Technical Design Report for the: PANDA Micro Vertex Detector

PANDA Collaboration: W. Erni (1); I. Keshelashvili (1); B. Krusche; (1); M. Steinacher (1); Y. Heng (2); Z. Liu (2); H. Liu (2); X. Shen (2); Q.; Wang (2); H. Xu (2); M. Albrecht (3); J. Becker (3); K. Eickel (3); F.; Feldbauer (3); M. Fink (3); P. Friedel (3); F. H. Heinsius (3); T. Held (3),; H. Koch (3); B. Kopf (3); M. Leyhe (3); C. Motzko (3); M. Peliz\"aus (3); J.; Pychy (3); B. Roth (3); T. Schr\"oder (3); J. Schulze (3); M. Steinke (3); T.; Trifterer (3); U. Wiedner (3); J. Zhong (3); R. Beck (4); M. Becker (4); S.; Bianco (4); K.-Th. Brinkmann (4); C. Hammann (4); F. Hinterberger (4); R.; J\"akel (4); D. Kaiser (4); R. Kliemt (4); K. Koop (4); C. Schmidt (4); R.; Schnell (4); U. Thoma (4); P. Vlasov (4); C. Wendel (4); A. Winnebeck (4),; Th. W\"urschig (4); H.-G. Zaunick (4); A. Bianconi (5); M. Bragadireanu (6),; M. Caprini (6); M. Ciubancan (6); D. Pantea (6); P.-D Tarta (6); M. De Napoli; (7); F. Giacoppo (7); E. Rapisarda (7); C. Sfienti (7); T. Fiutowski (8); N.; Idzik (8); B. Mindur (8); D. Przyborowski (8); K. Swientek (8); E. Bialkowski; (9); A. Budzanowski (9); B. Czech (9); S. Kliczewski (9); A. Kozela (9); P.; Kulessa (9); P. Lebiedowicz (9); K. Malgorzata (9); K. Pysz (9); W. Sch\"afer; (9); R. Siudak (9); A. Szczurek (9); P. Brandys (10); T. Czyzewski (10); W.; Czyzycki (10); M. Domagala (10); M. Hawryluk (10); G. Filo (10); D.; Kwiatkowski (10); E. Lisowski (10); F. Lisowski (10); W. Bardan (11); D. Gil; (11); B. Kamys (11); St. Kistryn (11); K. Korcyl (11); W. Krzemie\~n (11); A.; Magiera (11); P. Moskal (11); Z. Rudy (11); P. Salabura (11); J. Smyrski; (11); A. Wro\~nska (11); M. Al-Turany (12); R. Arora (12); I. Augustin (12),; H. Deppe (12); D. Dutta (12); H. Flemming (12); K. G\"otzen (12); G. Hohler; (12); R. Karabowicz (12); D. Lehmann (12); B. Lewandowski (12); J. L\"uhning; (12); F. Maas (12); H. Orth (12); K. Peters (12); T. Saito (12); G. Schepers; (12); C. J. Schmidt (12); L. Schmitt (12); C. Schwarz (12); J. Schwiening; (12); B. Voss (12); P. Wieczorek (12); A. Wilms (12); V. M. Abazov (13); G.; D. Alexeev (13); V. A. Arefiev (13); V. I. Astakhov (13); M. Yu. Barabanov; (13); B. V. Batyunya (13); Yu. I. Davydov (13); V. Kh. Dodokhov (13); A. A.; Efremov (13); A. G. Fedunov (13); A. A. Feshchenko (13); A. S. Galoyan (13),; S. Grigoryan (13); A. Karmokov (13); E. K. Koshurnikov (13); V. I. Lobanov; (13); Yu. Yu. Lobanov (13); A. F. Makarov (13); L. V. Malinina (13); V. L.; Malyshev (13); G. A. Mustafaev (13); A. G. Olshevski (13); M. A. Pasyuk (13),; E. A. Perevalova (13); A. A. Piskun (13); T. A. Pocheptsov (13); G.; Pontecorvo (13); V. K. Rodionov (13); Yu. N. Rogov (13); R. A. Salmin (13),; A. G. Samartsev (13); M. G. Sapozhnikov (13); G. S. Shabratova (13); A. N.; Skachkova (13); N. B. Skachkov (13); E. A. Strokovsky (13); M. K. Suleimanov; (13); R. Sh. Teshev (13); V. V. Tokmenin (13); V. V. Uzhinsky (13); A. S.; Vodopyanov (13); S. A. Zaporozhets (13); N. I. Zhuravlev (13); A. G. Zorin; (13); D. Branford (14); D. Glazier (14); D. Watts (14); P. Woods (14); A.; Britting (15); W. Eyrich (15); A. Lehmann (15); F. Uhlig (15); S. Dobbs (16),; Z. Metreveli (16); K. Seth (16); B. Tann (16); A. Tomaradze (16); D. Bettoni; (17); V. Carassiti (17); P. Dalpiaz (17); A. Drago (17); E. Fioravanti (17),; I. Garzia (17); M. Negrini (17); M. Savri\`e (17); G. Stancari (17); B.; Dulach (18); P. Gianotti (18); C. Guaraldo (18); V. Lucherini (18); E. Pace; (18); A. Bersani (19); M. Macri (19); M. Marinelli (19); R. F. Parodi (19),; V. Dormenev (20); P. Drexler (20); M. D\"uren (20); T. Eisner (20); K. Foehl; (20); A. Hayrapetyan (20); P. Koch (20); B. Kr\"ioch (20); W. K\"uhn (20); S.; Lange (20); Y. Liang (20); M. Liu (20); O. Merle (20); V. Metag (20); M.; Moritz (20); M. Nanova (20); R. Novotny (20); B. Spruck (20); H. Stenzel; (20); C. Strackbein (20); M. Thiel (20); Q. Wang (20); T. Clarkson (21); C.; Euan (21); G. Hill (21); M. Hoek (21); D. Ireland (21); R. Kaiser (21); T.; Keri (21); I. Lehmann (21); K. Livingston (21); P. Lumsden (21); D. MacGregor; (21); B. McKinnon (21); R. Montgomery (21); M. Murray (21); D. Protopopescu; (21); G. Rosner (21); B. Seitz (21); G. Yang (21); M. Babai (22); A. K.; Biegun (22); A. Glazenborg-Kluttig (22); E. Guliyev (22); V. S. Jothi (22),; M. Kavatsyuk (22); P. Lemmens (22); H. L\"ohner (22); J. Messchendorp (22),; T. Poelman (22); H. Smit (22); J. C. van der Weele (22); H. Sohlbach (23); M.; B\"uscher (24); R. Dosdall (24); R. Dzhygadlo (24); S. Esch (24); A.; Gillitzer (24); F. Goldenbaum (24); D. Grunwald (24); V. Jha (24); G.; Kemmerling (24); H. Kleines (24); A. Lehrach (24); R. Maier (24); M. Mertens; (24); H. Ohm (24); D. L. Pohl (24); D. Prasuhn (24); T. Randriamalala (24),; J. Ritman (24); M. Roeder (24); G. Sterzenbach (24); T. Stockmanns (24); P.; Wintz (24); P. W\"ustner (24); H. Xu (24); J. Kisiel (25); S. Li (26); Z. Li; (26); Z. Sun (26); H. Xu (26); K. Fissum (27); K. Hansen (27); L. Isaksson; (27); M. Lundin (27); B. Schr\"oder (27); P. Achenbach (28); A. Denig (28),; M. Distler (28); M. Fritsch (28); D. Kangh (28); A. Karavdina (28); W. Lauth; (28); M. Michel (28); M. C. Mora Espi (28); J. Pochodzalla (28); S. Sanchez; (28); A. Sanchez-Lorente (28); C. Sfienti (28); T. Weber (28); V. I. Dormenev; (29); A. A. Fedorov (29); M. V. Korzhik (29); O. V. Missevitch (29); V.; Balanutsa (30); V. Chernetsky (30); A. Demekhin (30); A. Dolgolenko (30); P.; Fedorets (30); A. Gerasimov (30); V. Goryachev (30); A. Boukharov (31); O.; Malyshev (31); I. Marishev (31); A. Semenov (31); R. Varma (32); B. Ketzer; (33); I. Konorov (33); A. Mann (33); S. Neubert (33); S. Paul (33); M.; Vandenbroucke (33); Q. Zhang (33); A. Khoukaz (34); T. Rausmann (34); A.; T\"aschner (34); J. Wessels (34); E. Baldin (35); K. Kotov (35); S.; Peleganchuk (35); Yu. Tikhonov (35); T. Hennino (36); M. Imre (36); R. Kunne; (36); C. Le Galliard (36); J. P. Le Normand (36); D. Marchand (36); A. Maroni; (36); S. Ong (36); J. Pouthas (36); B. Ramstein (36); P. Rosier (36); M.; Sudol (36); C. Theneau (36); E. Tomasi-Gustafsson (36); J. Van de Wiele (36),; T. Zerguerras (36); G. Boca (37); A. Braghieri (37); S. Costanza (37); A.; Fontana (37); P. Genova (37); L. Lavezzi (37); P. Montagna (37); A. Rotondi; (37); V. Buda (38); V. V. Abramov (38); A. M. Davidenko (38); A. A.; Derevschikov (38); Y. M. Goncharenko (38); V. N. Grishin (38); V. A. Kachanov; (38); D. A. Konstantinov (38); V. A. Kormilitsin (38); Y. A. Matulenko (38),; Y. M. Melnik (38); A. P. Meschanin (38); N. G. Minaev (38); V. V. Mochalov; (38); D. A. Morozov (38); L. V. Nogach (38); S. B. Nurushev (38); A. V.; Ryazantsev (38); P. A. Semenov (38); L. F. Soloviev (38); A. V. Uzunian (38),; A. N. Vasiliev (38); A. E. Yakutin (38); S. Belostotski (39); G. Gavrilov; (39); A. Itzotov (39); A. Kisselev (39); P. Kravchenko (39); S. Manaenkov; (39); O. Miklukho (39); Y. Naryshkin (39); D. Veretennikov (39); V. Vikhrov; (39); A. Zhadanov (39); T. B\"ack (40); B. Cederwall (40); C. Bargholtz (41),; L. Ger\'en (41); P. E. Tegn\'er (41); P. Th{\o}rngren (41); K. M. von; W\"urtemberg (41); L. Fava (42); D. Alberto (43); A. Amoroso (43); M. P.; Bussa (43); L. Busso (43); F. De Mori (43); M. Destefanis (43); L. Ferrero; (43); M. Greco (43); T. Kugathasan (43); M. Maggiora (43); S. Marcello (43),; S. Sosio (43); S. Spataro (43); D. Calvo (44); S. Coli (44); P. De Remigis; (44); A. Filippi (44); G. Giraudo (44); S. Lusso (44); G. Mazza (44); M.; Mignone (44); A. Rivetti (44); R. Wheadon (44); L. Zotti (44); O. Morra (45),; F. Iazzi (46); A. Lavagno (46); P. Quarati (46); K. Szymanska (46); R. Birsa; (47); F. Bradamante (47); A. Bressan (47); A. Martin (47); H. Clement (48),; B. Galnander (49); H. Cal\'en (50); K. Fransson (50); T. Johansson (50); A.; Kupsc (50); P. Marciniewski (50); E. Thom\'e (50); M. Wolke (50); J.; Zlomanczuk (50); J. D\'iaz (51); A. Ortiz (51); P. Buda (52); K. Dmowski; (52); R. Korzeniewski (52); D. Przemyslaw (52); B. Slowinski (52); S. Borsuk; (53); A. Chlopik (53); Z. Guzik (53); J. Kopec (53); T. Kozlowski (53); D.; Melnychuk (53); M. Plominski (53); J. Szewinski (53); K. Traczyk (53); B.; Zwieglinski (53); P. B\"uhler (54); A. Gruber (54); P. Kienle (54); J. Marton; (54); E. Widmann (54); J. Zmeskal (54) ((1) Universit\"at Basel Switzerland,; (2) Institute of High Energy Physics; Chinese Academy of Sciences; Beijing; China; (3) Universit\"at Bochum I. Institut f\"ur Experimentalphysik,; Germany; (4) Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universit\"at Bonn Germany; (5); Universit\`a di Brescia Italy; (6) Institutul National de C&D pentru Fizica; si Inginerie Nucleara "Horia Hulubei"; Bukarest-Magurele Romania; (7); Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Universit\`a di Catania; INFN,; Sezione di Catania Italy; (8) AGH University of Science; Technology Cracow; Poland; (9) IFJ; Institute of Nuclear Physics PAN; Cracow Poland; (10); Institute of Applied Informatics; University of Technology; Cracow Poland,; (11) Instytut Fizyki; Uniwersytet Jagiellonski; Cracow Poland; (12); Gesellschaft f\"ur Schwerionenforschung mbH; Darmstadt Germany; (13); Veksler-Baldin Laboratory of High Energies (VBLHE); (14) University of; Edinburgh United Kingdom; (15) Friedrich Alexander Universit\"at; Erlangen-N\"urnberg Germany; (16) Northwestern University; Evanston U. S. A.,; (17) Universit\`a di Ferrara; INFN; Sezione di Ferrara; Italy; (18); INFN-Laboratori Nazionali di Frascati Italy; (19) INFN; Sezione di Genova; Italy; (20) Justus Liebig-Universit\"at Gie{\ss}en II. Physikalisches; Institut; Germany; (21) University of Glasgow United Kingdom; (22); Kernfysisch Versneller Instituut; University of Groningen Netherlands; (23); Fachhochschule S\"udwestfalen; Iserlohn Germany; (24) Forschungszentrum; J\"ulich; Institut f\"ur Kernphysik; J\"ulich Germany; (25) University of; Silesia; Katowice Poland; (26) Chinese Academy of Science; Institute of; Modern Physics; Lanzhou China; (27) Lunds Universitet; Department of Physics,; Lund Sweden; (28) Johannes Gutenberg-Universit\"at; Institut f\"ur; Kernphysik; Mainz Germany; (29) Research Institute for Nuclear Problems,; Belarus State University; Minsk Belarus; (30) Institute for Theoretical and; Experimental Physics; Moscow Russia; (31) Moscow Power Engineering Institute,; Moscow Russia; (32) IIT Bombay; Department of Physics; Mumbai India; (33); Technische Universit\"at M\"unchen Germany; (34) Westf\"alische; Wilhelms-Universit\"at M\"unster Germany; (35) Budker Institute of Nuclear; Physics; Novosibirsk Russia; (36) Institut de Physique Nucl\'eaire; Orsay; France; (37) Dipartimento di Fisica Nucleare e Teorica; Universit\`a di; Pavia; INFN; Sezione di Pavia; Pavia Italy; (38) Institute for High Energy; Physics; Protvino Russia; (39) Petersburg Nuclear Physics Institute of; Academy of Science; Gatchina; St. Petersburg Russia; (40) Kungliga Tekniska; H\"ogskolan; Stockholm Sweden; (41) Stockholms Universitet; Stockholm Sweden,; (42) Universit\`a del Piemonte Orientale Alessandria; INFN; Sezione di; Torino; Torino Italy; (43) Universit\`a di Torino; INFN; Sezione di; Torino; Torino Italy; (44) INFN; Sezione di Torino; Torino Italy; (45); INAF-IFSI; INFN; Sezione di Torino; Torino Italy; (46) Politecnico di; Torino; INFN; Sezione di Torino; Torino Italy; (47) Universit\`a di; Trieste; INFN; Sezione di Trieste; Trieste Italy; (48) Universit\"at; T\"ubingen; T\"ubingen Germany; (49) The Svedberg Laboratory; Uppsala Sweden,; (50) Uppsala Universitet; Institutionen f\"or Str{\aa}lningsvetenskap,; Uppsala Sweden; (51) Universitat de Valencia; Dpto. de F\'isica At\'omica,; Molecular y Nuclear; Valencia Spain; (52) Warsaw University of Technology,; Institute of Atomic Energy Otwock-Swierk; Warsaw Poland; (53) Soltan; Institute for Nuclear Studies; Warsaw Poland; (54) \"Osterreichische Akademie; der Wissenschaften; Stefan Meyer Institut f\"ur Subatomare Physik; Wien; Austria)

