Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt
Wissenschaftliche Berichte
FZKA 6474
Large Muon Tracking Detector in the air shower experiment KASCADE
I. Atanasova, W. Bartlb, H. Bastiand, C. Büttner, K. Daumiller, P. Doll, B. Hoffmannd, H. Hucker, K.-H. Kampertd, H. Kern, H.O. Klages, P. Kleinwächterc, D. Martellod,e, L. Pentcheva, J. Rachowskif, F.K. Schmidtd, G. Rabsch, G. Schleif, H. Skacel, J. Zabierowskig
Institut für Kernphysik
a Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy, 1784 Sofia, Bulgaria b Institut für Hochenergiephysik der Ö.A.W., 1050 Wien, Austria c Forschungszentrum Rossendorf, 01314 Dresden, Germany d Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe, Germany e Department of Physics, University of Lecce, 73100 Lecce, Italy f Department of Experimental Physics, University of Lodz, 90-236 Lodz, Poland g The Andrzej Soltan Institute for Nuclear Studies, 90950 Lodz, Poland
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Karlsruhe 2000
Zusammenfassung
Ein Myon Spuren-Detektor für das Höhenstrahlungsexperiment KASCADE
Zur genauen Untersuchung der Myonen, die in hochenergetischen Luftschauern entstehen, wurde im KASCADE Experiment ein großflächiger Spurendetektor aufgebaut. Hierzu wurden 1000 Streamer Tube Detektoren von 4 m Länge gebaut. Der Aufbau des gesamten Detektorsystems wird beschrieben. Es werden Methoden beschrieben, die es erlauben, die Geometrie und die Winkelauflösung des Detektorsystems zu bestimmen.
Abstract
A large area Streamer Tube (ST) detector, located within the KASCADE experiment, has been built with the aim to identify muons from extensive air showers (EAS) by track measurement under more than 18 r.l. shielding. 1000 ST detectors of 4 m length have been built and tested. Extensive tests led to many improvements in the detector construction. The construction of the whole detector together with its electronic is presented. The methods of precise determination of detector geometry as well as tools for detector angular resolution derivation are discussed.
corresponding author: [email protected] Table of contents
1. Introduction 1
2. Some Detector applications 2
3. Serial tests procedure 4
4. Description of the detector 12
5. Readout and data acquisition electronics 16
6. Tests of the detector performance 23
7. Summary 42
8. References 44
I
½ ÁÒØÖÓ dÙcØiÓÒ
ÍÐØÖa high eÒeÖgÝ ´ÍÀEµ a×ØÖÓÔhÝ×ic× deaÐ× ÛiØh Øhe iÒÚe×ØigaØiÓÒ Óf ÍÀE cÓ×Ñic ÖaÝ
½5
ÔaÖØicÐe× ´ab ÓÚe ½¼ eε¸ Ûhich iÒØeÖacØ ÛiØh Øhe ÒÙcÐei Óf Øhe aØÑÓ×ÔheÖe aÒd cÖeaØe
5 ½ ¾
aÒ eÜØeÒ×iÚe aiÖ ×hÓÛeÖ ´EA˵º ÀÓÛeÚeÖ¸ aØ ÍÀE ØheiÖ ÙÜ i× ÑÙch beÐÓÛ ½¼ × Ñ º
ÌheÖefÓÖe¸ iÒ×Øead Óf ×aØeÐÐiØe× iÒ ×Ôace¸ gÖÓÙÒd ba×ed eÜÔ eÖiÑeÒØ× Óf ÐaÖge deØecØiÓÒ aÖea
ÑÙ×Ø b e Ù×edº ÌÓ ÙÒdeÖ×ØaÒd Øhe ÒaØÙÖe Óf Øhe ÍÀE ÔaÖØicÐe× iØ i× cÓÑÔÙÐ×ÓÖÝ ØÓ Ñea×ÙÖe
a× ÑaÒÝ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× a× Ô Ó××ibÐe Óf Øhe ca×cade deÚeÐÓÔiÒg iÒ Øhe aØÑÓ×ÔheÖeº ÈaÖØicÙÐaÖÐÝ
iÑÔ ÓÖØaÒØ i× Øhe Ñea×ÙÖeÑeÒØ Óf Øhe ÑÙÓÒ cÓÑÔ ÓÒeÒØ Óf Øhe EA˸ b ecaÙ×e ×ÓÑe Óf Øhe
ÑÙÓÒ× ÖeachiÒg Øhe Ób×eÖÚaØiÓÒ ÐeÚeÐ caÖÖÝ iÒfÓÖÑaØiÓÒ ab ÓÙØ ÚeÖÝ ¬Ö×Ø iÒØeÖacØiÓÒ× aØ
Øhe ØÓÔ Óf Øhe aØÑÓ×ÔheÖeº FÓÖ ÐaÖge di×ØaÒce× fÖÓÑ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe iÒdiÚidÙaÐ ÑÙÓÒ
ØÖack× Ô ÓiÒØ ØÓ Øhe heighØ Óf Øhe ÑÙÓÒ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ aÒd heÐÔ ØÓ ideÒØifÝ Øhe ÒaØÙÖe Óf Øhe
ÔÖiÑaÖÝ ÍÀE ÔaÖØicÐeº ÅÓÒØe¹CaÖÐÓ caÐcÙÐaØiÓÒ× ×hÓÛ ØhaØ bÝ ÑeaÒ× Óf Øhe ÔÖÓ dÙcØiÓÒ
heighØ ÔaÖaÑeØeÖ¸ fÓÖ a gÓ Ó d ×ØaØi×Øic× Óf ×hÓÛeÖ׸ ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe× Ðike iÖÓÒ ÒÙcÐei ´Feµ
caÒ be ×eÔaÖaØed fÖÓÑ ÐighØ ÓÒe׸ Ðike hÝdÖÓgeÒ ´Ôµº ÁÒ ÔaÖØicÙÐaÖ¸ Øhe iÒÚe×ØigaØiÓÒ Óf
ÑÙÓÒ aÖÖiÚaÐ ØiÑe× aÒd ØheiÖ aÒgÐe¹Óf¹iÒcideÒce ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi׸ a× ÅÓÒØe
CaÖÐÓ caÐcÙÐaØiÓÒ× ×hÓÛ¸ caÒ ÖeÚeaÐ Øhe ÒaØÙÖe Óf Øhe ÍÀE ÔÖiÑaÖÝ cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe׺
A× iÒÚe×ØigaØed iÒ [½]¸ [¿]¸ [5]¸ [6] Øhe cÓÑbiÒed aÒaÐÝ×i× Óf ØhÓ×e ØÛÓ Ób×eÖÚabÐe× ´Ûhich
ÑaÝ be cÓÖÖeÐaØedµ caÒ iÑÔÖÓÚe Øhe Ña×× di×cÖiÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe ÔÖiÑaÖݸ a× cÓÑÔaÖed
ØÓ Øhe aÒaÐÝ×i× Óf ÓÒe Óf Øhe×e ÕÙaÒØiØie× ×eÔaÖaØeÐݸ Ób×eÖÚed ÛiØh eÕÙiÚaÐeÒØ accÙÖacݺ
ÌheÖefÓÖe¸ Ù×e Óf ØÖackiÒg aÒd ØiÑiÒg deÚice׸ ×Ùch a× iÒ [¾]¸ ha× ×ÙÖe adÚaÒØageº Ìhe
×ØaÒdaÖd ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe ÅÈÀ bÝ ØÖiaÒgÙÐaØiÓÒ iÒÚÓÐÚe× ÓÒÐÝ Øhe ÖadiaÐ cÓÑÔ ÓÒeÒØ
Óf Øhe aÒgÐe b eØÛeeÒ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× aÒd Øhe ÑÙÓÒ ØÖack [4]º
A× aÒ eÜØeÒ×iÓÒ ØÓ Øhe ÃAËCADE EAË eÜÔ eÖiÑeÒØ [7] a ÐaÖge aÖea ×ØÖeaÑeÖ ØÙb e ´Ë̵
ÅÙÓÒ ÌÖackiÒg DeØecØÓÖ ´ÅÌDµ Ûa× ÔÙØ iÒØÓ ÓÔ eÖaØiÓÒº ÃAËCADE aØ Øhe FÓÖ×chÙÒg×ÞeÒ¹
ØÖÙÑ ÃaÖÐ×ÖÙhe ha× b eeÒ ØakiÒg daØa ×iÒce ½996¸ Ñea×ÙÖiÒg ÚaÖiÓÙ× ×hÓÛeÖ ÔaÖaÑeØeÖ× ÛiØh
¾
Øhe ¾¼¼ ¢ ¾¼¼ Ñ ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝaÒdaceÒØÖaÐ deØecØÓÖ¸ cÓÒ×i×ØiÒg Óf hadÖÓÒ caÐÓÖiÑeØeÖ
¾
aÒd ÑÙÓÒ deØecØÓÖ׺ Ìhe ÒeÛ ÅÌD Óf ab ÓÙØ 5¼¼ Ñ ¡ ×Ö i× iÒØeÒded ØÓ ØÖack Øhe ÑÙÓÒ× cÖe¹
aØed iÒ Øhe EA˺ ÁÒ addiØiÓÒ¸ iØ ÛiÐÐ eÒhaÒce Øhe caÔabiÐiØÝ Óf ÃAËCADE iÒ Ñea×ÙÖeÑeÒØ
Óf Øhe ÑÙÓÒ ÑÙÐØiÔÐiciØie× aÒd ØheiÖ ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ׺
Ìhe ÅÌD ÛiÐÐ aÐ×Ó aÐÐÓÛ ØÓ Ô eÖfÓÖÑ ×Ý×ØeÑaØic ×ØÙdie× ÓÒ cÓ×Ñic ÖaÝÑÙÓÒ× ÐikeØhÓ×e
caÖÖied ÓÙØ bÝ Çº Cº AÐÐkÓfeÖ eØ aк [8]º
ÅaiÒ ÔaÖaÑeØeÖ× Óf Øhi× ËÌ deØecØÓÖ¸ a× ×eeÒ aØ Øhe eaÖÐÝ ÔÖÓØÓØÝÔiÒg ×Øage¸ ÛeÖe
de×cÖib ed iÒ [9]º Ìhe ÔÖe×eÒØ ÔaÔ eÖ i× a deØaiÐed ÔÖe×eÒØaØiÓÒ Óf a bÙiÐØ deØecØÓÖ ×Ý×ØeѺ
AfØeÖ bÖief ÔÖe×eÒØaØiÓÒ Óf Øhe ÔÙÖÔ Ó×e Óf Øhe deØecØÓÖ¸ Øhe ×Ô eciaÐÐÝ deÚeÐÓÔ ed ËÌ³× ÛiÐÐ
be de×cÖib ed ØÓgeØheÖ ÛiØh Øhe eÐab ÓÖaØe Øe×Ø× afØeÖ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ aÒd ØheiÖ Öe×ÙÐØ׺ ÆeÜظ ½
Øhe ÔÖe×eÒØaØiÓÒ Óf Øhe cÓÑÔÐeØe deØecØÓÖ ×Ý×ØeѸ iØ× geÓÑeØÖÝ aÒd ÖeadÓÙØ eÐecØÖÓÒic×
ÛiÐÐ fÓÐÐÓÛº AÒd ¬ÒaÐÐݸØhe ÑeØhÓ d× Óf iÒÚe×ØigaØiÓÒ Óf deØecØÓÖ aÒgÙÐaÖ accÙÖacÝ ÛiÐÐ be
ÔÖe×eÒØedº
ÁÒ Øhe Ôa×ظ ÚaÖiÓÙ× ØÖackiÒg deØecØÓÖ× fÓÖ Ñea×ÙÖiÒg cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe× haÚe b eeÒ ÔÙØ
iÒØÓ ÓÔ eÖaØiÓÒ eiØheÖ ÓÒ Øhe ×ÙÖface Óf Øhe eaÖØh [½¾]¸ [½¿]¸ [½4]¸ [½5] ÓÖ deeÔ ÙÒdeÖgÖÓÙÒd
[½¼]¸ [½½]¸ [½6]º Ìhe ×ÙÖface aÖÖaÝ× eÑÔha×iÞe Øhe a×Ô ecØ ØhaØ Ô Ó×iØiÓÒ ×eÒ×iØiÚe deØecØÓÖ×
Ûhich Ñea×ÙÖe Øhe aÒgÐe Óf each ØÖack¸ ÑaÝ be Ù×ed ØÓ iÑÔÖÓÚe Øhe ÔÖeci×iÓÒ iÒ Øhe Ñea¹
×ÙÖeÑeÒØ Óf Øhe ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe diÖecØiÓÒ¸ ×iÒce Øhe diÖecØiÓÒ× Óf ÑÙÓÒ× aÖe ÑÙch beØØeÖ
cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe ÔÖiÑaÖÝ diÖecØiÓÒ ØhaÒ aÖe Øhe diÖecØiÓÒ× Óf eÐecØÖÓÒ× [½4]º ÅÙÐØiÛiÖe
ÔÖÓÔ ÓÖØiÓÒaÐ chaÑb eÖ× ÛeÖe aÐ×Ó ÓÔ eÖaØed [½¿]¸ ØÓ iÒÚe×ØigaØe ÔaÖØicÐe deÒ×iØÝ di×ØÖibÙØiÓÒ×
cÐÓ×e ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖeº ÁÑÔÖÓÚed ideÒØi¬caØiÓÒ Óf ÔaÖØicÐe× iÒ aiÖ ×hÓÛeÖ× Ûa× ×ØÙdied
Ù×iÒg ØÖackiÒg chaÑb eÖ× aÒd a ØhiÒ ab×ÓÖb eÖ [½¾]º ÌÖackiÒg ÑÓ dÙÐe× Ñade fÖÓÑ ÔÐaÒe×
Óf ËÌ³× haÚe beeÒ aÔÔÐied ØÓ Øhe Ób×eÖÚaØiÓÒ Óf eÜØeÒ×iÚe aiÖ ×hÓÛeÖ× iÒ Øhe ÈÄAËÌEX
eÜÔ eÖiÑeÒØ [½5]º ÎeÖÝ ÐaÖge ËÌ deØecØÓÖ× ÓÖ GeigeÖØÙb e cÓÙÒØeÖ× haÚe beeÒ ×eØ ÙÔ iÒ Øhe
GÖaÒ Ëa××Ó ÌÙÒÒeÐ [½¼]¸ [½½]¸ aÒd FÖejÙ× ÌÙÒÒeÐ [½6]º AÐÐ ØhÖee deØecØÓÖ× caÒ b e de¬Òed a×
ÙÒdeÖgÖÓÙÒd Ób×eÖÚaØÓÖie× ÛiØh Øhe ÑaiÒ Ób jecØiÚe× Óf ×ØÙdÝiÒg ÚeÖÝ high eÒeÖgÝ ÑÙÓÒ×
aÒd ÒeÙØÖiÒÓ× fÖÓÑ ×ØeÐÐaÖ cÓÐÐaÔ×e aÒd ×eaÖchiÒg fÓÖ ÔÓiÒعÐike ×ÓÙÖce× Óf gaÑÑa× aÒd
ÒeÙØÖiÒÓ× Óf ÚeÖÝ high eÒeÖgݺ
¾ ËÓÑe deØecØÓÖ aÔÔÐicaØiÓÒ×
ÁÒØÖÓ dÙcØiÓÒ Óf Øhe ÐaÖge ÑÙÓÒ ØÖackiÒg deØecØÓÖ ´ÅÌDµ iÒØÓ ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒØ ha×
×igÒi¬caÒØÐÝ ÛideÒed Øhe ÑÙÐØiÔaÖaÑeØeÖ EAË aÒaÐÝ×e× caÔabiÐiØie׺ Ìhe ÖedÙÒdaÒcÝ Óf
iÒfÓÖÑaØiÓÒ caÒ be Ù×ed ØÓ ¬Òd ÓÙØ ×Ý×ØeÑaØic bia×e× iÒ Øhe iÒØeÖÔÖeØaØiÓÒ Óf Øhe daØaº
A× a ØÖackiÒg deØecØÓÖ¸ Øhe ÅÌD i× abÐe ØÓ ideÒØifÝ Øhe diÖecØiÓÒ× Óf ÑÙÓÒ׸ Ûhich
fÓÖ di×ØaÒce× cÐÓ×e ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× caÒ be Ù×ed a× aÒ iÒdeÔ eÒdeÒØ deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf
×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒº CÓÒ×ideÖ fÓÖ Øhi× ÔÙÖÔ Ó×e ÑÙÓÒ bÙÒdÐe× ÛiØh aÐÑÓ×Ø ÔaÖaÐÐeÐ ØÖack׺ FÓÖ
Øhe ÐaÖgeÖ di×ØaÒce× ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ ØÖack Ô ÓiÒØ× ØÓÛaÖd×
iØ× ÓÖigiÒ¸ high iÒ Øhe aØÑÓ×ÔheÖeº Ìhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ
´ÅÈÀµ di×ØÖibÙØiÓÒ¸ ÖeÐaØed ØÓ Øhe ÒaØÙÖe Óf Øhe ÔÖiÑaÖÝ ÍÀE ÔaÖØicÐe¸ i× a ÔÖiÑaÖÝ gÓaÐ
