुंधली तस्वीर मिलेगी।
इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिकों ने इसका एक "अभ्यास संस्करण" बनाया जिसे mCBM कहा जाता है। mCBM को वास्तविक CBM प्रयोग के लिए एक फ्लाइट सिम्युलेटर या टेस्ट ड्राइव के रूप में समझें। यह वास्तविक प्रोजेक्ट में उपयोग किए जाने वाले वास्तविक हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का उपयोग करता है, लेकिन एक छोटे पैमाने पर, यह साबित करने के लिए कि सिस्टम काम करता है, कि बड़े लॉन्च से पहले सब कुछ सही है।
यहाँ इस शोध पत्र का सरल विवरण दिया गया है:
1. चुनौती: "भूसे के ढेर में सुई" वाली समस्या
वैज्ञानिक यह सिद्ध करना चाहते थे कि उनका सिस्टम टक्करों की अराजकता के बीच एक बहुत ही दुर्लभ और जटिल चीज़ को खोज सकता है। उन्होंने इसके लिए लैम्ब्डा (Λ) बैरियन को चुना।
- उपमा: कल्पना कीजिए कि एक विशाल, शोर-शराबे वाली पार्टी (टक्कर) चल रही है जहाँ लाखों लोग नाच रहे हैं। उनके बीच, आप एक विशिष्ट, शर्मीले जोड़े (लैम्ब्डा कण) को ढूंढ रहे हैं जो केवल एक पल के लिए आते हैं, और फिर तुरंत दो अन्य लोगों (एक प्रोटॉन और एक पायोन) में टूट जाते हैं जो अलग-अलग दिशाओं में भाग जाते हैं।
- कठिनाई: इस जोड़े को ढूँढना कठिन है क्योंकि:
- वे दुर्लभ हैं (भीड़ में केवल कुछ ही दिखाई देते हैं)।
- वे लगभग तुरंत गायब हो जाते हैं।
- पार्टी का "शोर" (बैकग्राउंड कण) बहुत अधिक है।
2. सेटअप: एक "केवल समय-आधारित" कैमरा
आमतौर पर, कणों को ट्रैक करने के लिए वैज्ञानिक उनके पथ को मोड़ने के लिए विशाल चुंबकों का उपयोग करते हैं, जिससे उनकी पहचान करने में मदद मिलती है। लेकिन mCBM टेस्ट सेटअप में चुंबक नहीं था।
- उपमा: कणों के पथ को देखने के बजाय, वैज्ञानिकों को केवल इस आधार पर यह पता लगाना था कि वे कितनी तेज़ी से चले और वे कब पहुँचे।
- उन्होंने एक "टाइम-ऑफ-फ्लाइट" (Time-of-Flight) सिस्टम का उपयोग किया। कल्पना कीजिए कि एक दौड़ है जहाँ आप धावकों को देखते नहीं हैं, लेकिन आपके पास स्टार्ट और फिनिश लाइन पर सेंसर हैं। यह मापकर कि एक धावक को A से B तक पहुँचने में बिल्कुल कितना समय लगा, आप उनकी गति की गणना कर सकते हैं और पता लगा सकते हैं कि वे कौन हैं।
- सिस्टम ने एक "फ्री-स्ट्रीमिंग" डेटा दृष्टिकोण का भी उपयोग किया। डेटा को बचाने के लिए "शटर क्लिक" (ट्रिगर) का इंतज़ार करने के बजाय, कैमरे ने सब कुछ, हर समय रिकॉर्ड किया, जैसे कि एक सुरक्षा कैमरा जो कभी बंद नहीं होता। फिर कंप्यूटर को उस अनंत फुटेज में से उस विशिष्ट "जोड़े" को खोजने के लिए छानबीन करनी थी जिसे वे ढूंढ रहे थे।
3. प्रयोग: 2024 की "Ni+Ni" टक्कर
2024 में, टीम ने निकल (Nickel) के परमाणुओं को उच्च गति से निकल के परमाणुओं से टकराया।
- उन्होंने इसे लगभग 5.5 घंटे तक चलाया।
- सिस्टम ने भारी मात्रा में डेटा (7.3 टेराबाइट्स) रिकॉर्ड किया, जो कि कुछ घंटों में इंटरनेट के पूरे डेटा को डाउनलोड करने के बराबर है।
- उन्होंने एक स्मार्ट कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग किया जो एक "डिजिटल जासूस" की तरह कार्य करता है, जो डेटा को छानकर लैम्ब्डा कण के टूटने के विशिष्ट सिग्नेचर को खोजता है।
4. परिणाम: सफलता!