arXiv:1207.6581·physics.ins-det·August 13, 2012·37 cites

Technical Design Report for the: PANDA Micro Vertex Detector

PANDA Collaboration: W. Erni (1), I. Keshelashvili (1), B. Krusche, (1), M. Steinacher (1), Y. Heng (2), Z. Liu (2), H. Liu (2), X. Shen (2), Q., Wang (2), H. Xu (2), M. Albrecht (3), J. Becker (3), K. Eickel (3), F., Feldbauer (3), M. Fink (3), P. Friedel (3)

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Open Access

TL;DR

This report details the design, optimization, and expected performance of the PANDA experiment's Micro Vertex Detector, emphasizing its close-proximity charged particle detection and the extensive Monte Carlo studies supporting its development.

Contribution

It presents a comprehensive technical layout and optimization process for the MVD, including Monte Carlo validation, advancing detector design for high-precision particle tracking.

Findings

01

Optimized detector design for high-precision vertex detection

02

Monte Carlo studies validate expected performance

03

Outline of steps towards detector realization

Abstract

This document illustrates the technical layout and the expected performance of the Micro Vertex Detector (MVD) of the PANDA experiment. The MVD will detect charged particles as close as possible to the interaction zone. Design criteria and the optimisation process as well as the technical solutions chosen are discussed and the results of this process are subjected to extensive Monte Carlo physics studies. The route towards realisation of the detector is outlined.

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Taxonomy

TopicsParticle Detector Development and Performance · Dark Matter and Cosmic Phenomena · Radiation Detection and Scintillator Technologies