Óf Øhi× deØecØÓÖº Ìhe ØÖiaÒgÙÐaØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ× ÑaÝ aÐ×Ó heÐÔ ØÓ iÒÚe×ØigaØe Øhe ØÖaÒ×ÚeÖ×e
ÑÓÑeÒØÙÑ di×ØÖibÙØiÓÒ Óf ÑÙÓÒ× fÓÖ cÓÒ×ØÖaiÒed ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe eÒeÖgÝ aÒd ÔÖÓ dÙcØiÓÒ
heighغ
EÜØeÒ×iÚeÅÓÒØe¹CaÖÐÓ caÐcÙÐaØiÓÒ× haÚe b eeÒ caÖÖied ÓÙØ ØÓ iÒÚe×ØigaØe Øhe Ô Ó××ibiÐiØÝ
ØÓ deÖiÚe fÖÓÑ Øhe ÑÙÓÒ aÒgÐe Øhe ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØÓfØheÑÙÓÒº ËÙÔÔ ÓÖØed bÝ ×iÑÙÐaØiÓÒ× ¾ 10 Fe, above shield 9 p, Fe, below shield 8 p,
7
6 mean reconstruc. muon height [km]
5
4 15 16 10 10
Energy of the primary particle [eV]
FigÙÖe ½: ÅeaÒ ÅÈÀ ÖecÓÒ×ØÖÙcØed bÝ ×iÑÔÐe geÓÑeØÖicaÐ ÑeaÒ× fÓÖ ÅÓÒØe¹CaÖÐÓ ×iÑÙ¹
ÐaØed ×hÓÛeÖ× iÒiØiaØed bÝ ÔÖÓØÓÒ aÒd iÖÓÒ ÔÖiÑaÖie׺ EÖÖÓÖ× ÖeÔÖe×eÒØ Øhe ×ÔÖead Óf Øhe
di×ØÖibÙØiÓÒ׺ Ìhe iÒÙeÒce Óf Øhe ØÙÒÒeÐ ×hieÐd ´½8 ֺкµ ÓÒ ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ i× ×hÓÛÒº
Øhe Ñea×ÙÖed ÅÈÀ caÒ be Ù×ed ØÓ cÐa××ifÝ Øhe ×hÓÛeÖ× iÒØÓ ØhÓ×e Ûhich ÓÖigiÒaØe fÖÓÑ
heaÚÝ ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe׸ Ðike iÖÓÒ ÒÙcÐei ´Feµ¸ aÒd ØhÓ×e fÖÓÑ Øhe ÐighØ ÓÒe׸ ÐikehÝdÖÓgeÒ
´Ôµº Figº½ ÖeÚeaÐ× Øhe eÒeÖgÝ deÔ eÒdeÒce fÓÖ ×Ùch a Ô Ó××ibÐe ×eÔaÖaØiÓÒº
A× iØ i× ×eeÒ iÒ ¬gº¾¸ heaÚÝ ÔÖiÑaÖÝ ÒÙcÐei ÔÖÓ dÙce a gÓÓd fÖacØiÓÒ Óf ÑÙÓÒ× aÐÖeadÝ
aØ high aÐØiØÙde׺ BÝ ÑeaÒ× Óf Øhe ×iÑÙÐaØiÓÒ× ÛiØh Øhe CÇÊËÁÃA [¿¿] ÔÖÓgÖaÑ iØ ha×
beeÒ fÓÙÒd¸ ØhaØ Øhe ÑÙÓÒ× ÔÖÓ dÙced aØ di«eÖeÒØ aØÑÓ×ÔheÖe deÔØh eÜhibiØ ×igÒi¬caÒØÐÝ
di«eÖeÒØ aÒgÙÐaÖ ×ÔÖead× aØ Øhe Ób×eÖÚaØiÓÒ ÐeÚeк ÏhiÐe Øhe aÖÖaÝ daØa ÔÖÓÚide¸ b e×ide×
Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe Ô Ó×iØiÓÒ aÒd ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ¸ iÒØegÖaÐ ÔaÖaÑeØeÖ× Ðike eÐecØÖÓÒ ×iÞe aÒd
ÑÙÓÒ ×iÞe¸ Øhe×e addiØiÓÒaÐ ÔaÖaÑeØeÖ׸ Ûhich Öe×ÙÐØ fÖÓÑ Øhe ØÖiaÒgÙÐaØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ
ØÖack× ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi׸ caÒ b e iÒcÐÙded iÒ a ÑÙÐØiÔaÖaÑeØeÖ aÒaÐÝ×i׺
A× ÔÓiÒØed ÓÙØ ab ÓÚe¸ a ËÌ ØÖackiÒg deØecØÓÖ¸ beiÒg caÔabÐe Óf iÒdeÔ eÒdeÒØ deØeÖÑi¹
ÒaØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ¸ caÒ be Ù×ed iÒ cÓÑbiÒaØiÓÒ ÛiØh Øhe ×ciÒØiÐÐaØiÓÒ aÖÖaÝ
ØÓ iÑÔÖÓÚe Øhe ÓÚeÖaÐÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ØÓØaÐ ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒظ e×Ô eciaÐÐÝ
fÓÖ ÐÓÛ ×hÓÛeÖ ×iÞe׸ ÛheÖe Øhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe aÖÖaÝ deØeÖiÓÖaØe׺ Ìhi× ÛiÐÐ be
di×cÙ××ed iÒ Øhe fÓÐÐÓÛiÒg ×ecØiÓÒ׺ ¿ Fe, 1• 1015eV 2 P, 1• 1015eV
1.5
1
0.5 % of the muon content
0 0 200 400 600 800 1000
atmospheric depth in g /cm2
¾
FigÙÖe ¾: ËiÑÙÐaØed ÅÈÀ di×ØÖibÙØiÓÒ ´ÑÙÓÒ cÓÒØeÒØ Ô eÖ hi×ØÓgÖaÑ biÒ = ½¾º5 g»cÑ µiÒ
aiÖ ×hÓÛeÖ× iÒiØiaØed bÝ ÔÖÓØÓÒ aÒd iÖÓÒ ÔÖiÑaÖie׺
ÀÓÛeÚeÖ¸ Øhe ÅÌD i× aÐ×Ó a ÐaÖge aÖea deØecØÓÖ¸ Ûhich caÒ be Ù×ed fÓÖ ×ØÙdÝiÒg Øhe
ÑÙÓÒ deÒ×iØie× aÒd ØheiÖ ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ fÙÒcØiÓÒ cÐÓ×e ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖeº Ìhe iÒØeÖÒaÐ
×ØÖÙcØÙÖe Óf ÑÙÓÒ bÙÒdÐe× caÒ be aÒaÐÝÞedº
¿ ËeÖiaÐ Øe×Ø× ÔÖÓ cedÙÖe
ÈÖeÔaÖaØiÓÒaÐ ×ØÙdie× [9¸ ½7] ÛiØh ÚaÖiÓÙ× cÓÑÑeÖciaÐ ËÌ× [½8¸ ½9] aÒd cÙ×ØÓѹÑade ØÙb e×
[¾¼¸ ¾½] fÓÖ Øhe aiÖ ×hÓÛeÖ eÜÔ eÖiÑeÒØ ÃAËCADE did iÒdicaØe ØhaØ Øhi× ØÝÔ e Óf deØecØÓÖ
[¾¾] i× ÛeÐÐ ×ÙiØed fÓÖ ÔaÖØicÐe deÒ×iØÝ Ñea×ÙÖeÑeÒØ× iÒ aiÖ ×hÓÛeÖ× ÓÖ ØÖack Ñea×ÙÖeÑeÒØ×
Óf Ô eÒeØÖaØiÒg ÔaÖØicÐe׺
AfØeÖ iÒÚe×ØigaØiÒg di«eÖeÒØ ØÝÔ e× Óf ×ØÖeaÑeÖ¹ØÙb e× eÑÔÐÓÝed iÒ high eÒeÖgÝ ÔhÝ×ic×
eÜÔ eÖiÑeÒØ׸ Ûe had ØÓ ¬Òd a ×ØÖÙcØÙÖe ØÓ bÙiÐd ×eÚeÖaÐ hÙÒdÖed× Óf ×ÕÙaÖe ÑeØeÖ× Óf
×ØÖeaÑeÖ¹ØÙb e× Óf ÚeÖÝ ÖeÐiabÐe ÕÙaÐiØݺ ÇÒÐÝ gÓ Ó d ÖeÐiabiÐiØÝ caÒ cÓÑÔ eØe ÛiØh ÐaÖge aÖea
×ciÒØiÐÐaØÓÖ× Ûhich aÖe cÓÑÑÓÒÐÝ Ù×ed iÒ aiÖ¹×hÓÛeÖ eÜÔ eÖiÑeÒØ׺ 4
Di«eÖeÒØ gÖÓÙÔ× haÚiÒg eÜÔ eÖieÒce iÒ ÔÖÓ dÙciÒg Øhe×e ØÝÔ e Óf deØecØÓÖ had b eeÒ cÓÒ¹
ØacØed a× Ô Ó××ibÐe ×ÙÔÔ ÓÖØeÖ׺ ÀÓÛeÚeÖ¸ iØ Ûa× Òece××aÖÝ iÒ Øhe ÔÖÓØÓØÝÔiÒg Ôha×e ØÓ
iÒØÖÓ dÙce a× ÑaÒÝ iÑÔÖÓÚeÑeÒØ× a× Ô Ó××ibÐe¸ bÝ cÓÒ×ØaÒØÐÝ Øe×ØiÒg a××eÑbÐed chaÑb eÖ׺
BecaÙ×e Óf fÙØÙÖe cÓÒ×ideÖaØiÓÒ× Óf eÑÔÐÓÝiÒg ga× deØecØÓÖ× iÒ EAË ×ØÙdie× iÒ a ÐaÖge ÕÙaÒ¹
ØiØݸ a ÒeÛ cÓÑÔaÒÝ Ûa× ×eØ ÙÔ ´ÏAÌECÀµ bÝ ÓÒe Óf Øhe aÙØhÓÖ× [¾¿]¸ ÛhÓ Ûa× faÑiÐiaÖ
ÛiØh Øhe ØechÒiÕÙe Óf ÔÖÓ dÙciÒg cÓÒdÙcØiÚeÈÎC cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe׺ CÓÒdÙcØiÚe ÔÐa×Øic× cÓÚeÖ
a ÚeÖÝ iÒØeÖe×ØiÒg ¬eÐd Óf Öe×eaÖch aÒd ØheiÖ aÔÔÐicaØiÓÒ iÒ Øhe ÔÖe×eÒØ deØecØÓÖ× ÖeÕÙiÖed
eÜØeÒ×iÚe iÒÚe×ØigaØiÓÒ× [¾¿]º
ÌÓgeØheÖ ÛiØh Øhi× cÓÑÔaÒÝÛeiÒÚe×ØigaØed¸ fÓÖ eÜaÑÔÐe¸ Øhe high Öe×i×ØiÚecÓÚeÖ Óf Øhe
ÓÔ eÒ cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe× [¾4]º ÁÒ ÓÖdeÖ ØÓ ÖedÙce Øhe daÖk cÙÖÖeÒØ iÒ Øhe chaÑb eÖ× Ûe ÖeÔÐaced Øhe
aÒÓ de ÛiÖe ÑaØeÖiaÐ bÝ high ÕÙaÐiØÝ cÓÔÔ eÖ¹b eÖÝÐÐiÙÑ ÛiÖeº Ïe eÑÔÐÓÝed ½¼¼ Ñ diaÑeØeÖ
high ÕÙaÐiØÝ ÛiÖe ØeÑÔ eÖed aÒd ×ØÖaighØeÒed ÛiØh aÔÔÖÓÜiÑaØeÐÝ ¼º¿ Ñ Óf ×iÐÚeÖ¸ ÛiØh a
cÓÔÔ eÖ a×h ÙÒdeÖ Øhe ×iÐÚeÖ [¾5]º Ìhe ¬Ö×Ø Ðeak Øe×Ø× a× ÛeÐÐ a× Øhe cÓÒdiØiÓÒiÒg Óf Øhe
deØecØÓÖ× haÚe b eeÒ Ñade ÓÒ Øhe ×iØe Óf Øhe facØÓÖÝ Ù×iÒg ÔÙÖe caÖb ÓÒ¹diÓÜide a× chaÑbeÖ
ga׺
CÓÒceÖÒiÒg Øhe deØecØÓÖ diÑeÒ×iÓÒ׸ Øhe ËÌ chaÑbeÖ× haÚe beeÒ bÙiÐظ hÓÙ×iÒg ½6
¾
aÒÓ de ÛiÖe× iÒ ¾ caØhÓ de cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe׸ eÜØÖÙded fÓÖ 8 ÔaÖaÐÐeÐ ËÌ ceÐÐ× Óf 9 ¢ 9ÑÑ cÖÓ××
×ecØiÓÒ aÒd 4¼¼¼ ÑÑ ÐeÒgØhº FÓÖ Øhe cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe× Øhe high Öe×i×ØiÚiØÝÈÎCÓfÛeÐÐ de¬Òed
cÓÒdÙcØiÚiØÝ Óf ½¼¼ kª»×ÕÙaÖe Ûa× ÓbØaiÒed fÖÓÑ ÚeÖÝ cÐeaÒ ÈÎCbÝ dÓÔiÒg iØ ÛiØh caÖb ÓÒ
ÔÓÛdeÖ b efÓÖe eÜØÖÙ×iÓÒ [¾¿]º ÌÓ cÐÓ×e Øhe ¬eÐd aÖÓÙÒd Øhe aÒÓ de ÛiÖe ÚeÖÝ e«ecØiÚeÐÝ [¾4]
ÛheÒ aÔÔÐÝiÒg ÒegaØiÚe ÀÎ ØÓ Øhe caØhÓ de ÔÖÓ¬Ðe׸ fÓÖ Øhe cÓÚeÖ Óf Øhe cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe× a
½½ ¾
bakeÐiØ ×heeØ Óf ab ÓÙØ ½¼ ª»cÑ Ûa× eÑÔÐÓÝedº 5 Figure 3: detailed view of opened ST with installed adapter board.
6
Ìhe geÓÑeØÖÝ Óf Øhe ËÌ ceÐÐ Ûa× ÖeÕÙiÖed ØÓ ÚaÖÝ Ðe×× ØhaÒ ¼º½ ÑѺ ÇÒØÓ each cÓÑb
ÔÖÓ¬Ðe eÒd¹Ôiece× ÛeÖe gÐÙed¸ Ûhich caÖÖÝ Øhe ÔÖiÒØed ciÖcÙiØ b ÓaÖd׸ ÓÒØÓ Ûhich eighØ
aÒÓ de ÛiÖe× ÛeÖe ×ÓÐdeÖedº
Ìhe ÛiÖe× aÖe ×ÙÔÔ ÓÖØed eÚeÖÝ 5¼¼ ÑÑ aÐÓÒg ØheiÖ ÐeÒgØh Óf 4¼¼¼ ÑѺ Ìhe ÛiÖe ØeÒ×iÓÒ
b efÓÖe ×ÓÐdeÖiÒg Ûa× adjÙ×Øed accÓÖdiÒg ØÓ Øhe ÖÓ ÓÑ ØeÑÔ eÖaØÙÖe Óf Øhe deØecØÓÖ a××eÑbÐiÒg
Ó
haÐÐ aÖÓÙÒd ¿ Æ aØ ¾¼ ¸ ØakiÒg iÒØÓ accÓÙÒØ Øhe ÑÙch ÐaÖgeÖ eÜÔaÒ×iÓÒ cÓ eÆcieÒØ Óf Øhe
ÈÎC ×ØÖÙcØÙÖeº Ìhe cÓÔÔ eÖ¹b eÖÝÐÐiÙÑ ÛiÖe ha× aÒ eÜÔaÒ×iÓÒ cÓ eÆcieÒØ ab ÓÙØ ¿ ØiÑe×
Ó
×ÑaÐÐeÖ ØhaÒ Øhe ÈÎC ÑaØeÖiaк ÌheÖefÓÖe¸ a giÚeÒ ÛiÖe ØeÒ×iÓÒ Óf ¿ Æ aØ ¾¼ ÚaÖie× bÝ
Ó
¦¼º¾¾ Æ fÓÖ ¦5 Óf Øhe ÓÔ eÖaØiÓÒ ØeÑÔ eÖaØÙÖe chaÒge iÒ Øhe ØÙÒÒeк CÓÖÖe×Ô ÓÒdiÒgÐݸØhe
Ó
ÛiÖe ×aggiÒg beØÛeeÒ Øhe ×ÔaceÖ× ÚaÖie× aÖÓÙÒd 4¾ Ñ bÝ § 9 Ñ fÓÖ ¦5 Óf ØeÑÔ eÖaØÙÖe
chaÒgeº
Ìhe×e cÓÑb ÔÖÓ¬Ðe׸ ØÓgeØheÖ ÛiØh Øhe ÛiÖe׸ ÛeÖe ×Ðided iÒØÓ ÈÎC eÒÚeÐÓÔ e׸ Ûhich
ÛeÖe ×eaÐed Ó« ÛiØh eÒdcaÔ× eÜhibiØiÒg cÓÒÒecØÓÖ× fÓÖ aÒÓ de ÛiÖe׸ high ÚÓÐØage aÒd ga׺
Ìhe ÓÙØeÖ ÛidØh Óf ×Ùch aËÌ chaÑbeÖ ÛiØh ½6 ÛiÖe ceÐÐ× aÑÓÙÒØ× ØÓ ½68 ÑÑ ´¬gº ¿µº
ÏheÒ Øhe deØecØÓÖ× aÖÖiÚed aØ Øhe FÓÖ×chÙÒg×ÞeÒØÖÙÑ ÃaÖÐ×ÖÙhe ØheÝ ÛeÖe checked
fÓÖ ÑechaÒicaÐ daÑage aÒd ØheÒ iÒdiÚidÙaÐÐÝ Øe×Øed fÓÖ Ðeak׺ Each chaÑbeÖ Ûa× ÔÙØ
ÙÒdeÖ ¾¼ cÑ Óf ÛaØeÖ eÕÙiÚaÐeÒØ ÓÚeÖÔÖe××ÙÖe aÒd cÐÓ×ed Ó« fÓÖ ¾ hÓÙÖ׺ ÇÙØ×ide ÔÖe××ÙÖe
aÒd ØeÑÔ eÖaØÙÖe ÛeÖe ÑÓÒiØÓÖed ØÓ cÓÖÖecØ aÒÝ chaÒge iÒ Øhe ÛaØeÖ cÓÐÙÑÒ fÓÖ Øhe×e
eÒÚiÖÓÒÑeÒØaÐ ÚaÖiaØiÓÒ׺ FÖÓÑ Øhe ÖeaÐ ÐÓ××e× iÒ ga× Øhe e«ecØiÚe ÐÓ×× iÒ ÙÒiØ× Óf chaÑbeÖ
ÚÓÐÙÑe× Ô eÖ ÝeaÖ Ûa× caÐcÙÐaØed¸ ÒÓÖÑaÐiÞed ØÓ aÒ ÓÔ eÖaØiÓÒ ÓÚeÖÔÖe××ÙÖe iÒ Øhe aiÖ¹×hÓÛeÖ
eÜÔ eÖiÑeÒØ Óf 5 ÑiÐÐibaÖº
A cÓÑÔiÐaØiÓÒ Óf Øhe Ðeak ÖaØe fÓÖ aÐÐ ½¼¼¼ chaÑbeÖ× ×hÓÛ× ØhaØ 85± Óf aÐÐ chaÑbeÖ×
eÜhibiØ a Ðeak ÖaØe Óf Ðe×× ØhaÒ ÓÒe deØecØÓÖ ÚÓÐÙÑe ÔeÖ ÝeaÖº Ìhe ÖeÑaiÒiÒg deØecØÓÖ×
eÜhibiØ aÐ×Ó a ØÓÐeÖabÐe ÐeakiÒgº ÌheÖefÓÖe¸ ÛiØh a ga× ÓÛ Óf ¼º5 лh Ûe eÜchaÒge Øhe fÙÐÐ
ÚÓÐÙÑeiÒ¿Ûeek׸ Ûhichi×eÒÓÙghØÓkeeÔ aÒÝ Ô Ó××ibÐe cÓÒØaÑiÒaØiÓÒ fÖÓÑ Øhe ÓÙØeÖ aiÖ
×ÙÆcieÒØÐÝ ÐÓÛº AÐ×Ó ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ÐÓÛ ÖaØe Óf Ô eÒeØÖaØiÒg ÖadiaØiÓÒ iÒ Øhe ×hieÐded
ØÙÒÒeÐ iÒ Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒØ a×ÐÓÛ ga× eÜchaÒge i× ØÓÐeÖabÐeº
AfØeÖ Øhe Ðeak Øe×Ø Øhe deØecØÓÖ× ÛeÖe ÔÙØ ÓÒ ØabÐe× iÒ gÖÓÙÔ× Óf ½¾ aÒd Ù×hed iÒ
ÔaÖaÐÐeÐ ÛiØh aÒ i×ÓbÙØaÒ»aÖgÓÒ ga× ÑiÜØÙÖeº Ìhi× Ù×hiÒg ÖeÔÐaced ÓÚeÖ ÓÒe ÛeekeÒd Øhe
caÖb ÓÒ¹diÓÜideº Figº4 ×hÓÛ× Øhe cÓÙÒØ ÖaØe ÔÐaØeaÙ fÓÖ ÚaÖiÓÙ× ga× ×eØØiÒg׺
Ìhe Öe×ÙÐØ× iÒ ¬gº 4 ÛeÖe ÓbØaiÒed bÝ Ñea×ÙÖiÒg Øhe iÒØegÖaÐ ÖaØe iÒ Øhe ÔÙÐ×e heighØ
×Ô ecØÖa fÖÓÑ a Ë̸ hÓÛeÚeÖ¸ gaØed ÛiØh a ÔÐa×Øic ×ciÒØiÐÐaØÓÖ ØeÐe×cÓÔ eº Ïe cÓÒØiÒÙed ØÓ
