Time-of-Flight-Detektoren

In Reaktionen mit vielen Endzustandsteilchen bei niedrigen Strahlenergien oder für bei hohen Strahlenergien rückwärts emittierten Teilchen sind die Energien pro Teilchen niedrig. Für die Identifikation solcher langsamer geladenen Teilchen ist ein zylindrisch geformter Time-of-Flight-Detektor im Target-Spektrometer wichtig.  Dadurch erhöht sich auch die Redundanz für anderen Subdetektorsysteme. Für die Trigger des Hyperkern-Programms ermöglicht ein solcher Detektor die Detektionswahrscheinlichkeit für Xi-Baryonen durch die Detektion der Zerfallsprodukte langsamer Kaonen um einen Faktor 1000.

Um eine niedrige Energieschwelle zu erreichen befindet sich dieser zylindrische Time-of-Flight-Detektor innerhalb des DIRCs und wird auch mechanisch mit diesem verbunden. Für eine Zeitauflösung von σ=100ps wird eine Trennungsleistung zwischen Pionen und Kaonen von drei Standardabweichungen bei Impulsen bis zu 430 MeV/c bei 90 und bis zu 760 MeV/c bei Polarwinkeln von 22. Für das Hyperkern-Physik-Programm, für dass das sekundäre Target um 70 cm strahlaufwärts verschoben werden soll, erhöht sich die Schwelle auf 1 GeV/c.

Für das DIRC-Subsystem kann der Time-of-Flight-Detektor eine zusätlich zu den Koordinaten der Cherenkov-Abbildungen eine Referenz-Zeit liefern. Diese Zeit-Information ermöglicht es den Untergrund zu reduzieren und Dispersions-Effekte zu korrigieren.

Zwei Konfigurationen sind denkbar: Ein auf schnellen Szintillatoren wie BC408 basierender Detektor oder ein Detektor aus Widerstandsplattenkammern.