यह शोध पत्र रिपोर्ट करता है कि सिस्टम पूरी तरह से काम कर गया।
- जोड़ा मिला: उन्होंने डेटा से सफलतापूर्वक 26,932 लैम्ब्डा कणों की पहचान की।
- सिग्नल: जब उन्होंने डेटा को प्लॉट किया, तो जहाँ लैम्ब्डा कण होने चाहिए थे, वहाँ एक स्पष्ट "बम्प" (उभार) दिखाई दिया, जो रैंडम बैकग्राउंड कणों के शोर से ऊपर उठा हुआ था। यह एक बहुत ही स्पष्ट सिग्नल था (बैकग्राउंड शोर से 151 गुना अधिक शक्तिशाली)।
- भौतिकी की पुष्टि: उन्होंने मापा कि लैम्ब्डा कण टूटने से पहले कितनी देर तक जीवित रहते हैं। परिणाम ज्ञात वैज्ञानिक मानों से लगभग पूरी तरह मेल खाते थे। इसने साबित कर दिया कि उनका "केवल समय-आधारित" ट्रैकिंग और "हमेशा चालू रहने वाला" रिकॉर्डिंग सिस्टम सटीक था।
- भीड़ की गिनती: उन्होंने यह भी गणना की कि टक्करों में कितने लैम्ब्डा उत्पन्न हुए, और यह संख्या पिछले प्रयोगों में मिली संख्या से मेल खाती है।
5. यह क्यों महत्वपूर्ण है
यह शोध पत्र किसी नए कण या भौतिकी के नए नियम की खोज के बारे में नहीं है। इसके बजाय, यह एक प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट (सिद्ध करने का प्रमाण) है।
- रूपक: यह एक निर्माण दल द्वारा गगनचुंबी इमारत बनाने जैसा है। 100वीं मंजिल बनाने से पहले, वे ज़मीन पर लिफ्ट और अग्नि सुरक्षा प्रणालियों का एक पूर्ण-पैमाने का मॉडल बनाते हैं। वे यह परीक्षण करने के लिए कि दरवाजे खुलते हैं, केबल भार सहते हैं और अलार्म काम करते हैं, इसका परीक्षण करते हैं।
- निष्कर्ष: mCBM के "टेस्ट ड्राइव" ने सिद्ध कर दिया कि पूर्ण CBM प्रयोग के लिए नियोजित जटिल, उच्च-गति, "हमेशा चालू" तकनीक काम करती है। इसने दिखाया कि चुंबक के बिना और भारी मात्रा में डेटा के बावजूद, सिस्टम शोर के समुद्र में दुर्लभ, क्षणिक कणों को खोज सकता है।
संक्षेप में, वैज्ञानिकों ने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया कि उनका नया, अल्ट्रा-फास्ट कैमरा सिस्टम भविष्य में पूर्ण प्रयोग शुरू होने पर ब्रह्मांड के सबसे चरम पदार्थ की वास्तविक तस्वीरें लेने के लिए तैयार है।
तकनीकी सारांश: mCBM प्रयोग के साथ Ni+Ni टकरावों में Λ बेरियन पुनर्निर्माण द्वारा CBM क्षमताओं का प्रदर्शन
समस्या विवरण
फसिलिटी फॉर एंटीप्रोटॉन एंड आयन रिसर्च (FAIR) में कम्प्रेस्ड बेरयोनिक मैटर (CBM) प्रयोग का लक्ष्य उच्च नेट-बेरियन घनत्व पर QCD चरण आरेख (phase diagram) की खोज करना है। इसे प्राप्त करने के लिए, CBM को सापेक्षिक नाभिक-नाभिक टकरावों में 10 MHz तक की अभूतपूर्व इंटरेक्शन दरों पर संचालित होना चाहिए। इस उच्च-दर वाले वातावरण के लिए एक "ट्रिगरलेस" या फ्री-स्ट्रीमिंग डेटा अधिग्रहण (DAQ) आर्किटेक्चर की आवश्यकता है, जहाँ डिटेक्टर डेटा को हार्डवेयर ट्रिगर्स पर निर्भर रहने के बजाय, वास्तविक समय में पुनर्निर्माण और ऑनलाइन चयन के लिए एक कंप्यूटिंग फार्म में निरंतर स्थानांतरित किया जाता है। प्राथमिक चुनौती तेज़, विकिरण-सहिष्णु डिटेक्टरों और एक मजबूत डेटा-प्रसंस्करण श्रृंखला विकसित करना है जो पूर्व-निर्धारित इवेंट परिभाषाओं के बिना उच्च बैकग्राउंड स्तरों के बीच दुर्लभ भौतिक प्रोब्स (जैसे स्ट्रेंज बेरियन) की पहचान कर सके। पूर्ण-स्तरीय CBM प्रयोग से पहले इन तकनीकों और पूर्ण डेटा श्रृंखला को यथार्थवादी स्थितियों के तहत मान्य करने के लिए SIS18 सुविधा पर मिनी-CBM (mCBM) प्रदर्शक स्थापित किया गया था।