Øe×Ø Øhe chaÑb eÖ׸ ÛiØh Øhe ÐÓÛe×Ø i×ÓbÙØaÒ adÑiÜØÙÖe¸ ØÓ aÚÓid dÙÖiÒg Øhe cÓÒdiØiÓÒiÒg
Ôha×e Øhe bÙiÐd ÙÔ Óf ÓÖgaÒic ÖadicaÐ× ÓÒ Øhe deØecØÓÖ× eÐecØÖÓ de׺ ÇÒ ØhÓ×e Øe×Ø ØabÐe× Øhe
deØecØÓÖ× ÛeÖe Öead ÓÙØ bÝ a ÔÖÓØÓØÝÔ e ÖeadÓÙØ chaiÒ ´×ee ×ecØiÓÒ 5µ ÖecÓÖdiÒg Øhe hiØ× ÓÒ
Øhe ÛiÖe× aÒd ÓÒ Ôick¹ÙÔ ×ØÖiÔ׸ ÛhichhaÚe b eeÒ aÖÖaÒged Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ØÓ Øhe ÛiÖe׸ ÛiØh 7 4 ]
-1 70/30
[s 3.5 72/28 rate 3 76/24 2.5 80/20 2
1.5
1
0.5
0 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2
cathode voltage [kV]
FigÙÖe 4: CÓÙÒعÖaØe ÔÐaØeaÙ× fÓÖ ÚaÖiÓÙ× i×ÓbÙØaÒ»aÖgÓÒ ga× ÑiÜØÙÖe׺ ÆÙÑb eÖ× ÕÙÓØed
aÖe iÒ ÚÓÐÙÑe Ô eÖceÒغ
a ÔiØch Óf ¾¼ ÑÑ aÒd ÛidØh Óf ½8 ÑѺ AÐ×Ó Øhe aÑÔÐiØÙde× ÓÒ Øhe aÒÓ de ÛiÖe× caÙ×ed
bÝ Øhe cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe× ÛeÖe ÖecÓÖdedº AcØÙaÐÐÝ Øhe ËÌ× ÛeÖe bÖÓÙghØ aÐÛaÝ× ØÓ Øhe
×aÑe ÓÔ eÖaØiÓÒ ÚÓÐØage iÒ Øhe ÔÐaØeaÙ ÖegiÓÒ ´×ee ¬gº4µ aÒd daØa ÛeÖe ØakeÒ a× ÔÖe×eÒØed
iÒ ¬gº5º
¾
Ìhi× ¬gÙÖe ×hÓÛ× Øhe ÚaÖiaØiÓÒ Óf Øhe ÑeaÒ ÔÙÐ×e heighØ acÖÓ×× a ÑÓ dÙÐe Óf ¾ ¢ 4 Ñ
cÓÒ×i×ØiÒg ÓÙØ Óf ½¾ chaÑb eÖ× aÒd ½9¾ Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ×ØÖiÔ× Óf ¾¼ ÑÑ ÔiØchº AfØeÖ ¾ hÓÙÖ×
Óf daØa ØakiÒg a fÙÐÐ ×ÙÖÚeÝ Óf ½¾ ËÌ× Ûa× ÓbØaiÒedº FÓÖ Øhe Ób×eÖÚed ÚaÖiaØiÓÒ Óf Øhe ÑeaÒ
ÔÙÐ×e heighØ Øhe fÓÐÐÓÛiÒg facØÓÖ× ÑaÝ be Öe×Ô ÓÒ×ibÐeº Ïe kÒÓÛ¸ ØhaØ Øhe fÖe×h deØecØÓÖ×
eÜhibiØ ×ÔÙÖiÓÙ× di×chaÖge ×igÒaÐ× Óf ÚaÖiÓÙ× aÑÔÐiØÙde׺ Ìhi× ha× aÒ iÒÙeÒce ÓÒ Øhe ÑeaÒ
ADC ÚaÐÙe× ×hÓÛÒ iÒ Øhe ÔicØÙÖe b ecaÙ×e Øhe ØhÖe×hÓÐd ×eØØiÒg× Óf Øhe cÓÑÔaÖaØÓÖ× iÒ Øhe
ÖeadÓÙØ chaiÒ ´×ee ×ecØiÓÒ 5µ caÒ be eÕÙaÐiÞed ÓÒÐÝ ÛiØh a ¬ÒiØe ÔÖeci×iÓÒº
ÌÓ iÒÚe×ØigaØe Øhe hÓÑÓgeÒiØÝ Óf Øhe deØecØÓÖ× iÒ cÐÓ×eÖ ÖegiÓÒ× Óf ×eÚeÖaÐ ×ØÖiÔ ÔiØch
ÙÒiØ׸ Øhe ÛiÖe aÑÔÐiØÙde ×Ô ecØÖÙÑ Ûa× Ó«¹ÐiÒe diÚided iÒØÓ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× ÖecÓÖded iÒ cÓiÒ¹
cideÒce ÛiØh ÚaÖÝiÒg ÒÙÑbeÖ Óf iÒÙeÒce ×ØÖiÔ× a× ×hÓÛÒ iÒ ¬gº 6º Ìhe ÚaÖÝiÒg ÒÙÑbeÖ
Óf iÒÙeÒce ×ØÖiÔ׸ ÑaiÒÐÝ deØeÖÑiÒed bÝ Øhe ×ÔaØiaÐ eÜØeÒ×iÓÒ aÒd ÓÖieÒØaØiÓÒ Óf Øhe di×¹
chaÖge iÒ Øhe ÛiÖe ceÐÐ i× caÐÐed Øhe cÐÙ×ØeÖ ×iÞeº Ìhe iÒØegÖaÐ iÒØeÒ×iØie× iÒ Øhi× di«eÖeÒØ ÛiÖe
aÑÔÐiØÙde ×Ô ecØÖa fÓÐÐÓÛaÔÔÖÓÜiÑaØeÐÝ Øhe geÓÑeØÖicaÐ ×ÔÖead Óf Øhe iÒÙeÒce chaÖge ÓÒ 8 60
40
20
strips 0
¾
FigÙÖe 5: ÎaÖiaØiÓÒ Óf Øhe ÑeaÒ ÔÙÐ×e heighØ acÖÓ×× a ÑÓ dÙÐe Óf ¾ ¢ 4 Ñ cÓÒ×i×ØiÒg ÓÙØ
Óf ½¾ chaÑb eÖ× hÓÙ×iÒg ½9¾ ÛiÖe× aÒd ½9¾ Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ×ØÖiÔ׺
Øhe ×ØÖiÔ× aÒd deÔ eÒd aÐ×Ó ÓÒ caÔaciØiÚe cÓÙÔÐiÒg ØhÖÓÙgh Øhe bakeÐiØ ×heeØ aÒd chaÑbeÖ
eÒÚeÐÓÔ eº
Ìhe ÔÖÓ dÙcØiÓÒ aÒd Øe×Ø Ô eÖiÓ d fÓÖ ½¼¼¼ ËÌ× did Ða×Ø fÓÖ ×eÚeÖaÐ ÑÓÒØh׺ DÙÖiÒg Øhi×
ÔeÖiÓd chaÒge× iÒ Øhe ga× ÑiÜØÙÖe aÒd ÓÔ eÖaØiÓÒ ØeÑÔ eÖaØÙÖe iÒ Øhe Ðab ÓÖaØÓÖÝ aÒd ga×
ÔÖe××ÙÖe did Ó ccÙÖº ÌÓ ÓbØaiÒ a ×ÙÖÚeÝ Óf Øhe ÑeaÒ ÔÙÐ×e heighØ ÕÙaÐiØÝ Óf aÐÐ chaÑb eÖ× Ûe
did cÓÖÖecØ ØheiÖ aÒÓ de ÛiÖe ÔÙÐ×e heighØ di×ØÖibÙØiÓÒ fÓÖ Øhe×e ÔaÖaÑeØeÖ׸ Ûhich had b eeÒ
ÑÓÒiØÓÖed dÙÖiÒg Øhe ÖÙÒ׺ ÁÒ ¬gº7 Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ÑeaÒ aÒÓ de ÛiÖe ÔÙÐ×e heighØ
i× ÔÖe×eÒØedº Ìhe ×ÔÖead Óf Øhi× di×ØÖibÙØiÓÒ ÑaÝ be dÙe ØÓ ÓÔ eÖaØiÓÒaÐ ÚaÖiaØiÓÒ× iÒ Øhe
ÖecÙÖÖiÒg ×eØÙÔ aÒd ÚaÖiaØiÓÒ× iÒ Øhe chaÑb eÖ× geÓÑeØÖݺ DÙÖiÒg Øhe ¬Ö×Ø Ñea×ÙÖeÑeÒظ Øhe
fÖe×h deØecØÓÖ× eÜhibiØed ÚaÖÝiÒg iÒØegÖaÐ cÓÙÒØ ÖaØe× dÙe ØÓ Øhe iÒcÓÑÔÐeØe cÓÒdiØiÓÒiÒgº
Ìhi× ÖaØe× haÚe aÐ×Ó b eeÒ cÓÖÖecØed fÓÖ Øhe ÓÔ eÖaØiÓÒ cÓÒdiØiÓÒ׺
Ìhe ÓÔ eÖaØiÓÒ Óf a××eÑbÐed ØÓÛeÖ× Ûa× Ób×eÖÚed ÓÚeÖ ÐÓÒg Ô eÖiÓ d׺ A× ¬gÙÖe 8 ×hÓÛ׸
Øhe deØecØÓÖ× eÜÔ eÖieÒce iÒ Øhe ØÙÒÒeи ÓÚeÖ a ÔeÖiÓd Óf ÓÒe ÝeaÖ¸ ØeÑÔ eÖaØÙÖe chaÒge×
Ó Ó
fÖÓÑ ½5 ØÓ ¾5 ´aÐÑÓ×Ø ÒÓ daÝ»ÒighØ ÚaÖiaØiÓÒ×µ aÒd ÔÖe××ÙÖe chaÒge× fÖÓÑ 99¼ ØÓ ½¼4¼
ÑbaÖº Ìhe×e ÔaÖaÑeØeÖ× iÒÙeÒce Øhe ÓÔ eÖaØiÓÒ Óf Øhe ga× deØecØÓÖ׺ ÁÒ Øhe ¬gÙÖe Øhe
behaÚiÓÖ Óf Øhe ÙÔÔ eÖ ÑÓ dÙÐe Óf ØÓÛeÖ ¿ ´½9¾ ÛiÖe×µ dÙÖiÒg Øhe Ô eÖiÓ d ¿½º5º½998 ´daݽ5½µ 9 4500 4000 yield 3500 3000 2500 2000 12 1500 3 1000 4 500 5 0 20 40 60 80 100
anode charge [pC]
FigÙÖe 6: AÒÓ de ÛiÖe aÑÔÐiØÙde ×Ô ecØÖÙÑ diÚided ÙÔ iÒØÓ cÓÒØÖibÙØiÓÒ× fÖÓÑ iÒcÖea×iÒg
cÐÙ×ØeÖ ×iÞe ´½ ØÓ 5µ ÓÒ Øhe Ôick¹ÙÔ ×ØÖiÔ× ÔÐaced ab ÓÚe Øhe chaÑb eÖº
ØÓ ¿¼º4º½999 ´daÝ 485µ i× ×hÓÛÒº Ìhe ØeÑÔ eÖaØÙÖe aÒd ÔÖe××ÙÖe chaÒge× ÑÓ difÝ aÐ×Ó Øhe
aÑÔÐiØÙde× iÒ Øhe ËÌ׸ Ûhich aÖe cÓÒØiÒÙÓÙ×ÐÝ ÖecÓÖdedº
80 70 60
detectors 50 40 30 20 10 0 0 1020304050607080
< adc> [pC]
FigÙÖe 7: ÎaÖiaØiÓÒ Óf Øhe ÑeaÒ aÒÓ de ÛiÖe ÔÙÐ×e heighØ fÓÖ ½¼¼¼ chaÑb eÖ× b efÓÖe ´gÖeݵ
aÒd afØeÖ ´×ÓÐid ÐiÒeµ cÓÖÖecØiÓÒ× fÓÖ di«eÖeÒØ ÓÔ eÖaØiÓÒ cÓÒdiØiÓÒ׺ ½¼ ] 600 temperature dep. nA [ 500 pressure dep. humidity dep. 400 Current
300
200
100
0
-100 150 200 250 300 350 400 450
Days
FigÙÖe 8: Ìhi× ÔÐÓØ ×hÓÛ× Øhe cÙÖÖeÒØ ´4µ dÖaÛÒ bÝ ÙÔÔ eÖ ÑÓ dÙÐe Óf ØÓÛeÖ ¿ aÒd iØ× de¹
Ô eÒdeÒce ÓÒ ØeÑÔ eÖaØÙÖe¸ ÔÖe××ÙÖe aÒd hÙÑidiØݺ CÓÒ×ØaÒØ cÙÖÖeÒØÚaÐÙe× ´Æµ aÖe Öeached
afØeÖ cÓÖÖecØiÓÒ fÓÖ Øhe×e deÔ eÒdeÒce× ´×hifØed iÒ Øhe ÔÐÓØ bÝ ¹¿¿¼ ÒAµº ½½
4 De×cÖiÔØiÓÒ Óf Øhe deØecØÓÖ
Ìhe ËÌ ÅÙÓÒ ÌÖackiÒg DeØecØÓÖ i× ÐÓ caØed ÛiØhiÒ Øhe ÃAËCADE EAË eÜÔ eÖiÑeÒØ ´¬gº
9µ iÒ Øhe ØÙÒÒeÐ bÙÖied iÒ Øhe gÖÓÙÒd ÙÒdeÖ a ×hieÐdiÒg Óf ½8 ֺк¸ Ñade ÓÙØ Óf cÓÒcÖeØe¸
iÖÓÒ aÒd ×Óiк AÑÙÐØiÐaÝeÖ Óf 6 iÖÓÒ ÔÐaØe× Óf ¿ cÑ ØhickÒe×׸ ×eÔaÖaØed eachbÝ 5 cÑ ×aÒd¸
ÔÖÓÚide× a gÓ Ó d ab×ÓÖb eÖ fÓÖ a ÐaÖge fÖacØiÓÒ Óf ÐÓÛ eÒeÖgÝ eÐecØÖÓÑagÒeØic ÔaÖØicÐe׸ ØhÙ×
eÒhaÒciÒg Øhe ØÖackiÒg caÔabiÐiØÝ aÒd ideÒØi¬caØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ× ÛiØh aÒ eÒeÖgÝ ab ÓÚe ¼º8 Geκ
Muon tracking detector Central detector 200m
200m
Cluster of detector 0 10m 20m
stations
FigÙÖe 9: ÄaÝÓÙØ Óf ÃAËCADE EAË eÜÔ eÖiÑeÒغ
Ìhe ÐÓ caØiÓÒ Óf Øhe ØÙÒÒeÐ ×ÙÔÔ ÓÖØ× Øhe deØecØiÓÒ Óf ÑÙÓÒ× aÖÓÙÒd Øhe ceÒØÖaÐ deØecØÓÖ¸
Ûhich hÓÙ×e× ÓØheÖ ÑÙÓÒ deØecØÓÖ׸ ÓÔ eÖaØiÒg aØ di«eÖeÒØÑÙÓÒ eÒeÖgÝ ØhÖe×hÓÐdº A cÖÓ××
¾
×ecØiÓÒ Óf Øhe deØecØÓÖ ØÙÒÒeÐ Óf 5º4 ¢ 44 Ñ ¸ ØÓgeØheÖ ÛiØh aÒ aÖÖaÝ deØecØÓÖ ×ØaØiÓÒ ÐÓ caØed
ÒeaÖbݸ i× ×hÓÛÒ iÒ ¬g ½¼º Ìhe ËÌ× de×cÖib ed ab ÓÚe aÖe Ù×ed iÒ¸ ×Ó caÐÐed¸ ÑÓdÙÐe׺ FÓÙÖ
ÑÓ dÙÐe׸ ØhÖee Ô Ó×iØiÓÒed ÓÒ hÓÖiÞÓÒØaÐ ÔÐaÒe× aÒd ÓÒe aÖÖaÒged ÚeÖØicaÐÐݸ fÓÖÑ a ÑÙÓÒ ½¾ soil absorber
240 cm iron absorber detector modules detector tower
540 cm
FigÙÖe ½¼: CÖÓ×× ×ecØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ deØecØÓÖ ØÙÒÒeк
ØeÐe×cÓÔ e caÐÐed deØecØÓÖ ØÓÛeÖº Ìhe ÛhÓÐe deØecØÓÖ cÓÒ×i×Ø× Óf ½6 ØÓÛeÖ× aÖÖaÒged iÒ ØÛÓ
ÖÓÛ׺ ÁÒ ¬gº½¼ ØÛÓ ×Ùch ØÓÛeÖ× aÖe ×hÓÛÒº Ìhe ¿¹diÑeÒ×iÓÒaÐ ×ØÖÙcØÙÖe Óf ØÛÓ ØÓÛeÖ׸
dÖaÛÒ ÛiØh Øhe daØa ×aÑÔÐe Óf ¾5¼ ¼¼¼ hiØ× iÒ Øhe deØecØÓÖ× i× ×hÓÛÒ iÒ ¬gº½½º Ìhe ÔhÓØÓ
Óf Øhe cÓÑÔÐeØe ÑÙÓÒ deØecØÓÖ ×Ý×ØeÑ iÒ Øhe ØÙÒÒeÐ i× ÔÖe×eÒØed iÒ ¬gº½¾º z [m]
x [m]
y [m]
FigÙÖe ½½: ËØÖÙcØÙÖe Óf ØÛÓ ØÓÛeÖ× ÔÐÓØØed ÛiØh Øhe daØa Óf ¾5¼¼¼¼ hiØ׺ ½¿ Figure 12: Streamer tube MTD in the tunnel.
14
4º½ DeØecØÓÖ ÑÓ dÙÐe aÒd Øhe ØÓÛeÖ
¾
A deØecØÓÖ ÑÓdÙÐe¸Óf Øhe ×iÞe ¾ ¢ 4Ñ ¸ cÓÒ×i×Ø× Óf a ×eØ Óf ½¾ ËÌ chaÑb eÖ׸ a× de×cÖib ed
iÒ ×ecØiÓÒ ¿º Ab ÓÚe Øhe ËÌ chaÑb eÖ× ØheÖe i× a ÐaÝeÖ Óf a Öigid ÔÓÐÝe×ØeÖ fÓiÐ Óf 75 Ñ
ØhickÒe×× ÛiØh eÚaÔ ÓÖaØed aÐÙÑiÒÙÑ ×ØÖiÔ× Óf ¾¼ ÑÑ ÔiØch ´½8 ÑÑ ÛidØhµ aÒd ¾ Ñ ÐeÒgØh¸
Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ØÓ Øhe ÛiÖe׺ AÒÓØheÖ ÐaÝeÖ Óf ×Ùch fÓiÐ i× ÑÓÙÒØed beÐÓÛ Øhe ØÙb e× bÙØ
¼
ÛiØh ×ØÖiÔ× ÓÖieÒØed diagÓÒaÐÐÝ ´6¼ µº Ìhe×e diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ× aÖe Ñade ÓÙØ Óf Øhe ×aÑe
×ØÖiÔ ÑaØeÖiaÐ bÙØ ¾ ×ØÖiÔ× aÖe cÓÒÒecØed ÓÒ Øhe ÖeadÓÙØ ×ideº Ìhe ØÓØaÐ Öe×i×ØiÚiØÝ Óf a
ÔeÖÔeÒdicÙÐaÖ ×ØÖiÔ i× ¿5¹4¼ ª aÒd aÑÓÙÒØ× ÙÔ ØÓ ¾5 ª fÓÖ a diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ ÔaiÖ¸ deÔ eÒdiÒg
ÓÒ Øhe ÐeÒgØhº Ìhe ×ØÖiÔ ÑaØeÖiaÐ Ûhich i× caÐÐed a ËØeiÒeÖ FiÐÑ [¾6] ha× Øhick aÐÙÑiÒÙÑ
¾
×ØÖiÔ× ´ab ÓÙØ ¼º½ Ñg»cÑ µeÚaÔ ÓÖaØed ÓÒ Øhe Ô ÓÐÝe×ØeÖ fÓiÐ bÝ ÑeaÒ× Óf a ×Ô eciaÐ ØechÒiÕÙeº
FigÙÖe ½¿: ËcheÑaØic ÑÓ dÙÐe de×igÒº Ìhe ÈÎC b ÓaÖd× fÓÖ ¬ÜiÒg ×igÒaÐ ÓÙØÔÙØ× fÖÓÑ ÛiÖe׸
Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ aÒd diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ× aÖe ×hÓÛÒº
Ìhe eÐecØÖicaÐ cÓÒØacØ ÛiØh Øhe ×ØÖiÔ× i× achieÚed bÝ ×cÖeÛiÒg a bÖÓad ×iÐÚeÖ cÓaØed ÖiÒg
ØÓgeØheÖ ÛiØh Øhe fÓiÐ ÓÒØÓ a Öigid ÈÎC b ÓaÖd ´×hÓÛÒ ×cheÑaØicaÐÐÝ iÒ ¬gº½¿µº ÇÒØÓ ØhÓ×e
b ÓaÖd× fÙÖØheÖ iÒØeÖÑediaØe ÔÖiÒØed ciÖcÙiØ b ÓaÖd× aÖe ×ÓÐdeÖed fÓÖ eÒabÐiÒg cÓÒÒecØiÓÒ ØÓ
Øhe ÖeadÓÙØ eÐecØÖÓÒic׺ ÁÒ Øhe ×aÑe ¬gÙÖe iØ i× ×hÓÛÒ ×cheÑaØicaÐÐݸØhaØØÛÓ Òeighb ÓÙÖiÒg
ÛiÖe ceÐÐ× aÖe cÓÑbiÒed¸ ØhÙ× giÚiÒg fÓÙÖ ÛiÖe ×igÒaÐ× ÓÙØ Óf ÓÒe 8¹ceÐÐ ÔÖÓ¬Ðeº
Ìhe chaÑb eÖ× ØÓgeØheÖ ÛiØh Øhe ×ØÖiÔ fÓiÐ× aÖe ×aÒdÛiched beØÛeeÒ ØÛÓ b ÓaÖd× Óf high
deÒ×iØÝ ×ØÝÖÓfÓaÑ ´ ¾5 ÑÑ fÖÓÑ ab ÓÚe aÒd 5¼ ÑÑ fÖÓÑ b eÐÓÛµ aÒd aÖe Öe×ØiÒg ÓÒ a ØhiÒ
´¼º7 Ñѵ ×ØeeÐ ×ØÖÙcØÙÖeº FÓÖ Øhe ÖeadÓÙØ eÐecØÖÓÒic× eÚeÖÝ ÑÓ dÙÐe i× a ×ÓÙÖce Óf 96 ÛiÖe ½5
×igÒaÐ׸ ½9¾ Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ aÒd 96 diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ ×igÒaÐ׺ CÓÑbiÒaØiÓÒ Óf ØhÓ×e ×igÒaÐ×
eÒabÐe× ÖeÐiabÐe ÐÓ caØiÓÒ Óf Øhe ÔaÖØicÐe hiØ iÒ X¹Y ´ÛiÖe¹×ØÖiÔµ ÔÐaÒeº
AÑÙÓÒ ØÖackiÒg ØeÐe×cÓÔ e¸ a ba×ic ×ÙbÙÒiØ Óf Øhe fÙÐÐ deØecØÓÖ¸ i× bÙiÐØ ÓÙØ Óf 4 deØecØÓÖ
ÑÓ dÙÐe× iÒ a fÓÖÑ Óf a ØÓÛeÖº ÌhÖee ÑÓ dÙÐe× aÖe ÔÙØ hÓÖiÞÓÒØaÐÐݸ ×Ôaced bÝ 8¾¼ ÑÑ fÖÓÑ
ÛiÖe ÔÐaÒe ØÓ ÛiÖe ÔÐaÒe aÒd ÓÒe ÑÓ dÙÐe i× aÖÖaÒged ÚeÖØicaÐÐݺ Ìhe ÐaØØeÖ ÑÓ dÙÐe aÐÐÓÛ× ØÓ
iÒÚe×ØigaØe ÚeÖÝ iÒcÐiÒed ×hÓÛeÖ׸ Ûhich cÓÙÐd eiØheÖ Öe×ÙÐØ fÖÓÑ ÍÀE cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe×
ÓÖ fÖÓÑ ÒeÙØÖiÒÓ׺ AddiØiÓÒaÐ deØecØÓÖ ÑÓ dÙÐe× aÒd»ÓÖ ab×ÓÖb eÖ ÔÐaÒe× caÒ be iÒ×ØaÐÐed
iÒ beØÛeeÒ Øhe hÓÖiÞÓÒØaÐÐÝ aÖÖaÒged ÑÓ dÙÐe׺
Ìhe ga× ×ÙÔÔÐÝ ×Ý×ØeÑ i× aÖÖaÒged a× fÓÐÐÓÛ׺ Ìhe ga× ÐeaÚe× Øhe ga× ÑiÜeÖ ÙÒiØ aÒd i×
diÚided iÒØÓ ½6 chaÒÒeÐ׺ ËÙch a chaÒÒeÐ ×ÙÔÔÐie× ÓÒe ØÓÛeÖ¸ ÛheÖe Øhe ga× ÖÙÒ× iÒ ×eÖie×
ØhÖÓÙgh aÐÐ chaÑb eÖ× Óf Øhe ØÓÔ ÑÓ dÙÐe¸ ØheÒ Øhe ÑiddÐe ÑÓ dÙÐe¸ ÒeÜØ Øhe b ÓØØÓÑ ÓÒe
aÒd¸ ¬ÒaÐÐݸ Øhe ÛaÐÐ ÑÓ dÙÐeº ÏiØh a ga× ÓÛ Óf ¼º5 ÐiØeÖ Ô eÖ hÓÙÖ¸ Øhe ga× iÒ ÓÒe ØÓÛeÖ i×
eÜchaÒged afØeÖ ab ÓÙØ ¾¼ daÝ× Ûhich i× adeÕÙaØe ÛiØh Øhe ×ÑaÐÐ ÐeakiÒg Óf Øhe deØecØÓÖ×
aÒd ×ÑaÐÐ ÖadiaØiÓÒ ÐÓad iÒ Øhe ×hieÐded ØÙÒÒeк Ìhe ØÓØaÐ ÐeÒgØh Óf Øhe ga× ×Ý×ØeÑ fÓÖ aÐÐ
ËÌ chaÑb eÖ× iÒ ×eÖie× aÑÓÙÒØ× ØÓ aÐÑÓ×Ø ¾¼¼ Ñ fÓÖ each ØÓÛeÖº
5 ÊeadÓÙØ aÒd daØa acÕÙi×iØiÓÒ eÐecØÖÓÒic×
Ïe aÖe Ù×iÒg a chaiÒ ØÝÔ e Óf ÖeadÓÙØ ×Ý×ØeѸ cÓÑÑÓÒÐÝ Ù×ed ÛiØh Øhe ÐaÖge ×caÐe ËÌ
deØecØÓÖ× [¾7¸ ¾8]º Ìhe ÖeadÓÙØ eÐecØÖÓÒic× caÒ be ×Ùb diÚided iÒØÓ ØhÖee gÖÓÙÔ׺ Ìhe
¬Ö×Ø gÖÓÙÔ iÒ Øhe ÖeadÓÙØ ×ØÖÙcØÙÖe i× Øhe fÖÓÒعeÒd eÐecØÖÓÒic׸ cÓÒ×i×ØiÒg Óf b ÓaÖd× fÓÖ
¿¾ iÒÔÙØ׸ ÑÓÙÒØed ØÓ Øhe deØecØÓÖ ÑÓ dÙÐe× aÒd acÕÙiÖiÒg ×igÒaÐ× fÖÓÑ ÛiÖe× aÒd ×ØÖiÔ׺
Each ÑÓ dÙÐe ×ÙÔÔÐie× 96 ÛiÖe aÒd ¾88 ×ØÖiÔ× ´½9¾ Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ aÒd 96 diagÓÒaе ×igÒaÐ׺
Ìhe ØÓØaÐ ÒÙÑbeÖ Óf ÖeadÓÙØ chaÒÒeÐ× iÒ ½6 deØecØÓÖ ØÓÛeÖ× aÑÓÙÒØ× ØÓ ¾4576º
FÖÓÒعeÒd b ÓaÖd de×igÒ fÓÐÐÓÛ× Øhe geÒeÖaÐ fÙÒcØiÓÒaÐiØÝ Óf Øhe ÓÒe× Ù×ed bÝ ÓØheÖ
gÖÓÙÔ× [¾7¸ ¾8]¸ b eiÒg iÒ ÔÖiÒciÔÐe a ×hifØ Öegi×ØeÖ ÛiØh aÑÔÐi¬eÖ× aÒd di×cÖiÑiÒaØÓÖ× iÒ
Øhe iÒÔÙØ chaÒÒeÐ׺ ÀÓÛeÚeÖ¸ Øhe ciÖcÙiØ iÑÔÐeÑeÒØaØiÓÒ aÒd Øhe ÐaÝÓÙØ i× Óf ÓÙÖ de×igÒ¸
ÑaØchiÒg ÓÙÖ deØecØÓÖ iÒ Øhe b e×Ø Ûaݸ aÒd iØ ÛiÐÐ b e de×cÖib ed iÒ ÑÓÖe deØaiÐ b eÐÓÛº Ìhe
fÖÓÒعeÒd b ÓaÖd× geÒeÖaØe digiØaÐ ×igÒaÐ× fÖÓÑ Øhe ×ØÖiÔ aÒd ÛiÖe ×igÒaÐ׸ aÒd aÒ aÒaÐÓg
×ÙÑ ´AÆÇʵ Óf Øhe cÓÑbiÒed ÛiÖe ×igÒaÐ× fÓÖ 4 ËÌ chaÑb eÖ׺ Ìhe AÆÇÊ ×Ô ecØÖa aÖe
ÚeÖÝ Ù×efÙÐ iÒfÓÖÑaØiÓÒ iÒ addiØiÓÒ ØÓ Øhe hiØ ÔaØØeÖÒº
Each ÑÓ dÙÐe ÖeÕÙiÖe× ¿ ÛiÖe bÓaÖd× aÒd 9 ×ØÖiÔ bÓaÖd× fÓÖ ÖeadÓÙغ Ìhe b ÓaÖd× fÓÖ ØÛÓ
ÑÓ dÙÐe cÓÑbiÒaØiÓÒ× ´b ÓØØÓÑ · ÑiddÐe ÓÖ ØÓÔ · ÛaÐе¸ ¾4 b ÓaÖd× each¸ aÖe iÒØeÖcÓÒÒecØed
iÒ ×eÖie× bÝ ÑeaÒ× Óf a cÓÑÑÓÒ ¾¼¹cÓÒdÙcØÓÖ Öibb ÓÒ cabÐe¸ ØhÙ× fÓÖÑiÒg a ×eÖiaÐ ÖeadÓÙØ
chaiÒ ×ØÖÙcØÙÖeº ½6
ËÙchachaiÒ i× cÓÒÒecØed ØÓ Øhe ×ecÓÒd gÖÓÙÔ iÒ daØa ÖeadÓÙØ ×ØÖÙcØÙÖe¸ Øhe dedicaØed
iÒØeÖÑediaØe eÐecØÖÓÒic ÑÓ dÙÐe¸ caÐÐed ËÔÐiØØeÖ BÓaÖd ´ËBµº FÓÙÖ Óf ×Ùch ËB× Ó ccÙÔÝ ÓÒe
cÖaØe aÒd ÔÖÓÚide Øhe iÒØeÖface fÓÖ ØÛÓ deØecØÓÖ ØÓÛeÖ׺ Ìhe×e ËB× aÖe Óf ÓÙÖ cÙ×ØÓÑ
de×igÒ¸ hÓÛeÚeÖ ØheÝ aÖe fÙÒcØiÓÒaÐÐÝ cÓÑÔaØibÐe ÛiØh CAEÆ ËY48¼ ÑÓ dÙÐe׸ iÒ ÓÖdeÖ ØÓ
ÑaØch Øhe CAEÆ C¾67 ËÌAË ´ËØÖeaÑeÖ ÌÙb e AcÕÙi×iØiÓÒ ËÝ×Øeѵ CAÅAC cÓÒØÖÓÐÐeÖ׸
Ù×ed iÒ ÓÙÖ ×eØÙÔº
ÇÒe CAÅAC aÒd ÓÒe ÎÅE cÖaØe cÓÒØaiÒ Øhe ØhiÖd gÖÓÙÔ Óf Øhe eÐecØÖÓÒic× ×ØÖÙcØÙÖeº
Ìhe CAÅAC cÖaØe cÓÒØaiÒ× fÓÙÖ C¾67 ËÌAË ÑÓ dÙÐe× ÔÐÙ× ×eÚeÖaÐ ¾¾49 ÄeCÖÓÝ ADC× fÓÖ
Øhe aÒaÐÓg ÛiÖe ×igÒaÐ× ´AÆÇʵº Ìhe ÎÅE cÖaØe cÓÑÑÙÒicaØe× ÛiØh Øhe CAÅAC ×Ý×ØeÑ
Úia CEË 8¾½¼ CAÅAC BÖaÒch DÖiÚeÖ aÒd hÓÙ×e× ØÖiggeÖ eÐecØÖÓÒic× [¿½]¸ cÓÒØÖÓÐÐeÖ fÓÖ
CAEÆ Àigh ÎÓÐØage ËÝ×ØeѸ ADC fÓÖ aÒaÐÓg ÕÙaÒØiØie× Ðike ØeÑÔ eÖaØÙÖe¸ ga× ÔÖe××ÙÖe
aÒd ÓÛ¸ aÒd Øhe ØÖaÒ×ÔÙØeÖ ba×ed cÓÒØÖÓÐÐeÖ ´ÌÎCµ [¿¾] fÓÖ cÓÑÑÙÒicaØiÓÒ Úia ÓÔØicaÐ
ÐiÒk× ÛiØh Øhe ceÒØÖaÐ hÓ×Ø iÒ Øhe ÃAËCADE daØa acÕÙi×iØiÓÒ ×Ý×ØeѺ
5º½ FÖÓÒعeÒd bÓaÖd×
Ìhe fÖÓÒعeÒd ÖeadÓÙØ bÓaÖd× fÓÖ ÓÙÖ ØÖackiÒg deØecØÓÖ fÓÐÐÓÛ Øhe geÒeÖaÐ ¿¾ chaÒÒeÐ aÖ¹
chiØecØÙÖe¸ deÚeÐÓÔ ed bÝ ËGË ÌhÓÑ×ÓÒ [¾9] a× ÁÈ¿¾ caÖd× aÒd Ù×ed iÒ ÑaÒÝ aÔÔÐicaØiÓÒ×
ÛiØh ËÌ deØecØÓÖ× [¾7¸ ¾8]º ËÙb diÚi×iÓÒ iÒØÓ ¿¾ chaÒÒeÐ× ÔeÖ bÓaÖd ÑaØche× ÓÙÖ deØecØÓÖ
ÖeÕÙiÖeÑeÒØ׺ Ìhe idea Óf Øhe fÖÓÒعeÒd eÐecØÖÓÒic× b ÓaÖd fÓÖ chaiÒ ÖeadÓÙØ cÓÒ×i×Ø× Óf
cÓÒÚeÖ×iÓÒ Óf each aÒaÐÓg ×igÒaÐ fÖÓÑ ÛiÖe× ÓÖ ×ØÖiÔ׸ Ûhich eÜceed× ÔÖede¬Òed ØhÖe×hÓÐd¸
iÒØÓ digiØaÐ biÒaÖÝ iÒfÓÖÑaØiÓÒ ´"hiØ" ÓÖ "ÒÓ hiØ"µº Ìhi× biÒaÖÝ iÒfÓÖÑaØiÓÒ¸ ÙÒdeÖ ceÖØaiÒ
ØÖiggeÖiÒg cÓÒdiØiÓÒ׸ i× ÐÓaded iÒ ÔaÖaÐÐeÐ iÒØÓ a ¿¾ biØ ÐÓÒg ×hifØ Öegi×ØeÖº CÓÒÒecØiÒg
¾4 bÓaÖd× iÒ a chaiÒ¸ a× iÒ ÓÙÖ ca×e¸ cÖeaØe× a 768 biØ ÐÓÒg Öegi×ØeÖ¸ fÖÓÑ Ûhich daØa i×
×hifØed ÓÙظ Úia Øhe bÙ׸ ÛiØh Øhe cÐÓ ck fÖeÕÙeÒcÝ Óf ½ ÅÀÞ iÒØÓ Øhe ËÌAË CÓÒØÖÓÐÐeÖ dÙÖ¹
iÒg ÖeadÓÙØ cÝcÐeº Ìhe ÔhÝ×icaÐ ÐeÒgØh Óf a ¾4 b ÓaÖd× chaiÒ aÑÓÙÒØ× ØÓ ¾4 Ѻ AÐÓÒg Øhi×
ÔaØh a ÚeÖÝ gÓÓd gÖÓÙÒdiÒg ÑÙ×Ø be ÔÖÓÚidedº ËigÒaÐ× fÖÓÑ ÛiÖe× aÖe ÒÓÖÑaÐÐÝ ab ÓÙØ 5
ØiÑe× ÐaÖgeÖ aÒd Óf Øhe ÓÔÔ Ó×iØe Ô ÓÐaÖiØÝ ØhaÒ ×igÒaÐ× fÖÓÑ ×ØÖiÔ׸ Ûhich aÖe Ô Ó×iØiÚe ÔÙÐ×e׺
ÌheÖefÓÖe¸ ØÛÓ ØÝÔ e× Óf b ÓaÖd× ÛeÖe deÚeÐÓÔ ed: fÓÖ ÛiÖe× aÒd fÓÖ ×ØÖiÔ׺
ÇÒe aÒaÐÓg chaÒÒeÐ Óf ÓÙÖ ×ØÖiÔ b ÓaÖd i× ×hÓÛÒ iÒ ¬gº½4º ÇÙÖ de×igÒ dÓ e× ÒÓØ Ù×e
D779 hÝbÖid chiÔ a× iÒ ca×e Óf ÁÈ¿¾¸ ØheÖefÓÖe¸ ÒÓ ÖefÖe×h ×igÒaÐ× aÖe Òece××aÖݺ ÀÓÛeÚeÖ¸
Øhe aÒaÐÓg ÔaÖØ Óf Øhe bÓaÖd i× Ñade iÒ ËÅD ØechÒiÕÙe¸ ÛhaØ Ñake× Øhe ÐaÝÓÙØ ÑÓÖe
cÓÑÔacØ aÒd b eØØeÖ ÔÖÓØecØed agaiÒ×Ø Ôick¹ÙÔ× aÒd cÖÓ××¹ØaÐk× Óf ÚaÖiÓÙ× ÓÖigiÒº Ìhe
ciÖcÙiØ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× ÛeÖe ×eÐecØed ÙÒdeÖ Øhe a×Ô ecØ Óf ÑaÜiÑaÐ ÖeÐiabiÐiØÝ aÒd ÑiÒiÑaÐ cÓ×غ
A ØÝÔicaÐ Ô Ó×iØiÚe ×ØÖiÔ ×igÒaÐ ha× ¾¼ Ò× Öi×e ØiÑe aÒd i× 5¼ Ò× ÐÓÒg aØ Øhe ba×eº Ìhe×e
ÔÙÐ×e× aÖe aÑÔÐi¬ed ¾¼ ØiÑe× iÒ Ì½¹Ì¾ aÑÔÐi¬eÖ aÒd ÔÖe×eÒØed ØÓ Øhe iÒÚeÖØiÒg iÒÔÙØ ½7
Óf Øhe di×cÖiÑiÒaØÓÖº ÅAX9¼8 fÖÓÑ ÅAXÁÅ [¿¼] cÓÑbiÒe× Øhe di×cÖiÑiÒaØÓÖ aÒd ÓÒe¹
×hÓØ fÙÒcØiÓÒ׺ Ìhi× i× a ×iÒgÐe ×ÙÔÔÐÝ deÚice¸ ØheÖefÓÖe¸ Øhe ÞeÖÓ aØ di×cÖiÑiÒaØÓÖ iÒÔÙØ i×
×hifØed ØÓ Øhe Î = ¾º45 Î ÐeÚeк ÌhÖe×hÓÐd ÚÓÐØage caÒ b e deÖiÚed eiØheÖ fÖÓÑ Øhe ÚÓÐØage
Öef
×ÙÔÔÐied ÓÚeÖ Øhe bÙ× ÐiÒe× fÖÓÑ ËB ÓÖ cÖeaØed ÐÓ caÐÐÝ ÓÒ b ÓaÖdº A gÖÓÙÔ Óf 8 chaÒÒeÐ× ha×
a cÓÑÑÓÒ ØhÖe×hÓÐd ÚaÐÙe¸ adjÙ×Øed Úia ØÖiÑÔ ÓØ ÓÒ b ÓaÖdº Ìhe ÓÙØÔÙØ Óf Øhe ÓÒe¹×hÓظ
ÐÓgicaÐ ÔÙÐ×e 4 ¹ 6 × ÐÓÒg¸ deÔ eÒdiÒg ÓÒ Øhe ØiÑe¹ÓÚeÖ¹ØhÖe×hÓÐd ÚaÐÙe Óf Øhe iÒÔÙØ ÔÙÐ×e¸
i× ÔÖe×eÒØed ØÓ ÓÒe Óf Øhe ÔaÖaÐÐeÐ iÒÔÙØ× Óf Øhe ×hifØ Öegi×ØeÖ¸ bÙiÐØ Óf 74ÀC̽66 chiÔ׺
VAA
1k 33k R2 TEST VBB 47n 1k 47n - OUT R1 6 T1 7 INPUT T2 + 5 MAX908 47 1k8 BAV99 15p MMBT4401LT1 6k8 68p 280 Vref 1k5 6k8 Vth 68p 390
68p 0.1uF
AGND
FigÙÖe ½4: ËcheÑaØic diagÖaÑ Óf Øhe aÒaÐÓg ÔaÖØ Óf ×ØÖiÔ ÖeadÓÙØ ciÖcÙiغ ÅAX9¼8 cÓѹ
ÔaÖaØÓÖ ×eÖÚe× a× a di×cÖiÑiÒaØÓÖ aÒd ÓÒe¹×hÓغ
Ìhe ciÖcÙiØ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× ÛeÖe chÓ×eÒ iÒ ×Ùch a Ûaݸ ØhaØ Øhi× ÔÙÐ×e i× geÒeÖaØed ÓÒÐÝ
ÛheÒ ØiÑe¹ÓÚeÖ¹ØhÖe×hÓÐd aØ Øhe di×cÖiÑiÒaØÓÖ³× iÒÔÙØ eÜceed× ¿¼ Ò׺ Ìhi× giÚe× a ÔÖÓØecØiÓÒ
agaiÒ×Ø ×hÓÖØ ×Ôike× Óf di«eÖeÒØ ÓÖigiÒº A ÐÓgicaÐ "ÇÊ" Óf aÐÐ ¿¾ di×cÖiÑiÒaØÓÖ ÓÙØÔÙØ ÔÙÐ×e×
ÓÒ b ÓaÖd fÓÖÑ× a ³DigiØaÐ Çʳ ´DÁGÇʵ ×igÒaк ÁØ i× Ù×ed iÒØeÖÒaÐÐÝ fÓÖ ÐÓadiÒg ×hifØ Öegi×ØeÖ
´Úia ËÀÇ̹ÄÇAD ×igÒaÐ× cÓiÒcideÒce ×iÑiÐaÖ ØÓ Øhe ÓÒe de×cÖib ed iÒ [¾8]µ aÒd i× aÚaiÐabÐe
fÓÖ eÜØeÖÒaÐ Ù×e ÓÙØ×ide Øhe b ÓaÖd ´eºgºº fÓÖ ØÖiggeÖiÒg ÔÙÖÔ Ó×eµº
Ìhe aÒaÐÓg chaÒÒeÐ fÓÖ Øhe ÛiÖe b ÓaÖd di«eÖ× fÖÓÑ Øhe ÓÒe ×hÓÛÒ iÒ ¬gº ½4 ÑaiÒÐÝ iÒ
Øhe aÑÔÐi¬eÖ cÓÒ¬gÙÖaØiÓÒº ÌÖaÒ×i×ØÓÖ Ì¾ i× ØheÖe iÒ aÒ eÑiØØeÖ fÓÐÐÓÛeÖ cÓÒ¬gÙÖaØiÓÒ ´Ûe
dÓ ÒÓØ Òeed ØÓ iÒÚeÖØ Øhe ×igÒaÐ aÒd Øhe gaiÒ caÒ be 5 ØiÑe× Ðe××µº AÐ×Ó Öe×i×ØÓÖ× Ê½ aÒd
ʾ haÚe di«eÖeÒØÚaÐÙe×: ½8¼ ª aÒd ½º8 kª Öe×Ô ecØiÚeÐݺ ÇÒ Øhe ÛiÖe b ÓaÖd aÒ aÒaÐÓg ×ÙÑ
Óf aÐÐ iÒÔÙØ ×igÒaÐ× i× ÔÖÓ dÙced ´AÆÇʵº Ìhi× AÆÇÊ ×igÒaÐ i× digiØiÞed iÒ CAÅAC ÄÊË
¾¾49 ADC× aÒd ÓbØaiÒed ×Ô ecØÖa aÖe ÚeÖÝ Ù×efÙÐ iÒfÓÖÑaØiÓÒ¸ iÒ addiØiÓÒ ØÓ Øhe hiØ ÔaØØeÖÒº
AÆÇÊ i× aÒ ÓÙØÔÙØ Óf a ×ÙÑÑiÒg aÑÔÐi¬eÖ ciÖcÙiØ ×hÓÛÒ iÒ ¬gº½5º Ìhe iÒÔÙØ Öe×i×ØÓÖ× aÖe ½8
FigÙÖe ½5: ËÙÑÑiÒg aÑÔÐi¬eÖ fÓÖ aÒaÐÓg ÛiÖe ×igÒaÐ׺
cÓÒÒecØed ×ØÖaighØØÓØheÛiÖe×ÓfØhechaÑbeÖº Ìhe ÇÈA6¼¿ ÛiØh iØ× ½¼¼¼ Î»× ×ÐeÛ ÖaØe
aÒd high ÓÙØÔÙØ cÙÖÖeÒØ ´½5¼ ÑA Ô eakµ i× ÛeÐÐ ×ÙiØed fÓÖ Øhi× aÔÔÐicaØiÓÒº
Ìhe Ô ÓÛeÖ ×ÙÔÔÐÝ ÎCC = ½¼ Î i× ØakeÒ fÖÓÑ Øhe bÙ× ´×ÙÔÔÐied bÝ ËBµ afØeÖ ÄC ¬ÐØeÖiÒgº
Ìhe ×aÑe ÎCC i× Ù×ed ÓÒ b ÓaÖd ØÓ ÔÖÓ dÙce ´78¼5 ÖegÙÐaØÓÖµ ÎDD = ·5 θ a digiØaÐ Ô ÓÛeÖ
×ÙÔÔÐÝ ÚÓÐØage fÓÖ aÐÐ digiØaÐ ciÖcÙiØ׺ ½9 Figure 16: Front-end board for the ST Muon Tracking Detector.