कार्यप्रणाली
यह अध्ययन 1.93 AGeV (sNN=2.67 GeV) की गतिज बीम ऊर्जा पर Ni+Ni टकरावों वाले 2024 के mCBM अभियान के दौरान रिकॉर्ड किए गए डेटा का उपयोग करता है, जिसमें लगभग 250 kHz की औसत इंटरेक्शन दर शामिल है। प्रयोगात्मक सेटअप में पूर्ण CBM डिटेक्टर के प्रोटोटाइप और प्री-सीरीज सबसिस्टम शामिल हैं, जिनमें बीम मॉनिटरिंग (BMON) सिस्टम, सिलिकॉन ट्रैकिंग सिस्टम (STS), और टाइम-ऑफ-फ्लाईट (TOF) डिटेक्टर शामिल हैं, जो एक फ्री-स्ट्रीमिंग DAQ सिस्टम के साथ एकीकृत हैं।
विश्लेषण Λ→p+π− के कमजोर क्षय चैनल के माध्यम से Λ बेरियन के पुनर्निर्माण पर केंद्रित है। कार्यप्रणाली निम्नलिखित चरणों के माध्यम से आगे बढ़ती है:
- इवेंट परिभाषा: एक सॉफ्टवेयर ट्रिगर TOF "digis" (डिजिटाइज्ड सिग्नल) की बहुलता और एक BMON टाइम-जीरो (T0) सिग्नल के साथ सहसंबंध के आधार पर इवेंट्स की पहचान करता है, जिससे निरंतर स्ट्रीम से कच्चे डेटा की मात्रा कम हो जाती है।
- कैलिब्रेशन और एलाइनमेंट: TOF सिस्टम को ~90 ps का समय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए टाइम-ओवर-थ्रेशोल्ड (ToT) मानों और सिग्नल प्रसार गति का उपयोग करके कैलिब्रेट किया गया है। एक डेटा-संचालित पुनरावृत्त (iterative) एलाइनमेंट प्रक्रिया TOF हिट्स के सापेक्ष STS सेंसर की ज्यामितीय स्थितियों को परिष्कृत करती है, जिससे ~0.7 mm का ट्रांसवर्स वर्टेक्स रिज़ॉल्यूशन प्राप्त होता है।
- ट्रैक पुनर्निर्माण: चार्ज्ड पार्टिकल ट्रैक्स को STS और TOF में स्थानीय सेगमेंट द्वारा सीड किए गए सेलुलर ऑटोमेटन एल्गोरिदम द्वारा पुनर्निर्मित किया जाता है, जिसके बाद एक कलमन फिल्टर (Kalman Filter) फिट लगाया जाता है।
- पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन (PID): डौटर प्रोटॉन और पायोन को ट्रांसवर्स इम्पैक्ट पैरामीटर (द्रव्यमान संरक्षण के कारण प्रोटॉन के छोटे इम्पैक्ट पैरामीटर होते हैं) और TOF माप से प्राप्त वेग बाधाओं का उपयोग करके अलग किया जाता है।
- Λ पुनर्निर्माण: KFParticle पैकेज क्षय लंबाई (decay length), निकटतम दृष्टिकोण की दूरी (DCA), और ओपनिंग एंगल पर टोपोलॉजिकल कट्स लागू करके डौटर ट्रैक्स से Λ कैंडिडेट का पुनर्निर्माण करता है।
- सिमुलेशन और दक्षता: एक पूर्ण GEANT3-आधारित सिमुलेशन श्रृंखला, जिसमें PHQMD इवेंट जनरेटर और यथार्थवादी डिटेक्टर रिस्पॉन्स (डेड चैनल्स और मिसअलाइनमेंट प्रभावों सहित) शामिल है, स्वीकृति और पुनर्निर्माण दक्षता निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाती है। बैकग्राउंड ऑक्यूपेंसी के कारण होने वाले दक्षता नुकसान का आकलन करने के लिए ट्रैक एम्बेडिंग तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
प्रमुख योगदान
- पूर्ण-प्रणाली सत्यापन: यह शोध पत्र पूर्ण-प्रणाली प्रिकर्सर (mCBM) का उपयोग करके—बिना चुंबकीय क्षेत्र के—पूर्ण CBM डेटा श्रृंखला के सफल प्रदर्शन (फ्री-स्ट्रीमिंग डेटा अधिग्रहण और परिवहन से लेकर वास्तविक समय में इवेंट पुनर्निर्माण तक) का पहला सफल प्रदर्शन प्रस्तुत करता है।