20
Ìhe b e×Ø Ô Ó××ibÐe ×eÔaÖaØiÓÒ Óf Ô ÓÛeÖ ×ÙÔÔÐie× aÒd gÖÓÙÒd× b eØÛeeÒ aÒaÐÓg aÒd digiØaÐ
ÔaÖØ× ÓÒ Øhe b ÓaÖd i× a cÖÙciaÐ ÖeÕÙiÖeÑeÒØ iÒ ËÌ fÖÓÒعeÒd eÐecØÖÓÒic׺ Ìhe ÕÙaÐiØÝ Óf
Øhi× ×eÔaÖaØiÓÒ ×eØ× Øhe ÐÓÛeÖ ÐiÑiØ× ÓÒ Øhe Ô Ó××ibÐe ØhÖe×hÓÐd ÚaÐÙe׸ haÚiÒg aÒ ÓÚeÖaÐÐ
cÓÒ×eÕÙeÒce iÒ Øhe ÓbØaiÒed eÆcieÒcÝ Óf ÑÙÓÒ Öegi×ØÖaØiÓÒº
Ìhe ÐaÝÓÙØ Óf ÓÙÖ b ÓaÖd Ûa× de×igÒed iÒ ×Ùch a Ûaݸ ØhaØ ÓÒe ÓbØaiÒ× ÑaÜiÑÙÑ ×eÔ¹
aÖaØiÓÒº AÖea× cÓÒØaiÒiÒg aÒaÐÓg aÒd digiØaÐ ciÖcÙiØ× aÖe ÛeÐÐ ×eÔaÖaØed fÖÓÑ each ÓØheÖº
AÐ×Ó eÐecØÖicaÐÐݸ aÒaÐÓg ´AGÆDµ aÒd digiØaÐ ´DGÆDµ gÖÓÙÒd׸ a× ÛeÐÐ a× ÔÓÛeÖ ×ÙÔÔÐÝ
ÚÓÐØage×: digiØaÐ ´ÎDDµ aÒd aÒaÐÓg ´ÎAAµ¸ aÖe cÓÒÒecØed iÒ ÓÒe Ô ÓiÒØ ÓÒÐÝ ØhÖÓÙgh 6º8 À
iÒdÙcØiÚe cÓiÐ׺ Ìhe aÒaÐÓg aÖea i× di×ØÖibÙØed ÓÚeÖ ØhÖee edge× Óf Øhe bÓaÖd ´ edge cÓÒ¹
ÒecØÓÖ× ØÓ Øhe deØecØÓÖµ ¹ ×ee ¬gº½6 ¹ ÛhiÐe Øhe digiØaÐ ÔaÖظ ÖeÐaØed ØÓ Øhe ×hifØ ÖeadÓÙظ i×
cÓÒ¬Òed ØÓ ÓÒe ×ide ÓÒÐݺ ÅÓÖeÓÚeÖ¸ Øhe ÐeÒgØh× Óf Øhe ØÖack× cÓÒÚeÝiÒg Øhe bÙ× ×igÒaÐ× ÓÒ
Øhe b ÓaÖd i× ×igÒi¬caÒØÐÝ ×hÓÖØeÒed iÒ cÓÑÔaÖi×ÓÒ ÛiØh Øhe ÔÖeÚiÓÙ× de×igÒ׸ bÝ ¬ÜiÒg Øhe
×hifØ diÖecØiÓÒ ÓÒ Øhe b ÓaÖdº ÁÒ ÓÙÖ ca×e bÙ× iÒÔÙØ aÒd ÓÙØÔÙØ cÓÒÒecØÓÖ× aÖe dedicaØedº
Ìhi× ×ÓÐÙØiÓÒ aÐÐÓÛ× eÜØeÒ×iÓÒ Óf Øhe bÙ× ÐeÒgØh eÚeÒ beÝÓÒd ¾4 b ÓaÖd× ÛiØhÓÙØ ÔÖÓbÐeÑ×
aÐ×Ó aØ 4 ÅÀÞ cÐÓ ck fÖeÕÙeÒcݺ BÙ× cÓÒÒecØÓÖ× aÖe ×iØÙaØed a× cÐÓ×e a× Ô Ó××ibÐe ÓÒ ÓÒe Óf
¾
Øhe ÐÓÒg edge× Óf ¿45 ¢ ½4¼ ÑÑ fÖÓÒعeÒd b ÓaÖd ´×ee ¬gº½6µº
A× a Öe×ÙÐØ Óf a caÖefÙÐ de×igÒ b ÓaÖd× aÖe ÚeÖÝ "ÕÙieØ" ÛhaØ aÐÐÓÛ× ØÓ ÛÓÖk ÛiØh e«ecØiÚe
ØhÖe×hÓÐd× beÐÓÛ ½ Ñκ ÀÓÛeÚeÖ¸ iÒ each ca×e Øhe ÛÓÖkiÒg ØhÖe×hÓÐd ha× ØÓ be ÓÔØiÑiÞed
fÓÖ ÑiÒiÑÙÑ cÐÙ×ØeÖ ×iÞe ´Ûhich ÑeaÒ× Øhe ÒÙÑb eÖ Óf iÒÙeÒce ×ØÖiÔ×µ ÛiØhÓÙØ ÐÓ Ó×iÒg Øhe
eÆcieÒcݺ Ìhe×e ØhÖe×hÓÐd ÚaÐÙe× aÖe Ù×ÙaÐÐÝ higheÖ ØhaÒ Øhe ÑiÒiÑÙÑ ÓÒe× deÖiÚed fÖÓÑ
×igÒaлÒÓi×e cÓÒ×ideÖaØiÓÒ׺
Ìhe Øe×Ø aÒd ØÙÒiÒg Óf Øhe 85¼ ×ØÖiÔ aÒd ÛiÖe ÖeadÓÙØ b ÓaÖd× ÛeÖe Ô eÖfÓÖÑed Ù×iÒg a
ÔÖÓgÖaÑ ´Éba×icµ ÓÒ a ÈCº BÝ ÑeaÒ× Óf a ×Ô eciaÐ iÒØeÖface b ÓaÖd Øhe ÔÖÓgÖaÑ ÔÖÓÚided
Øhe ×ØeeÖiÒg aÒd Øe×Ø ×igÒaÐ× Úia Øhe ÔaÖaÐÐeÐ Ô ÓÖØ Óf Øhe ÈCº
FÓÖ Øe×ØiÒg Øhe ×hifØ Öegi×ØeÖ× a ÔÖÓgÖaÑÑed 8¹biØ ÛÓÖd Ûa× ×hifØed ØhÖÓÙgh achaiÒ Óf
a giÚeÒ ÒÙÑbeÖ Óf bÓaÖd× ÑaÒÝ ØiÑe׸ aÒd each ØiÑe aØ Øhe ÓÙØÔÙØ cÓÑÔaÖed ÛiØh Øhe
iÒÔÙØ ÛÓÖdº
FÓÖ Øe×ØiÒg Øhe ÑaÒÝ aÑÔÐi¬eÖ chaÒÒeÐ× Øhe Øe×عeÚeÒ aÒd Øe×Ø¹Ó dd ÐiÒe× aÚaiÐabÐe ÓÒ
Øhe b ÓaÖd× ÛeÖe eÑÔÐÓÝedº Í×ÙaÐÐÝ aÐÓÒg Øhe×e ÐiÒe× Øhe ÑÓÒÓÓÔ× aÖe ØÖiggeÖed fÓÖ aÐÐ
½6 eÚeÒ ÓÖ ½6 Ódd chaÒÒeÐ× Óf ÓÒe b ÓaÖdº Ìhe aÑÔÐiØÙde ÖaÒge ÓÒ Øhe×e ½6 ÔaÖaÐÐeÐ ÐiÒe×
cÓÙÐd be ÚaÖied ØÓ cÓÑÔaÖe Øhe ×igÒaÐ ÖaÒge׺
BÝ ØÙÒiÒg Øhe ØhÖe×hÓÐd ÚÓÐØage× ´Î µ aÐÐ cÓÑÔaÖaØÓÖ× ÓÒ Øhe b ÓaÖd× ÛeÖe ÔÙØ ØÓ
Øh
×ØaÖØiÒg ÚaÐÙe׸ Ûhich had ØÓ b e adjÙ×Øed afØeÖ Øhe b ÓaÖd× had b eeÒ ÑÓÙÒØed ØÓ Øhe deØecØÓÖ
ÑÓ dÙÐe¸ b ecaÙ×e Óf ÑÓ di¬ed gÖÓÙÒd ÐÓ ÓÔ cÙÖÖeÒØ׺ AfØeÖ Øhe ØÙÒiÒg Óf Øhe ØhÖe×hÓÐd
ÚÓÐØage× Øhe ØiÑiÒg Óf Øhe ÄÇAD aÒd Øhe deÐaÝ Óf Øhe CÄÇCùÁÆÀÁBÁÌ ×igÒaÐ× ÛeÖe ×eØ
ÓÒ Øhe Ó×ciÐÐÓ×cÓÔ eº AÐÐ Øe×Ø aÒd ØÙÒiÒg Öe×ÙÐØ× ÛeÖe ÛÖiØØeÒ iÒØÓ a ÔÖÓØÓ cÓк ¾½
5º¾ ÌÖiggeÖiÒg
FÓÖ Øhe ÔÙÖÔ Ó×e Óf ØÖiggeÖiÒg Óf Øhe ËÌ ØÖackiÒg deØecØÓÖ a cÙ×ØÓÑ Ñade ÌÖiggeÖ ÍÒiØ ´Ì͵
Ûa× de×igÒedº ÁØ i× a deØecØÓÖ ×Ô eci¬c ÑÓ di¬caØiÓÒ Óf Øhe ÑÓ dÙÐe Ù×ed fÓÖ ÃAËCADE
×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaݸ Ûhich i× eÜØeÒ×iÚeÐÝ de×cÖib ed iÒ [¿½]º
Ìhe ØÛÓ ØÖiggeÖ ÑÓ de× aÖe Ô Ó××ibÐe: iÒØeÖÒaÐ aÒd eÜØeÖÒaÐ ÓÒeº FÓÖ iÒØeÖÒaÐ ØÖiggeÖiÒg
a ÑÙÐØiÔÐiciØÝ cÓÑbiÒaØiÓÒ Óf DÁGÇÊ ×igÒaÐ× fÖÓÑ b ÓØØÓÑ ÛiÖe bÓaÖd× Óf aÐÐ ØÓÛeÖ× i×
Ù×edº AÒÝ ÚaÐÙe Óf Øhi× ÑÙÐØiÔÐiciØÝiÒ Øhe ÖaÒge fÖÓÑ ½ ØÓ 48 caÒ be ÔÖe×eØ bÝ ×ÓfØÛaÖeº
A× eÜØeÖÒaÐ ØÖiggeÖ ×ÓÙÖce× ÓØheÖ ÃAËCADE deØecØÓÖ× Ðike Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaݸ Øhe ØÓÔ
cÐÙ×ØeÖ ÓÖ Øhe ØÖiggeÖ ÔÐaÒe aÖe Ù×edº ÍÔ ÓÒ fÙЬÐÐÑeÒØ Óf eiØheÖ Óf Øhe ØÖiggeÖiÒg cÓÒdiØiÓÒ×
Øhe ÌÍ ×eÒd× aÒ EÎEÆÌ ×igÒaÐ ØÓ Øhe ÌÎC aÒd Øhe ÖeadÓÙØ ÔÖÓ cedÙÖe i× ×ØaÖØedº
ÇÒe Óf Øhe iÑÔ ÓÖØaÒØ Øa×k× Óf Øhe ÌÍ i× Øhe geÒeÖaØiÓÒ Óf Øhe ÌiÑe ÄabeÐ ´Ìĵ fÓÖ each
eÚeÒغ ËÙch ÌÄ× aÖe geÒeÖaØed aÐ×Ó iÒ ÓØheÖ ÔaÖØ× Óf Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒØ aÒd aÖe
Ù×ed bÝ acÕÙi×iØiÓÒ ×ÓfØÛaÖe ØÓ bÙiÐd aÒ aiÖ ×hÓÛeÖ eÚeÒØ fÖÓÑ daØa ×ÙÔÔÐied bÝ ÚaÖiÓÙ×
deØecØÓÖ× ´ceÒØÖaÐ eÚeÒØ bÙiÐdeÖµº ÏiØh eÚeÖÝ eÚeÒØ aÒ acØÙaÐ ØiÑe i× aÐ×Ó b eiÒg ×ØÓÖedº ÁØ
i× deÖiÚed fÖÓÑ a ceÒØÖaÐ GÈË cÓÒØÖÓÐÐed cÐÓ ck ×Ý×ØeÑ Óf ÃAËCADE aØ Øhe ×ØaÖعÙÔ Óf Øhe
ÅÌD aÒd ØheÒ¸ iÒcÖeÑeÒØed ÐÓ caÐÐÝ iÒ Øhe ÌÍ bÝ ceÒØÖaÐÐÝ di×ØÖibÙØed ½ ÀÞ ÔÖeci×e cÐÓ ck
×igÒaÐ׺ ÏiØh Øhe ÌÄ eÚeÖÝ ØÖiggeÖ ab×ÓÐÙØe ØiÑe i× ÖecÓÖded ÛiØh ¾¼¼ Ò× ÔÖeci×iÓÒº
5º¿ EÚeÒØ haÒdÐiÒg
ÏheÒeÚeÖ a ØÖiggeÖ cÓÒdiØiÓÒ ´×ee 5º¾µ i× fÙЬÐÐed iÒ Øhe ÌÖiggeÖ ÍÒiØ ´Ì͵¸ aÒ EÎEÆÌ
ËigÒaÐ i× ×eÒØ ØÓ Øhe ÌÎC aÒd iÒ addiØiÓÒ a ÆÁŹÔÙÐ×e i× geÒeÖaØedº ÇÒ ÖeceiÚiÒg Øhe
EÎEÆÌ ËigÒaи Øhe ÌÎC ÐÓ ck× Øhe Ì͸ ØhÙ× iÒhibiØiÒg ÑÓÖe ØÖiggeÖ× aÒd Öead× ÓÙØ Øhe
ØiÑe Ðab eÐ aÒd ØÖiggeÖ Öegi×ØeÖ׺
Ìhe ÆÁŹÔÙÐ×e i× ×ÔÐiØ aÒd fed iÒØÓ Øhe ËÌAÊÌ iÒÔÙØ× Óf aÐÐ ËÌA˹ÅÓ dÙÐe׺ Ìhe
ËÌAË ¬Ö×Ø ×eÒd× a ×igÒaÐ ´ÄÇADµ¸ Ûhich ÑÓÚe× Øhe daØa fÖÓÑ Øhe cÓÑÔaÖaØÓÖ× iÒØÓ Øhe
×hifعÖegi×ØeÖ× Óf Øhe fÖÓÒعeÒd b ÓaÖd׺ ÌheÒ a cÐÓ ck ×igÒaÐ i× aÔÔÐied Ûhich ×hifØ× Øhe daØa
aÐÓÒg Øhe chaiÒ iÒØÓ Øhe ÑeÑÓÖÝ Óf Øhe ËÌA˺ ÍÔ ÓÒ cÓÑÔÐeØiÓÒ Óf Øhe ÖeadÓÙØ Øhe ËÌAË
ÔÖÓ dÙce× a ÄAÅ ×igÒaÐ Ûhich i× fed iÒØÓ aÒ eÜØeÖÒaÐ iÒØeÖÖÙÔØ iÒÔÙØ Óf a CAÅAC bÖaÒch
dÖiÚeÖ CBD8¾½¼ ØÓ geÒeÖaØe a ÎÅE¹ÁÒØeÖÖÙÔغ
Ìhi× iÒØeÖÖÙÔØ ×igÒaÐ caÙ×e× a high ÔÖiÓÖiØÝ ÔÖÓ ce×× Óf Øhe ÌÎC ØÓ ×caÒ aÐÐ ËÌAË aÒd
ADC ÑÓ dÙÐe× fÓÖ ÄAÅ ×igÒaÐ× aÒd ØÓ ØÖaÒ×feÖ Øhe daØa iÒØÓ Øhe ÑeÑÓÖÝ Óf Øhe ÌÎCº
ÏheÒ Øhi× Øa×k i× cÓÑÔÐeØed Øhe ÌÍ i× ÙÒÐÓ cked aÒd a ÐÓÛ ÔÖiÓÖiØÝ ÔÖÓ ce×× ÔÖeÔÖÓ ce××e×
Øhe daØa aÒd ×eÒd× iظ Úia a ×ecÓÒd ÌÎC ÓÚeÖ ÌCÈ»Áȸ ØÓ Øhe ceÒØÖaÐ eÚeÒØ bÙiÐdeÖ ØhaØ ¾¾
a××eÑbÐe× Øhe daØa fÖÓÑ aÐÐ deØecØÓÖ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× Óf ÃAËCADE accÓÖdiÒg ØÓ ØheiÖ ØiÑe
Ðab eÐ׺
Ìhe high ÔÖiÓÖiØÝ DaØa AcÕÙi×iØiÓÒ ÈÖÓgÖaÑ ´DAɵ cÓ ÓÖdiÒaØe× Øhe eÜÔ eÖiÑeÒØcÓÒØÖÓи
ØiÑe aÒd eÚeÒØ haÒdÐiÒg aÒd daØa ×ØÓÖageº ÁØ Ù×e× C¹ÖÓÙØiÒe× ÓÒ ÌÎC¸ Ûhich iÒiØiaÐiÞe Øhe
haÖdÛaÖe: Øhe ÎÅE aÒd CAÅAC cÖaØe׸ Øhe ÌÖiggeÖ¹ÍÒiظ Øhe ËÌAË cÓÒØÖÓÐÐeÖ× aÒd
Øhe ADC ÑÓ dÙÐe׺ FÓÖ Øhi× iÒiØiaÐiÞaØiÓÒ aÒ eÜÔ eÖiÑeÒØ ×eعÙÔ ¬Ðe¸ ×ØÖÙcØÙÖed ×iÑiÐaÖ ØÓ
ÏiÒdÓÛ× ºiÒi ¬Ðe׸ i× Öead¸ Ûhich cÓÒØaiÒ× Øhe addÖe××e× Óf Øhe cÖaØe× Óf Øhe ËÌAË ÑÓ dÙÐe×
aÒd Øhe ADC ÑÓ dÙÐe× iÒ Øhe Øhe cÖaØe aÒd Øhe ÒÙÑbeÖ Óf each ÖeadÓÙØ chaiÒ fÓÖ a giÚeÒ
ËÌAË ÑÓ dÙÐeº ÊeadÓÙØ chaiÒ× aÖe ×Ùb diÚided iÒ ×Ùb chaiÒ׸ each cÓÖÖe×Ô ÓÒdiÒg ØÓ a gÖÓÙÔ
Óf ÖeadÓÙØ b ÓaÖd× fÓÖ Øhe ÛiÖe× aÒd ×ØÖiÔ׸ Öe×Ô ecØiÚeÐݺ Ìhe de×cÖiÔØiÓÒ Óf Øhe cÓÒ¬gÙÖaØiÓÒ
i× dÓÒe iÒaÛaÝ ØhaØ aÐÐÓÛ× ÑaÜiÑaÐ eÜibiÐiØÝiÒ Øhe acØÙaÐ ×eØÙÔ Óf Øhe eÜÔ eÖiÑeÒغ
ÏhiÐe Øhe eÚeÒØ acÕÙi×iØiÓÒ i× Ô eÖfÓÖÑed ÛiØh high ÔÖiÓÖiØݸ Øhe daØa ØÖaÒ×feÖ fÖÓÑ
ÌÎC ÑeÑÓÖÝ ØÓ Øhe ceÒØÖaÐ eÚeÒØ bÙiÐdeÖ i× dÓÒe ÛiØh ÐÓÛ ÔÖiÓÖiØݺ ÅÓÒiØÓÖ hi×ØÓgÖaÑ× Óf
ÚaÖiÓÙ× ÔaÖaÑeØeÖ× aÖe aÐ×Ó aÐÐÓ caØed aÒd ¬ÐÐed ÛiØh ÐÓÛ ÔÖiÓÖiØݺ Ìhe×e hi×ØÓgÖaÑ× caÒ b e
ÚieÛed ÓÒÐiÒe ÛiØh a ×eÔaÖaØe ÔÖÓgÖaÑ ØhaØ cÓÒÒecØ× ØÓ Øhe ÖÙÒÒiÒg DAɸ ØhÙ× aÐÐÓÛiÒg
ØÓ Ô eÖfÓÖÑ iÑÑediaØe check× ÛheÒ dÓiÒg adjÙ×ØÑeÒØ× Óf ØhÖe×hÓÐd aÒd ØiÑiÒg ×eØØiÒg× ÓÒ
Øhe fÖÓÒØeÒd b ÓaÖd׺
Ìhe di«eÖeÒØ daØabÐÓ ck× ´Ì͸ ËØa× aÒd ADC daØaµ aÖe cÓÑbiÒed iÒØÓ ÓÒe ÐaÖge bÐÓ ck
aÒd ×eÒØ ØÓ Øhe ceÒØÖaÐ eÚeÒØ bÙiÐdeÖ¸ ÛheÖe ØheÝ aÖe ÑeÖged ÛiØh Øhe daØa cÓÑiÒg fÖÓÑ
Øhe ÓØheÖ cÓÑÔ ÓÒeÒØ× Óf Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒغ
Ìhe ÖaÛ daØa aÖe afØeÖÛaÖd× aÒaÐÝÞed ÛiØh Øhe heÐÔ Óf Øhe ÔÖÓgÖaÑ ÃÊEÌA¸ Ûhich
caÐibÖaØe× Øhe hiØ Ô Ó×iØiÓÒ× bÝ ÑeaÒ× Óf Øhe iÑÔÖÓÚed geÓÑeØÖÝ daØa ba×e ´DBµº
6 Ìe×Ø× Óf deØecØÓÖ Ô eÖfÓÖÑaÒce
6º½ Ìhe eÚeÒØ× ×eÐecØiÓÒ
FÓÖ Øe×ØiÒg ÚaÖiÓÙ× a×Ô ecØ× Óf Øhe ÅÌD Ô eÖfÓÖÑaÒce Øhe daØa ×aÑÔÐe¸ cÓÚeÖiÒg Øhe Ô eÖiÓ d
fÖÓÑ 4Øh ÇcØÓb eÖ ½998 ØÓ 5Øh AÔÖiÐ ½999¸ ha× b eeÒ aÒaÐÝÞedº ÏiØhiÒ Øhe ØÓØaÐ ØiÑe Óf daØa
6 6
ØakiÒg Óf 4¿66 hÓÙÖ× 8¡½¼ eÚeÒØ× haÚe b eeÒ cÓÐÐecØed ÛiØh ½º5¡½¼ ØÖack× ÖecÓÒ×ØÖÙcØed iÒ
Øhe ÅÌDº
Ìhe ×aÑÔÐe Óf cÓÐÐecØed ØÖack× i× diÚided iÒØÓ ØÛÓ kiÒd× Óf cÓÒ¬gÙÖaØiÓÒ×: Øhe¸ ×Ó¹caÐÐed¸
¾¹hiØ ØÖack× aÒd Øhe ¿¹hiØ ÓÒe׺ Ìhe ¿¹hiØ ØÖack× aÖe ØÖack× ÛiØh hiØ× iÒ ØhÖee ÑÓ dÙÐe׸ aÒd
Øhe ØÖack ¬ÒdiÒg aÐgÓÖiØhÑ ÐÓ Ók× ¬Ö×Ø fÓÖ ØheѺ ÌheÖeafØeÖ¸ Øhe aÐgÓÖiØhÑ ÐÓ Ók× fÓÖ Øhe
¾¹hiØ ØÖack׸ Ù×iÒg fÓÖ Øhe×e Øhe hiØ× iÒ ØÛÓ ÑÓ dÙÐe׸ ÒÓØ ÙØiÐiÞed bÝ Øhe ¿¹hiØ ØÖack׺ ¾¿
6º½º½ ÅÌD daØa ×eÐecØiÓÒ cÖiØeÖia
ÁÒ ÓÖdeÖ ØÓ e×ØiÑaØe Øhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD aÒd ØÓ check iØ× geÓÑeØÖÝ iØ i×
Òece××aÖÝ ØÓ ×eÐecØ ØÖack× geÒeÖaØed ÓÒÐÝ bÝ high eÒeÖgÝ ÑÙÓÒ× ´E >feÛ ØeÒ× Óf Geεº
ËÙch ÑÙÓÒ× aÖe ÔÖÓ dÙced iÒ Øhe higheÖ ×Ðice× Óf Øhe aØÑÓ×ÔheÖe¸ ØheÝ aÖe ÒeaÖÐÝ ÔaÖaÐÐeÐ
aÒd ÛeÐÐ aÐigÒed ÛiØh Øhe ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒº ËiÑÙÐaØiÓÒ× ×hÓÛ ØhaØ ÑÙÓÒ× ÔÖÓ dÙced 8kÑ
ab ÓÚe ×ea ÐeÚeÐ aÒd ÛiØh eÒeÖgÝ ÐaÖgeÖ ØhaÒ ¿¼ GeÎ fÓÖÑ aÒ aÚeÖage aÒgÐe ÛiØh Øhe ×hÓÛeÖ
Ó
diÖecØiÓÒ Óf Ðe×× ØhaÒ ¼:¿ º ÇÒ Øhe ÓØheÖ haÒd¸ Øhe ÑÓÖe iÑÔ ÓÖØaÒØ iÒfÓÖÑaØiÓÒ ab ÓÙØ Øhe
ÐÓÒgiØÙdiÒaÐ deÚeÐÓÔÑeÒØ Óf Øhe ×hÓÛeÖ× cÓÑe× fÖÓÑ Øhe higheÖ ÔaÖØ Óf Øhe aØÑÓ×ÔheÖe¸
ÛheÖe¸ fÓÖ ×hÓÛeÖ× deØecØed ÛiØh Øhe ×aÑe ÒÙÑbeÖ Óf ÑÙÓÒ׸ Øhe heaÚÝ ÒÙcÐei ÔÖÓ dÙce a
ÐaÖgeÖ ÒÙÑbeÖ Óf ÑÙÓÒ× cÓÑÔaÖed ÛiØh Øhe ÐighØeÖ ÓÒe׺
ÀÓÛeÚeÖ¸ iÒ Øhe ×aÑÔÐe Óf aÐÐ ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ØÖack× ØheÖe i× a fÖacØiÓÒ Óf ØÖack× ØhaØ i×
ÔÖÓ dÙced bÝ ÔaÖØicÐe× ÛiØh ÐÓÛ eÒeÖgÝ ´Øhi× i× dÙe ØÓ Øhe ÐiÑiØed ab×ÓÖb eÖ ØhickÒe×× ab ÓÚe
Øhe ØÙÒÒeе aÒd bÝchaÒce iÒ Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ aÐgÓÖiØhѺ Ìhe×e haÚe ØÓ b e ÖejecØedº FÖÓÑ
ÒÓÛ ÓÒ Øhe×e ØÖack× ÛiÐÐ b e caÐÐed ÙÒÛaÒØed ØÖack× eÚeÒ if ×ÓÑe Óf ØheÑ aÖe ÔÖÓ dÙced bÝ
ÑÙÓÒ׺
¾ ¾
FiÖ×Ø Óf aÐÐ Ûe haÚe acceÔØed ¿¹hiØ ØÖack× ÛiØh a ÒÓÖÑaÐiÞed ÐÓÛeÖ ØhaÒ ¾:5º Ìhe
i× de¬Òed a×:
¿
¾
X
D ´ÀiØ µ
i
ØÖ
¾
=
A
ÀiØ
i
i=½
ÛheÖe D ´Àiص i× Øhe di×ØaÒce iÒ ×Ôace b eØÛeeÒ Øhe hiØ aÒd Øhe ØÖ ack cÓ ÓÖdiÒaØe aÒd A
ØÖ ÀiØ
i× Øhe aÖea Óf Øhe hiØ ´ÛiÖe cÐÙ×ØeÖ ×iÞe ¢ ×ØÖiÔ cÐÙ×ØeÖ ×iÞeµº Ìhe jÙ×Ø de¬Òed ÕÙaÒØiØÝ i×
¾
ÒÓØ a ×ØaÒdaÖd b ecaÙ×e ÛehaÚe Ù×ed Øhe iÒÚeÖ×e Óf Øhe aÖea Óf Øhe hiØ a× a ÛeighØÓfØhe
¾
×ÕÙaÖe Óf Øhe hiعØÖack di×ØaÒceº BÙØ iØ ha× Øhe ×aÑe behaÚiÓÖº Ìhi× cÙØ ÖejecØ× ÛiØh
high eÆcieÒcÝ accideÒØaÐ ØÖack× ÛiØhÓÙØ ÖedÙciÒg Øhe ÔaÖØicÐe ØÖack ×aÑÔÐeº
¾
Figº ½7 ×hÓÛ× Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ beØÛeeÒ Øhe ÛiØh Øhe di×ØaÒce beØÛeeÒ Øhe ×hÓÛeÖ
cÓÖe aÒd Øhe ØÙÒÒeйØÖackº ÏheÒ Øhe di×ØaÒce b ecÓÑe× ×ÑaÐÐeÖ Øhe ÙÜ Óf ÔaÖØicÐe× iÒ Øhe
ØÙÒÒeÐ b ecÓÑe× ÑÓÖe iÒØeÒ×eº Ìhi× ÔÖÓ dÙce× a deØeÖiÓÖaØiÓÒ Óf Øhe ØÖack ¬ÒdiÒg aÐgÓÖiØhÑ
Ô eÖfÓÖÑaÒce cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe iÒcÖea×e Óf Øhe ÒÙÑbeÖ Óf hiØ× iÒ Øhe ØÓÛeÖ׺ ÁÒ facظ if
Øhe ÒÙÑbeÖ Óf hiØ× iÒ each ØÓÛeÖ iÒcÖea×e׸ iØ b ecÓÑe× ÑÓÖe fÖeÕÙeÒØ fÓÖ Øhe ØÖack ¬ÒdiÒg
aÐgÓÖiØhÑ ØÓ ¬Òd jÙ×Ø bÝ chaÒce gÖÓÙÔ× Óf ØhÖee hiØ× aÐigÒedº ÌheÖefÓÖe¸ Øhe ÒÙÑbeÖ Óf
accideÒØaÐ ØÖack× iÒ Øhe ×aÑÔÐe iÒcÖea×e× iÒ cÓÖÖeÐaØiÓÒ ÛiØh Øhe ÒÙÑbeÖ Óf hiØ× iÒ Øhe
¾
ØÓÛeÖ× aÒd¸ cÓÒ×eÕÙeÒØÐݸ iÒcÖea×e× Øhe ÚaÐÙeº
¾
FÓÖ Øhe ¾¹hiØ ØÖack× iØ i× ÒÓØ Ô Ó××ibÐe ØÓ de¬Òe Øhe º ÁÒ Øhi× ca×e a ØÖack¹deÚiaØiÓÒ
´Ë µ ÔaÖaÑeØeÖ ha× b eeÒ iÒØÖÓ dÙced Ù×iÒg a× ÖefeÖeÒce Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ aÜi×
ÖecÓÒ×ØÖÙcØed bÝ Øhe aÖÖaÝ ´×ee ¬gº ½8µº ¾4 2 7 χ
6
5
4
3
2
1
0 0 20 40 60 80 100 120 140
Core distance [m]
¾
FigÙÖe ½7: CÓÖÖeÐaØiÓÒ b eØÛeeÒ Øhe Óf ¿¹hiØ ØÖack× aÒd Øhe cÓÖe di×ØaÒceº
Ó
Ìhe ØÖack× ÛiØh a deÚiaØiÓÒ ÐaÖgeÖ ØhaÒ ½¼ cÑ ´ 7:¾ µ aÖe ÖejecØed¸ Ûhich i× eÕÙiÚaÐeÒØ
´jÙ×Ø fÖÓÑ a geÓÑeØÖicaÐ Ô ÓiÒØ Óf ÚieÛ¸ ØakiÒg iÒØÓ accÓÙÒØ Øhe diÑeÒ×iÓÒ× Óf Øhe ÃAËCADE
deØecØÓÖ aÖÖaݵ ØÓ ÖejecØiÓÒ Óf haÖdÔaÖØicÐe× ÔÖÓ dÙced b eÐÓÛ ½¸¾ kÑ ab ÓÚe Øhe deØecØÓÖº
ÁØ i× eÚideÒØ ØhaØ Øhe×e ØÛÓ cÙØ× fÓÖ Øhe ØÛÓ ×aÑÔÐe× Óf ØÖack× ÛÓÖk iÒ a di«eÖeÒØÛaݺ Ìhe
¾
¬Ö×Ø ÓÒe¸ ÓÒ ¿¹hiØ ØÖack׸ eÐiÑiÒaØe× ÑaiÒÐÝ accideÒØaÐ ØÖack× ÛhiÐe Øhe ×ecÓÒd ´¾¹hiØ
ØÖack×µ ÖejecØ× aÐ×Ó a fÖacØiÓÒ Óf ×ÓfØ ÔaÖØicÐe׺
Figº ½9 ×hÓÛ× Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ beØÛeeÒ Øhe aÒgÐe iÒ ×Ôace © ´de¬Òed a× Øhe aÒgÐe
beØÛeeÒ Øhe ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ aÒd Øhe ÅÌD ØÖackµ aÒd Øhe di×ØaÒce Óf Øhe ÅÌD ØÖack
fÖÓÑ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖeº ÁØ i× eÚideÒØ ØhaØ fÓÖ a di×ØaÒce Ðe×× ØhaÒ 5¼ Ñ Øhe cÓÒØaÑiÒaØiÓÒ
Óf ÙÒÛaÒØed ÔaÖØicÐe× i× ×ØiÐÐ high aÒd ØhaØ Øhi× cÓÒØaÑiÒaØiÓÒ i× ÑÓÖe eÚideÒØ iÒ Øhe ¿¹hiØ
ØÖack׸ b ecaÙ×e fÓÖ ØheÑ ÒÓ kiÒd Óf aÐigÒÑeÒØ ÛiØh Øhe ×hÓÛeÖ i× ÖeÕÙiÖedº ÌheÖefÓÖe¸ a
di×ØaÒce cÙØ Óf 5¼ Ñ ha× b eeÒ cÓÒ×ideÖedº
6º½º¾ ËciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ ×eÐecØiÓÒ cÖiØeÖia
Ìhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ Óf ÃAËCADE ÔÐaÝ× aÒ iÑÔ ÓÖØaÒØ ÖÓÐe iÒ ÓÙÖ aÒaÐÝ×e׺ ÌheÖefÓÖe¸
Øhe eÚeÒØ ×eÐecØiÓÒ cÖiØeÖia haÚe ØÓ Øake iÒØÓ accÓÙÒØ aÐ×Ó Øhe Ô eÖfÓÖÑaÒce Óf Øhe aÖÖaݺ ¾5 hits module 1
shower direction dZ12
module 2 r1 = S r1
dZ23
module 3
r2
dZ12 S = r2 *
dZ12+ dZ23
FigÙÖe ½8: Ìhe ØÖack¹deÚiaØiÓÒ ´Ë µ i× de¬Òed a× Øhe di×ØaÒce iÒ Øhe deØecØÓÖ ÑÓ dÙÐe Óf Øhe
×ecÓÒd hiØ Óf Øhe ØÖack fÖÓÑ Øhe diÖecØiÓÒ iÒ Øhe ×Ôace ideÒØi¬ed bÝ Øhe ¬Ö×Ø hiØ aÒd Øhe
×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ¸ ÒÓÖÑaÐiÞed bÝ Øhe di×ØaÒce beØÛeeÒ Øhe ÑÓ dÙÐe׺
FÓÖ Øhi× Öea×ÓÒ ×ÓÑe cÙØ× haÚe b eeÒ cÓÒ×ideÖed ØÓ gÙaÖaÒØee a gÓ Ó d ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe
×hÓÛeÖ ÔaÖaÑeØeÖ׺
Ïe haÚe acceÔØed ÓÒÐÝ eÚeÒØ× ÛiØh Øhe cÓÖe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed iÒ a ¬dÙciaÐ aÖea Óf 9¼ Ñ
aÖÓÙÒd Øhe ceÒØeÖ Óf Øhe ÃAËCADE deØecØÓÖ aÖÖaݸ ÛiØh a ÖecÓÒ×ØÖÙcØed age iÒ Øhe ÖaÒge
¼:¾ ¤ ¾:½ aÒd ÛiØh a ÒÙÑbeÖ Óf ØÖiggeÖed ÔhÓØÓÑÙÐØiÔÐieÖ ØÙb e× Óf Øhe eÐecØÖÓÒ»gaÑÑa
deØecØÓÖ ´iÒÒeÖ · ÓÙØeÖ cÐÙ×ØeÖ×µ ÐaÖgeÖ ØhaÒ 9º ÅÓÖeÓÚeÖ¸ fÓÖ cÓÑÔaØibiÐiØÝ ÛiØh ÓÙÖ ÓØheÖ
aÒaÐÝ×i× ÛehaÚe acceÔØed ÓÒÐÝ eÚeÒØ× ÛiØh a ØÖÙÒcaØed ÒÙÑbeÖ Óf ÑÙÓÒ× ÖecÓÒ×ØÖÙcØed bÝ
¿:¾5 Ó
Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ ÐaÖgeÖ ØhaÒ ½¼ aÒd ÛiØh ÞeÒiØh aÒgÐe ×ÑaÐÐeÖ ØhaÒ 45 º
Ìhe eÐecØÖÓÒ ×iÞe di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ× ×ÙÖÚiÚiÒg Øhe×e cÙØ× i× ×hÓÛÒ iÒ ¬gº ¾¼º ÁØ
4:¿5 4
i× Ôeaked aØ ½¼ aÒd Øhe fÖacØiÓÒ Óf acceÔØed ×hÓÛeÖ× ÛiØh ×iÞe ÐÓÛeÖ ØhaÒ ½¼ i× beÐÓÛ
Øhe ½¼± ´cÙÖÚe iÒ Øhe ¬gÙÖeµº AÐÐ Øhe×e cÖiØeÖia gÙaÖaÒØee a gÓÓd ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe
×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ aÒd cÓÖe Ô Ó×iØiÓÒ bÝ Øhe aÖÖaÝ[¿7]º
6º¾ Ìhe geÓÑeØÖÝ check×
Ìhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD i× a cÖÙciaÐ ÔaÖaÑeØeÖ aÒd iØ deÔ eÒd× ÓÒ Øhe ÔÖeci×iÓÒ
Óf Øhe deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe ÖeaÐ Ô Ó×iØiÓÒ× Óf Øhe ÛiÖe× aÒd ×ØÖiÔ× iÒ Øhe ØÓÛeÖ׺ EÚeÒ
if Øhe a××eÑbÐÝ Óf Øhe ØÓÛeÖ× ha× b eeÒ dÓÒe caÖefÙÐÐݸ ×hifØ× Óf ÓÒe ÑÓ dÙÐe aÒd»ÓÖ ÓÒe
ÔÐaÒe Óf ÛiÖe× ÓÖ ×ØÖiÔ× ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ÓØheÖ iÒ Øhe ×aÑe ØÓÛeÖ aÖe Ô Ó××ibÐeº Ìhe×e
Ñi×aÐigÒÑeÒØ× caÙ×e a deØeÖiÓÖaØiÓÒ Óf Øhe deØecØÓÖ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒº ¾6 12 All tracks (degree)
Ψ 3-hit tracks 10 2-hit tracks
8
6
4
2
0 0 20 40 60 80 100 120 140
Core distance (m)
FigÙÖe ½9: AÚeÖage aÒgÐe beØÛeeÒ Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ aÒd Øhe ØÖack iÒ Øhe ÅÌD
ÚeÖ×Ù× Øhe di×ØaÒce Óf Øhe ÅÌD ØÖack fÖÓÑ Øhe cÓÖeº
ÌheÖefÓÖe¸ iØ Ûa× Òece××aÖÝ ØÓ de×igÒ ÑeØhÓ d× Óf checkiÒg Øhe acØÙaÐ geÓÑeØÖÝ Óf Øhe
ØÓÛeÖ× fÓÖ ØakiÒg iØ iÒØÓ accÓÙÒØ iÒ Øhe cÓÙÖ×e Óf Öe×ÓÐÙØiÓÒ caÐcÙÐaØiÓÒ׺
Ìhe Ô Ó×iØiÓÒ× Óf Øhe ×ØÖiÔ× aÒd ÛiÖe× haÚe b eeÒ Ñea×ÙÖed Ù×iÒg ÓÔØicaÐ aÒd ÑechaÒicaÐ
ÑeØhÓ d׸ ¬Ö×Ø ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe fÓÙÖ cÓÖÒeÖ× Óf Øhe ÑÓ dÙÐeº ÌheÒ Øhe Ô Ó×iØiÓÒ× Óf Øhe
ÑÓ dÙÐe× ÛeÖe Ñea×ÙÖed ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ÖefeÖeÒce ×Ý×ØeÑ Óf Øhe ØÙÒÒeÐ hÓÙ×iÒg Øhe
ÅÌDº Ìhi× ÖefeÖeÒce ×Ý×ØeÑ ha× iØ× ÓÖigiÒ iÒ Øhe ceÒØeÖ Óf Øhe ØÙÒÒeÐ ÛiØh Øhe ݹaÜi× aÐÓÒg
Øhe ÐÓÒg ×ide aÒd Øhe ܹaÜi× aÐÓÒg Øhe ×hÓÖØ ×ide Óf Øhe ØÙÒÒeк Ìhe Þ¹aÜi× i× ÓÖieÒØed
ØÓÛaÖd× Øhe ceiÐiÒg Óf Øhe ØÙÒÒeк Each Óf Øhe×e Ñea×ÙÖeÑeÒØ× ha× a ÔÖeci×iÓÒ Óf beØØeÖ
ØhaÒ ¾ ÑѸ ØheÖefÓÖe¸ Øhe ÔÖeci×iÓÒ Óf deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe ÛiÖe aÒd ×ØÖiÔ Ô Ó×iØiÓÒ× iÒ Øhe
ØÙÒÒeÐ ÖefeÖeÒce ×Ý×ØeÑ i× b eØØeÖ ØhaÒ ¾º8 ÑѺ
AÐÐ Øhe cÓ ÓÖdiÒaØe× Óf ÛiÖe× aÒd ×ØÖiÔ× aÖe ×ØÓÖed iÒ Øhe defaÙÐØ geÓÑeØÖÝ daØa ba×e
´DBµº A× Øhe diÖecØ Ñea×ÙÖeÑeÒØ caÒ be a«ecØed bÝ ×Ý×ØeÑaØic eÖÖÓÖ× iÒ Øhe Ô Ó×iØiÓÒiÒg
Óf Øhe Ù×ed ØÓ ÓÐ׸ Øhe geÓÑeØÖÝ ha× ØÓ be ÚeÖi¬ed ÛiØh iÒdeÔ eÒdeÒØ ØechÒiÕÙe׸ iÒÚÓÐÚiÒg
cÓ×Ñic ÑÙÓÒ׺
6º¾º½ ÁÒØeÖÒaÐ cÓheÖeÒce Óf each ÑÓ dÙÐe
ÁÒ Øhe ¬Ö×Ø ÔÐace Øhe iÒØeÖÒaÐ cÓheÖeÒce Óf each ÑÓ dÙÐe ha× b eeÒ checked Ù×iÒg Øhe diagÓÒaÐ
×ØÖiÔ׺ Ìhi× check ha× b eeÒ dÓÒe Ù×iÒg ÚeÖÝ cÐeaÖ eÚeÒØ cÓÒ¬gÙÖaØiÓÒ× iÒ Ûhich ÓÒÐÝ ¾7 12000 1
Events 0.9 10000 0.8
8000 0.7
0.6 fraction of events
6000 0.5
0.4 4000 0.3
0.2 2000 0.1
0 0 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.25 5.5 5.75 6 Log (Size)
10
FigÙÖe ¾¼: EÐecØÖÓÒ ×iÞe di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ× ×ÙÖÚiÚiÒg Øhe ×eÐecØiÓÒ cÖiØeÖia ´hi×¹