- दुर्लभ प्रोब पुनर्निर्माण: यह Λ बेरियन को सफलतापूर्वक पुनर्निर्मित करता है, जो एक दुर्लभ सिग्नल है जिसकी विशेषता एक कमजोर-क्षय टोपोलॉजी है, जो उच्च-दर, ट्रिगरलेस वातावरण में कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को दबाने की क्षमता को प्रदर्शित करता है।
- प्रदर्शन मेट्रिक्स: यह अध्ययन प्रोटोटाइप सबसिस्टम के प्रदर्शन को मापता है, जिसमें 90 ps का TOF टाइम रिज़ॉल्यूशन और Λ के लिए लगभग 3×10−4 की संयुक्त ज्यामितीय स्वीकृति और पुनर्निर्माण दक्षता शामिल है।
- भौतिक परिणाम: विश्लेषण एक सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण Λ सिग्नल (S/S+B=151.5) प्रदान करता है और भौतिक अवलोकन (observables) निकालता है, जिसमें Λ लाइफटाइम और मल्टीप्लिसिटी शामिल है, जिनकी तुलना स्थापित साहित्य से की जाती है।
परिणाम
- सिग्नल निष्कर्षण: 2.93 बिलियन ट्रिगर्ड इवेंट्स के डेटासेट से, p−π− जोड़ों के इनवेरिएंट मास वितरण में एक स्पष्ट Λ सिग्नल पीक देखा गया। सिग्नल यील्ड को NΛ=26,932±178 के रूप में निकाला गया, जिसका सिग्नल-टू-बैकग्राउंड अनुपात 5.8 है।
- काइनेमैटिक वितरण: पुनर्निर्मित ट्रांसवर्स मोमेंटम (pT) और रैपिडिटी (ylab) वितरण FOPI सहयोग के मापदंडों पर आधारित सिमुलेशन के साथ अच्छी तरह मेल खाते हैं, जो स्रोत पैरामीट्राइजेशन को मान्य करते हैं।
- लाइफटाइम माप: प्रॉपर डिके लेंथ (proper decay length) वितरण को एक एक्सपोनेंशियल डिके लॉ (exponential decay law) के लिए फिट किया गया, जिससे τ=255±7 (stat.)±28 (syst.) ps का Λ लाइफटाइम प्राप्त हुआ। यह परिणाम पार्टिकल डेटा ग्रुप के मान 263±2 ps के अनुरूप है।
- मल्टीप्लिसिटी: ट्रिगर्ड सैंपल में मापी गई Λ मल्टीप्लिसिटी 0.031±0.0002 है। जब इसे सेंट्रल Ni+Ni टकरावों तक स्केल किया जाता है, तो मल्टीप्लिसिटी MΛ,cen=0.091±0.0006 (stat.)±0.025 (syst.) होती है, जो अनिश्चितताओं के भीतर प्रकाशित FOPI परिणामों के साथ सहमत है।
महत्व
यह शोध पत्र दावा करता है कि ये परिणाम आगामी पूर्ण-स्तरीय CBM प्रयोग के लिए डिटेक्टर प्रौद्योगिकियों और डेटा-प्रसंस्करण ढांचे की तत्परता को प्रदर्शित करते हैं। विशेष रूप से, यह सिद्ध करता है कि निरंतर, ट्रिगरलेस डिटेक्टर डेटा से गैर-तुच्छ (non-trivial) और दुर्लभ भौतिक अवलोकन विश्वसनीय रूप से पुनर्निर्मित किए जा सकते हैं। उच्च इंटरेक्शन दरों वाले फील्ड-फ्री एनवायरनमेंट में Λ बेरियन का सफल पुनर्निर्माण CBM ट्रैकिंग एल्गोरिदम और फ्री-स्ट्रीमिंग DAQ अवधारणा को मान्य करता है। हालांकि mCBM सेटअप में चुंबकीय क्षेत्र और भविष्य के CBM (SIS100 पर) के पूर्ण पैमाने की कमी है, फिर भी यह अध्ययन पुष्टि करता है कि मुख्य डेटा श्रृंखला कार्यात्मक है और दुर्लभ प्रोब पुनर्निर्माण की जटिलताओं को संभालने में सक्षम है, जो 2028 में शुरू होने वाले पूर्ण प्रयोग के कमीशनिंग के लिए एक महत्वपूर्ण बेंचमार्क प्रदान करता है।
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