ØÓgÖaѵº Ìhe cÙÖÚe iÒ Øhe ÔÐÓØ ×hÓÛ× Øhe iÒØegÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe eÐecØÖÓÒ ×iÞe ´ÖighØ
×caÐeµº
ÓÒe ÛiÖe aÒd ÓÒe ×ØÖiÔ iÒ b ÓØh ×ØÖiÔ ÔÐaÒe× ´ÔeÖÔeÒdicÙÐaÖ aÒd diagÓÒaе haÚe beeÒ ¬Öedº
A××ÙÑiÒg ØhaØ Øhe X aÒd Y Ô Ó×iØiÓÒ× haÚe b eeÒ Ñea×ÙÖed cÓÖÖecØÐÝ ÓÒe caÒ ÑiÒiÑiÞe Øhe
di×ØaÒce Óf aÒÝ X; Y hiØ ØÓ iØ× cÐÓ×e×Ø diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ aÒd iÑÔÖÓÚeØhedefaÙÐØ geÓÑeØÖÝ DB
fÓÖ Øhe diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ׺ ÁÒ Øhi× ÛaÝ ÓÒe ha× Øhe Ô Ó××ibiÐiØÝØÓideÒØifÝ ´aÒd ØÓ eÐiÑiÒaØeµ b ÓØh
a ×Ý×ØeÑaØic Ó«×eØ Óf Øhe diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ ÔÐaÒe ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe X; Y hiØ× aÒd a ×Ý×ØeÑaØic
Ó
ÖÓØaØiÓÒ Óf Øhe diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ× ÔÐaÒe ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ iØ× ÒÓÑiÒaÐ ´6¼º¼ µÓÖieÒØaØiÓÒº
Figº ¾½ ×hÓÛ× caÐcÙÐaØed ÑeaÒ ÚaÐÙe× Óf di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf di×ØaÒce× beØÛeeÒ Øhe X; Y
cÖÓ××iÒg Ô ÓiÒØaÒd Øhe ÒeaÖe×Ø diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ fÓÖ ½¿ ØÓÛeÖ× b eiÒg iÒ ÓÔ eÖaØiÓÒ aØ Øhe ØiÑe
Óf ÛÖiØiÒg Øhi× ÑaÒÙ×cÖiÔغ ÎaÖiaØiÓÒ Óf Øhe ÓÚeÖaÐÐ diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ Ô Ó×iØiÓÒ aÐÐÓÛ× ØÓ ÓbØaiÒ
a ÒaÖÖÓÛ di×ØÖibÙØiÓÒ ceÒØeÖed ÒeaÖÐÝ aØ ÞeÖÓº Figº ¾½ ×hÓÛ׸ ØhaØ Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ× fÓÖ aÐÐ
ÑÓ dÙÐe× iÒ eachØÓÛeÖ aÖe ÒÓØ ÝeØ fÙÐÐÝ ceÒØeÖed aØ ÞeÖÓ bÙØ aÖe iÒ ×ÓÑe ca×e× Ó« bÝafeÛ
ÑiÐÐiÑeØeÖ׺ ÌheÖe ÖeÑaiÒ× ceÖØaiÒ ×ØaggeÖiÒg Óf Øhe di×ÔÐaceÑeÒظ Ûhichi×Ób×eÖÚed ØÓ b e
cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe ÓÖieÒØaØiÓÒ Óf Øhe diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ× iÒ Øhe ÑÓ dÙÐe× aÒd Ûhich ha× ØÓ be
fÙÖØheÖ iÒÚe×ØigaØedº
6º¾º¾ AÐigÒÑeÒØ check× ÛiØh cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe×: ½×Ø ÑeØhÓ d
Ìhe ¬Ö×Ø ÑeØhÓ d¸ cÓÑÑÓÒÐÝ Ù×ed fÓÖ ÚeÖi¬caØiÓÒ Óf Øhe geÓÑeØÖÝ Óf a ØÖackiÒg aÔÔaÖaØÙ׸
cÓÒ×i×Ø× iÒ Ù×iÒg Øhe Öe×idÙaÐ× Óf Øhe ¬Ø× Óf Øhe cÓ×Ñic ÑÙÓÒ ØÖack׺ Ìhe Öe×idÙaÐ iÒ ÓÒe
ÚieÛ ´ÛiÖe ÓÖ ×ØÖiÔµ i× de¬Òed a× Øhe di«eÖeÒce beØÛeeÒ Øhe hiØ Ô Ó×iØiÓÒ iÒ ØhaØ ÚieÛ aÒd
Øhe Ô Ó×iØiÓÒ aØ Ûhich Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ØÖack cÖÓ××e× Øhe ÑÓ dÙÐe iÒ Øhi× ÚieÛº ¾8 ] 10 mm
[ 8 6 module-1 module-2 module-3 4 2 0 -2 -4 mean displacemanet -6 -8 -10 0246810121416
tower number
FigÙÖe ¾½: CaÐcÙÐaØed ÑeaÒ ÚaÐÙe× Óf di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf di×ØaÒce× beØÛeeÒ X; Y cÖÓ××iÒg
ÔÓiÒØaÒdØhe ÒeaÖe×Ø diagÓÒaÐ ×ØÖiÔ fÓÖ ½¿ ØÓÛeÖ×
Ìhe ÊÅ Ë Óf Øhi× di×ØÖibÙØiÓÒ iÒ Øhe di«eÖeÒØ ÚieÛ× giÚe× Øhe ÙÒceÖØaiÒØÝ iÒ Øhe Ô Ó×iØiÓÒ
Óf Øhe deØecØÓÖ ÑÓ dÙÐe׺ ÅÓÖeÓÚeÖ¸ Øhe Öe×idÙaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ caÒ b e aÐ×Ó Ù×ed fÓÖ ¬Òe ØÙÒiÒg
Óf Øhe geÓÑeØÖÝ iØ×eÐf aÒd ØheÒ fÓÖ bÙiÐdiÒg aÒ iÑÔÖÓÚedgeÓÑeØÖÝ DBº Ìhi× i× aÒ iØeÖaØiÚe
ÔÖÓ cedÙÖe Ûhich¸ iÒ ×eÚeÖaÐ ×ØeÔ׸ aÐÐÓÛ× ØÓ cÓÖÖecØ Øhe Ô Ó×iØiÓÒ× Óf Øhe ÑÓ dÙÐe× bÝ bÖiÒgiÒg
Øhe Ô eak Ô Ó×iØiÓÒ Óf Øhe Öe×idÙaÐ× ØÓ ÞeÖÓº
Ìhe ÔÓØeÒØiaÐ Óf Øhi× ÑeØhÓ d caÒÒÓØ be fÙÐÐÝ ÙØiÐiÞed iÒ Øhe ×Ô eci¬c ca×e Óf Øhe ÃA˹
CADE ÑÙÓÒ ØÖackiÒg deØecØÓÖ b ecaÙ×e¸ aØ ÔÖe×eÒظ ØheÖe aÖe ÓÒÐÝ ¿ ÑÓ dÙÐe× fÓÖ Øhe de¹
ØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf a ØÖackº ÁÒ facظ iØ i× Ô Ó××ibÐe ØÓ ÖÙÒ iÒØÓ a ×Ý×ØeÑaØic ØiÐØ Óf a ØÓÛeÖº Áf¸ fÓÖ
eÜaÑÔÐe¸ Øhe cÓÖ Ö ecØ ØÖacki×ÚeÖØicaи bÙØ Øhe b ÓØØÓÑ ÑÓ dÙÐe ´¿Ödµ iÒ Øhe defaÙÐØ geÓÑeØÖÝ
DB i× ×hifØed ØÓ Øhe Öighظ ØheÒ ÓÒe gÓ e× iÒØÓ aÑbigÙiØݺ ÌÛÓ iÒdi×ØiÒgÙi×habÐe ×ÓÐÙØiÓÒ×
aÖe Ô Ó××ibÐe: eiØheÖ ØÓ ×hifØ Øhe ¿Öd ÑÓ dÙÐe ØÓ Øhe ÐefØ ´cÓÖÖecص ÓÖ ØÓ ×hifØ Øhe ¾Òd ÑÓ dÙÐe
ØÓ Øhe ÖighØ ´ÛÖÓÒgµº
ÀÓÛeÚeÖ¸ Øhi× ÑeØhÓ d caÒ be Ù×ed ØÓ ÖedÙce Øhe ×ÔÖead Óf Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe
Öe×idÙaÐ× aÒd ØÓ iÑÔÖÓÚeØheiÒØÖiÒ×ic aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ ÛiØhÓÙØ chaÒgiÒg Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed
diÖecØiÓÒ Óf Øhe ØÖack׺ ÁØ caÒ b e aÔÔÐied ØÓ ×hifØ ÓÒÐÝ ÓÒe ÑÓ dÙÐe¸ eºgº Øhe ÑiddÐe ÑÓ dÙÐe¸
iÒ each ØÓÛeÖ Ù×iÒg Øhe ØÓÔ aÒd Øhe b ÓØØÓÑ ØÓ ¬Ü Øhe ÔaÖØicÐe diÖecØiÓÒº Ìhe Ô Ó××ibÐe
×Ý×ØeÑaØic ØiÐØ Óf Øhe ØÓÛeÖ× ha× ØÓ be checked aÒd ´if Òece××aÖݵ eÐiÑiÒaØed ÛiØh ÓØheÖ
ØechÒiÕÙe׺ ËÙch a ØechÒiÕÙe cÓÙÐd cÓÒ×i×Ø iÒ ¬ÒdiÒg fÓÖ aÐÐ ØÓÛeÖ× a ÑÓ×Ø ideÒØicaÐ aÒgÙÐaÖ ¾9 200 175 150 125 100 75 50 25 0 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Residuals(x) (cm)
120
100
80
60
40
20
0 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Residuals(y) (cm)
FigÙÖe ¾¾: Ìhe Öe×idÙaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× fÓÖ Øhe ÑiddÐe ÑÓ dÙÐe ´¾Òdµ iÒ Øhe ØÛÓ ÚieÛ׸ aÔÔÐݹ
iÒg Øhe ÑeØhÓ d iÒ 6º¾º¾º Ìhe ØÓÔ ÔaÒeÐ ×hÓÛ× Øhe X ¹ÚieÛ ÛhiÐe Øhe b ÓØØÓÑ ÔaÒeÐ ×hÓÛ×
Øhe Y ¹ÚieÛº
di×ØÖibÙØiÓÒ iÒ ÞeÒiØh aÒd aÞiÑÙØh aÒgÐe× fÓÖ cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe× Ô eÒeØÖaØiÒg Øhe ØÓÛeÖ׺
AÒÓØheÖ ØechÒiÕÙe cÓÙÐd eÑÔÐÓÝ a ÛeÐÐ aÐigÒed ÔÐa×Øic ×ciÒØiÐÐaØÓÖ ØeÐe×cÓÔ e ÛiØh ¬Üed
ÓÖieÒØaØiÓÒ iÒ×ide Øhe ØÓÛeÖ cÓÒ¬ÒiÒg ØÖack× ØÓ a ÛeÐÐ de¬Òed aÒgÙÐaÖ ÖaÒge aÒd ceÒØÖÓid
aÒgÐeº ËÓ faÖ¸ Øhe ØechÒiÕÙe de×cÖib ed iÒ ×ecØiÓÒ 6º¾º¿ Ûa× eÑÔÐÓÝedº
Figº ¾¾ giÚe× aÒ eÜaÑÔÐe Óf aÔÔÐicaØiÓÒ Óf Øhe ÔÖÓ cedÙÖe de×cÖib ed iÒ ×ecØiÓÒ 6º¾º¾º FÓÖ
Øhe aÒaÐÝ×i× Øhe daØa ØakeÒ ÛiØh eighØ ØÓÛeÖ× aÚaiÐabÐe aØ ØhaØ ØiÑe Óf deØecØÓÖ bÙiÐd¹ÙÔ
haÚe beeÒ Ù×edº Ìhe Öe×idÙaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× ÓbØaiÒed fÓÖ Øhe ÑiddÐe ÑÓ dÙÐe Óf aÐÐ ØhÓ×e
ØÓÛeÖ× ØÓgeØheÖ iÒ Øhe ØÛÓ ÚieÛ× aÖe ×hÓÛÒº Ìhe ÊÅ Ë Óf Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ× ÖeÔÖe×eÒØ× a
ÚaÐÙe Óf Øhe ÙÒceÖØaiÒØÝ iÒ Øhe geÓÑeØÖÝ Óf Øhe ØÓÛeÖ× deØeÖÑiÒed bÝ daØa aÒaÐÝ×i׺ ¿¼
6º¾º¿ Check× ÛiØh cÓ×Ñic ÖaÝ ÔaÖØicÐe× aÒd ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ: ¾Òd ÑeØhÓ d
A ÑÓ di¬caØiÓÒ Óf Øhe ÔÖeÚiÓÙ× ÑeØhÓ d¸ ØhaØ caÒ be adÓÔØed iÒ Øhe ca×e Óf ÃAËCADE¸
cÓÒ×i×Ø× iÒ Ù×iÒg Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ×hÓÛeÖ fÖÓÑ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaݺ ÁÒ
Øhi× ca×e ÓÒÐÝ ÓÒe ÑÓ dÙÐe i× Òeeded ´Øhe ÑiddÐe ÓÒeµ fÓÖ ØÖack ideÒØi¬caØiÓÒ ´b ecaÙ×e
Øhe diÖecØiÓÒ i× ¬Üed bÝ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi×µº ÆeÜظ Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf Øhe Öe×idÙaÐ× iÒ Øhe
di«eÖeÒØ ÚieÛ× Óf Øhe ØÓÔ aÒd b ÓØØÓÑ ÑÓ dÙÐe× aÖe aÒaÐÝÞedº
ÁÒ cÓÑÔaÖi×ÓÒ ÛiØh Øhe ¬Ö×Ø ÑeØhÓ d ´×ecØiÓÒ 6º¾º¾µ Øhi× ÓÒe caÒ be Ù×ed ØÓ check¸
ÛheØheÖ a ×Ý×ØeÑaØic iÒcÐiÒaØiÓÒ Óf Øhe ØÓÛeÖ× i× ÔÖe×eÒظ ØheÖefÓÖe¸ iØ aÐÐÓÛ× ØÓ check
Øhe accÙÖacÝ Óf Øhe fÙÐÐ ØÖackiÒg deØecØÓÖ iÒ ÔÓiÒØiÒg Øhe ×kݺ AÔÔÐicaØiÓÒ Óf Øhi× ÑeØhÓ d
ÖeÕÙiÖe× ØakiÒg iÒØÓ accÓÙÒØÔhÝ×ic× Óf Øhe eÜØeÒ×iÚe aiÖ ×hÓÛeÖ׺ ÁÒ high eÒeÖgÝ iÒØeÖacØiÓÒ×
aØ Øhe ØÓÔ Óf Øhe aØÑÓ×ÔheÖe Øhe ×ecÓÒdaÖÝ ÔaÖØicÐe× aÖe ÔÖÓ dÙced ÛiØh a ceÖØaiÒ ØÖaÒ×ÚeÖ×e
ÑÓÑeÒØÙÑ ´È µº ÌheÖefÓÖe¸ diÖecØiÓÒ× Óf ÑÙÓÒ׸ cÖeaØed iÒ Øhe iÒ¹ighØdecaÝ Óf ×ecÓÒdaÖÝ
Ø
ÔiÓÒ× aÒd kaÓÒ׸ eÜhibiØ aÒgÐe× ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ aÜi׺ Ìhi× aÒgÐe
caÒ b e Ù×ed ØÓ ÖecÓÒ×ØÖÙcØ Øhe ÅÈÀ [4]º ÈÓ××ibÐݸ ÓÒe caÒ aÐ×Ó iÒÚe×ØigaØe ÑÓ deÐ ÔÖedicØiÓÒ×
cÓÒceÖÒiÒg Øhe ØÖaÒ×ÚeÖ×e ÑÓÑeÒØÙÑ di×ØÖibÙØiÓÒ iÒ ÚeÖÝ high eÒeÖgÝ iÒØeÖacØiÓÒ׺
AØ Øhe ×aÑe ØiÑe È acØiÒg iÒ eÚeÖÝ hadÖÓÒic iÒØeÖacØiÓÒ aÐÓÒg Øhe ×hÓÛeÖ ca×cade¸
Ø
iÒØÖÓ dÙce× a ×Ý×ØeÑaØic ÑÓ di¬caØiÓÒ Óf Øhe ÞeÒiØh¹aÞiÑÙØh di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ di¹
ÖecØiÓÒ׸ ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ׺ Ìhi× i× a ×ÝÑÑeØÖic e«ecØ iÒ Øhe ×hÓÛeÖ
ÖefeÖeÒce ×Ý×ØeѺ ÌÓ cÓÒ×eÖÚe Øhe ciÖcÙÐaÖ ×ÝÑÑeØÖÝ iÒ aÔÔÐicaØiÓÒ Óf Øhi× ×ecÓÒd ÑeØhÓ d¸
ÓÒÐÝ ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ×hÓÛeÖ× iÒ a ciÖcÙÐaÖ aÖea aÖÓÙÒd each ØÓÛeÖ ×hÓÙÐd be chÓ×eÒº ÅÓÖe¹
ÓÚeÖ¸ Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe Ô Ó×iØiÓÒ× iÒ Øhi× ÖiÒg aÖea ×hÓÙÐd b e ÙÒifÓÖѺ
Ìhe adÚaÒØage Óf Øhi× ØechÒiÕÙe ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ¬Ö×Ø ÑeØhÓ d i׸ ØhaØ iØ aÐÐÓÛ× ØÓ
eÐiÑiÒaØe Øhe aÑbigÙiØÝ ÑeÒØiÓÒed ab ÓÚe ´×ee ×ecØiÓÒ 6º¾º¾µº ÅÓÖeÓÚeÖ¸ iØ aÐÐÓÛ× ØÓ check
Øhe aÐigÒÑeÒØ Óf Øhe ØÓÛeÖ× ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaݺ
Ìhe di×adÚaÒØage i× Øhaظ b ecaÙ×e Óf Øhe geÓÑeØÖÝ Óf Øhe ÃAËCADE ×eØÙÔ¸ fÓÖ Øhi×
aÒaÐÝ×i× iØ i× ÒÓØ Ô Ó××ibÐe ØÓ Ù×e Øhe cÓÖe di×ØaÒce cÙØ ´>5¼ ѵ aÒd ×ØiÐÐ haÚe Øhe ÙÒifÓÖÑ
di×ØÖibÙØiÓÒ Óf ×hÓÛeÖ cÓÖe Ô Ó×iØiÓÒ× iÒ Øhe ÖiÒg aÖea aÖÓÙÒd ÅÌDº ÌheÖefÓÖe¸ Øhe ÓbØaiÒed
di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe Öe×idÙaÐ× caÒ be ÚeÖÝ Ûideº
AÒÓØheÖ ×ÓÙÖce Óf ÙÒceÖØaiÒØÝ i× Øhe accÙÖacÝ iÒ Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ diÖec¹
ØiÓÒ fÖÓÑ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaݺ ËÝ×ØeÑaØic eÖÖÓÖ׸ deÔ eÒdeÒØ ÓÒ Øhe Ô Ó×iØiÓÒ Óf Øhe cÓÖe
Óf Øhe ×hÓÛeÖ iÒ×ide Øhe aÖÖaݸ caÒ ×iÑÙÐaØe Ñi×aÐigÒÑeÒØbeØÛeeÒ Øhe ØÛÓ deØecØÓÖ׺
Figº ¾¿ ×hÓÛ× aÒ eÜaÑÔÐe Óf aÔÔÐicaØiÓÒ Óf Øhe ÑeØhÓ dº Ìhe di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf Øhe
Öe×idÙaÐ× iÒ Øhe ØÛÓ ÚieÛ× fÓÖ Øhe ØÓÔ aÒd b ÓØØÓÑ ÑÓ dÙÐe× ÓbØaiÒed fÓÖ a gÖÓÙÔ Óf 8 ØÓÛeÖ×
aÖe ×hÓÛÒº ¿½ 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 -10 -5 0 5 10 -10 -5 0 5 10 Resid(x) 1st MD (cm) Resid(y) 1st MD (cm) 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 -10 -5 0 5 10 -10 -5 0 5 10
Resid(x) 3rd MD (cm) Resid(y) 3rd MD (cm)
FigÙÖe ¾¿: Ìhe Öe×idÙaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× fÓÖ Øhe ØÓÔ ÑÓ dÙÐe ´½×ص ´ÙÔÔ eÖ ÔaÒeÐ×µ aÒd fÓÖ Øhe
bÓØØÓÑ ÑÓ dÙÐe ´¿Ödµ ´ÐÓÛeÖ ÔaÒeÐ×µ iÒ Øhe ØÛÓ ÚieÛ׸ aÔÔÐÝiÒg Øhe ÑeØhÓ d de×cÖib ed iÒ
6º¾º¿º
FÖÓÑ ×Ùch di×ØÖibÙØiÓÒ× a ØiÐØ aÒgÐe Óf Øhe ÅÌD ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ
Ó Ó
caÒ be dedÙcedº AØ Øhe eÜaÑÔÐe ×hÓÛÒ iØ aÑÓÙÒØ× ØÓ ¼:¿ iÒ Øhe Y ÚieÛ aÒd < ¼:½ iÒ
Øhe X ÚieÛº Ìhe Ñi×aÐigÒÑeÒØiÒØhe Y ÚieÛ i× ØÓ Ó ÐaÖge ØÓ b e cÓÑÔaØibÐe ÛiØh Øhe diÖecØ
Ó
Ñea×ÙÖeÑeÒØ Óf Øhe ÑÓ dÙÐe Ô Ó×iØiÓÒ× dÓÒe Ù×iÒg ÑechaÒicaÐ ØÓ ÓÐ× ´ ¿Ñѵ ¼:½ µÛhiÐe
Ó
Øhe Ñi×aÐigÒÑeÒØiÒØhe X ÚieÛ i× ÛiØhiÒ Øhe eÖÖÓÖ× Óf Øhe Ñea×ÙÖeÑeÒغ ÌheÒ¸ Øhe×e ¼:¿
ÑighØ be a Öe×ÙÐØ Óf a ×Ý×ØeÑaØic ØiÐØ a× di×cÙ××ed iÒ 6º¾º½º Ìhi× eÜaÑÔÐe ×hÓÛ× hÓÛ Øhe
de×cÖib ed ÑeØhÓ d caÒ be Ù×ed ØÓ ×Ùb×eÕÙeÒØ ÑÙØÙaÐ ØÙÒiÒg Óf b ÓØh deØecØÓÖ ×Ý×ØeÑ× iÒ
Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒغ
6º¿ AÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ
Ìhe iÒÚe×ØigaØiÓÒ Óf Øhe ÚaÖiÓÙ× a×Ô ecØ× Óf aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD i× di×cÙ××ed iÒ
Øhe fÓÐÐÓÛiÒg chaÔØeÖ׺ ËeÚeÖaÐ ÑeØhÓ d× Óf iØ× e×ØiÑaØiÓÒ aÖe ÔÖe×eÒØedº ¿¾
6º¿º½ ÁÒØÖiÒ×ic aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ
Ìhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ ha× a geÓÑeØÖicaÐ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Ûhich i× ÑaiÒÐÝ de¬Òed bÝ Øhe diÑeÒ¹
×iÓÒ× Óf Øhe ×ØÖeaÑeÖ ØÙb e ×ØÖiÔ× ´¾¼ Ñѵ aÒd Øhe ×eÔaÖaØiÓÒ Óf Øhe ÑÓ dÙÐe× iÒ Øhe ØÓÛeÖ×
´½64¼ Ñѵº Ìhi× Öe×ÓÐÙØiÓÒ i× kÒÓÛÒ ÛiØh ceÖØaiÒ eÖÖÓÖ׸ dÙe ØÓ ¬ÒiØe accÙÖacÝ Óf Øhe
geÓÑeØÖÝ deØeÖÑiÒaØiÓÒ ´ ×ee 6º¾ µº FÙÐÐ iÒØÖiÒ×ic Öe×ÓÐÙØiÓÒ¸ Ûhich caÒ be achieÚed bÝ
ÅÌD iÒ deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ diÖecØiÓÒ׸ ha× ØÓ ØakeiÒØÓ accÓÙÒØ aÐ×Ó ÓØheÖ facØÓÖ׺
Ba×ed ÓÒ deØaiÐed ÅC caÐcÙÐaØiÓÒ× aÒ e×ØiÑaØiÓÒ Óf Øhe fÙÐÐ Öe×ÓÐÙØiÓÒ aÒd iØ× deÔ eÒ¹
deÒce ÓÒ Øhe ÞeÒiØh aÒgÐe ha× b eeÒ ÓbØaiÒed Ù×iÒg a ×iÑÙÐaØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD [¿6]¸ ØhaØ
Øake× iÒØÓ accÓÙÒØ iØ× geÓÑeØÖÝ aÒd ÔhÝ×icaÐ ÔÖÓ ce××e× cÓÒÒecØed ÛiØh Øhe iÒØeÖacØiÓÒ× Óf
Øhe ÔaÖØicÐe× iÒ di«eÖeÒØ ÑaØeÖiaÐ× ØhaØ bÙiÐd ÙÔ Øhe deØecØÓÖ iÒcÐÙdiÒg Øhe ØÙÒÒeÐ ×hieÐdiÒgº
Figº ¾4 ×hÓÛ× Øhe aÒgÐe beØÛeeÒ Øhe ØÖÙe ÑÙÓÒ diÖecØiÓÒ aÒd Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ÓÒe aÒd
iØ× deÔ eÒdeÒce ÓÒ Øhe ÞeÒiØh aÒgÐe¸ ÓbØaiÒed ÛiØh CÊEË ´CÓ×Ñic ÊaÝ EÚeÒØ ËiÑÙÐaØiÓÒµ
ÅÓÒØe CaÖÐÓ ÔÖÓgÖaѺ CÊEË i× a GEAÆÌ¿ ba×ed cÓ deº
60
50
Entries 68% at 0.56 40
30
20
10
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 [degree]
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
mean angle [degree] 0.2
0.1
0 0 5 10 15 20 25 30 35
theta [degree]
FigÙÖe ¾4: ÁÒØÖiÒ×ic aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ¸ ÓbØaiÒed ÛiØh a deØaiÐed
×iÑÙÐaØiÓÒ ´ØÓÔµ¸ aÒd iØ× deÔ eÒdeÒce ÓÒ Øhe ÞeÒiØh aÒgÐe ´b ÓØØÓѵº
Ìhe ×aÑÔÐe Óf ÑÙÓÒ× Ù×ed a× iÒÔÙØ ÔaÖØicÐe× fÓÖ Øhe cÓ de ha× b eeÒ chÓ×eÒ iÒ ×ÙchaÛaݸ
ØhaØ iØ ÖeÔÖÓ dÙce× Øhe ÞeÒiØh aÒd Øhe aÞiÑÙØh di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf Øhe ×hÓÛeÖ× ÖecÓÒ×ØÖÙcØed
bÝ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ ÛiØh a ÖeaÐi×Øic eÒeÖgÝ ×Ô ecØÖÙÑ [¿5]º ¿¿
ÅÓÖeÓÚeÖ¸ ØÓ ×iÑÙÐaØe Øhe ÙÒceÖØaiÒØÝ iÒ Øhe geÓÑeØÖÝ Óf Øhe deØecØÓÖ¸ ØÛÓ di«eÖeÒØ
geÓÑeØÖÝ DB aÖe Ù×ed¸ ÓÒe fÓÖ Øhe ×iÑÙÐaØiÓÒ Óf Øhe eÚeÒØ× aÒd aÒÓØheÖ fÓÖ Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙc¹
ØiÓÒ Óf Øhe ØÖack׺ Ìhe ×ecÓÒd geÓÑeØÖÝ DB ha× beeÒ ÓbØaiÒed ×ØaÖØiÒg fÖÓÑ Øhe ¬Ö×Ø ÓÒe
aÒd ×ÑeaÖiÒg Øhe Ô Ó×iØiÓÒ× Óf each ÑÓ dÙÐe ÖaÒdÓÑÐÝ ÛiØh a ×igÑa Óf ¿ ÑѺ
Ìhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ ÓbØaiÒed a× Øhe 68± Óf Øhe di×ØÖibÙØiÓÒ
Ó
Óf Øhe aÒgÐe beØÛeeÒ Øhe ÖeaÐ ÑÙÓÒ diÖecØiÓÒ aÒd Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØed ÓÒe i× ¼:56 ´ ×ee
¬gº¾4 ØÓÔ ÔaÒeÐ µº Ìhi× ÚaÐÙe caÒ be a××ÙÑed a× Øhe iÒØÖiÒ×ic aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe
deØecØÓÖ iÒ ØÖackiÒg chaÖged ÔaÖØicÐe׺ FÓÖ Øhi× ÚaÐÙe¸ ÓÒÐÝ ØÖack× ÛiØh ÓÒe ÛiÖe ÔaiÖ aÒd
ÓÒe Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ×ØÖiÔ gÖÓÙÔ aÒd cÐÙ×ØeÖ ×iÞe eÕÙaÐ ØÓ ÓÒe haÚe beeÒ cÓÒ×ideÖedº
¼
ÁÒ ideaÐ ca×e¸ a××ÙÑiÒg ØhaØ Øhe geÓÑeØÖÝ i× eÜacØÐÝ kÒÓÛÒ¸ Øhi× ÚaÐÙe eÕÙaÐ× ØÓ ¼:4½ º
Ìhe aÚeÖage ÚaÐÙe Óf Øhi× aÒgÐe i× deÔ eÒdeÒØ ÓÒ Øhe ÞeÒiØh aÒgÐe Óf Øhe ØÖack× ´¬gº
¾4 b ÓØØÓÑ ÔaÒeе¸ b ecaÙ×e Øhe e«ecØiÚe diÑeÒ×iÓÒ× fÓÖ ÛiÖe ceÐÐ aÒd ×ØÖiÔ¸ a× ×eeÒ bÝ Øhe
ØÖack׸ decÖea×e ÛiØh Øhe iÒcÖea×e Óf Øhe ÞeÒiØh aÒgÐe aÒd¸ aØ Øhe ×aÑe ØiÑe¸ Øhe di×ØaÒce Óf
ighØ beØÛeeÒ ØÛÓ ÑÓ dÙÐe× iÒ Øhe deØecØÓÖ iÒcÖea×e× ÛiØh Øhe ÞeÒiØh aÒgÐeº CÓÑÔaÖed ØÓ
Øhe iÒØÖiÒ×ic aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ¸ Ûhich ÓÒe ha× ØÓ a××ÙÑe fÓÖ Øhe ÖeaÐ deØecØÓÖ¸ iØ i× aÐ×Ó ØÓ
b e ÖeÑeÑb eÖed ØhaØ Øhe ÅC caÐcÙÐaØiÓÒ׸ Ûhich cÓÒ×ideÖ biggeÖ cÐÙ×ØeÖ× ×iÞe aÒd cÖÓ××ØaÐk
iÒ Øhe eÐecØÖÓÒic׸ ÑaÝ ÛÓÖ×eÒ Øhe ÕÙÓØed ¬gÙÖe׺
6º¿º¾ ÌÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒ Ô ÓiÒØiÒg Øhe ×kÝ: ØÛÓ ÑÙÓÒ×
A cÓÑÑÓÒÐÝ Ù×ed ÑeØhÓ d ØÓ deØeÖÑiÒe Øhe ØÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒ Øhe ÔÓiÒØiÒg Óf a
ÅÌD cÓÒ×i×Ø× iÒ Ñea×ÙÖiÒg Øhe aÒgÐe beØÛeeÒ ØÛÓ ØÖack׺ Ìhi× aÔÔÖÓach i× ba×ed ÓÒ Øhe
idea ØhaØ ÓÒ aÚeÖage Øhe high eÒeÖgÝ ÑÙÓÒ× iÒ a ×hÓÛeÖ caÒ be a××ÙÑed ØÓ be ÒeaÖÐÝ
ÔaÖaÐÐeк Ìhi× a××ÙÑÔØiÓÒ i× ÒÓØ fÙÐÐÝ ÚaÐid b ecaÙ×e ÑÙÓÒ× iÒ a ÔaiÖ ÑaÝ ÓÖigiÒaØe fÖÓÑ
di«eÖeÒØ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ× aÒd Ñaݸ ØheÖefÓÖe¸ ÒÓØ be ÕÙiØe ÔaÖaÐÐeк FÙÖØheÖÑÓÖe ÑÓ×Ø
ÑÙÓÒ× iÒ ÓÙÖ daØa ×aÑÔÐe haÚe eÒeÖgie× ÒeaÖ ØÓ Øhe deØecØÓÖ ØhÖe×hÓÐd ´aÖÓÙÒd ½ Geεº
ÆeÚeÖØheÐe×׸ Øhi× hÝÔ ÓØhe×i× aÐÐÓÛ× ØÓ iÒÚe×ØigaØe Øhe iÒÙeÒce Óf ÚaÖiÓÙ× ÔaÖaÑeØeÖ× Ûhich
eÒØeÖ iÒØÓ Øhe aÒaÐÝ×i× ÓÒ Øhe ÕÙaÐiØÝ Óf Øhi× aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒº
ÁÒ ÓÙÖ ca×e Øhi× ØechÒiÕÙe aÐÐÓÛ× ØÓ Øe×Ø Øhe ÓÖieÒØaØiÓÒ Óf iÒdiÚidÙaÐ ØÓÛeÖ× ÛiØh Öe×Ô ecØ
ØÓ Øhe ÓØheÖ× aÒd iØ i× ÒÓØ iÒÙeÒced bÝ eÚeÒØÙaÐ ×Ý×ØeÑaØic eÖÖÓÖ× ÓÖ a×ÝÑÑeØÖie× iÒ Øhe
ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ iÒØÖÓ dÙced fÖÓÑ Øhe aÖÖaݺ Ìhe dÖaÛback i× ØhaØ a ÐaÖge ×ØaØi×ØicaÐ ×aÑÔÐe
i× Òeeded aÒd ØhaØ Øhe ÑeØhÓ d caÒÒÓØ b e Ù×ed ØÓ cÓÖÖecØ Øhe ØÓÛeÖ× aÐigÒÑeÒØ bÙØ ÓÒÐÝ ØÓ
ÚeÖifÝ iغ ÁÒ facظ iØ i× ÒÓØ Ô Ó××ibÐe ØÓ ideÒØifÝ Ûhich Óf Øhe ØÛÓ ØÓÛeÖ× i× ÛÖÓÒgÐÝ aÐigÒed
aÒd ÓÒe caÒ ÓÒÐÝ aÐigÒ aÐÐ Øhe ØÓÛeÖ× ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ ÓÒe Óf ØheѺ
ÌÓ iÐÐÙ×ØÖaØe Øhe Ô ÓØeÒØiaÐ Óf Øhi× ÑeØhÓ d a Öe×ÙÐØ fÖÓÑ Øhe aÒaÐÝ×i× Óf a ×aÑÔÐe Óf daØa
ØakeÒ ÛiØh ÒÓØ fÙÐÐÝ ØÙÒed ØÖackiÒg deØecØÓÖ× ´9ØÓÛeÖ× µi××hÓÛÒ iÒ ¬gº ¾5º ÁÒ Øhe ØÖack ¿4 600
N. of Events 400
200
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Ψ Angle (Degree)
FigÙÖe ¾5: AÒgÐe ´©µ beØÛeeÒ ØÛÓ ØÖack× iÒ Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖº ÇÒe Óf Øhe ØÖack× ha×
ØÓ b e iÒ Øhe ØÓÛeÖ 9º
aÒaÐÝ×i× ×ÓfØÛaÖe ÖÓÙØiÒe× ÓÒe di×ØiÒgÙi×he× beØÛeeÒ ØÖack× Ûhich aÖe deÖiÚed fÖÓÑ hiØ×
´hiØ× aÖe iÒdiÚidÙaÐ ÛiÖe¹×ØÖiÔ cÖÓ××iÒg×µ iÒ aÒÝ ¾ ÑÓ dÙÐe×: ¾¹hiØ ØÖack× aÒd ØÖack׸ Ûhich
aÖe deÖiÚed fÖÓÑ hiØ× iÒ ¿ di«eÖeÒØ ÑÓ dÙÐe×: ¿¹hiØ ØÖack׺ Ìhe cÙØ Ù×ed fÓÖ Øhi× aÒaÐÝ×i×
×eÐecØ× eÚeÒØ× iÒ Ûhich ØheÖe aÖe ÓÒÐÝ ØÛÓ ¿¹hiØ ØÖack× iÒ Øhe fÙÐÐ deØecØÓÖ ÛiØh ÒÓ ÑÓÖe
ØhaÒ ÓÒe ØÖack iÒ each ØÓÛeÖº ÆÓ Öe×ØÖicØiÓÒ ÓÒ Øhe cÐÙ×ØeÖ ×iÞe Óf Øhe hiØ× Ûa× Ù×edº
ÁÒ ¬gº ¾5 Øhe aÒgÐe iÒ ×Ôace ´©µ beØÛeeÒ Øhe diÖecØiÓÒ Óf ØÛÓ ØÖack× iÒ ÓÙÖ ØÖackiÒg
deØecØÓÖ i× ÔÐÓØØedº ÇÒe Óf Øhe ØÖack× Ûa× ÖeÕÙiÖed ØÓ be iÒ ØÓÛeÖ 9º ÁÒ Øhi× ÛaÝ ØÓÛeÖ
9 ´ceÒØeÖ Óf Øhe ØÙÒÒeе ha× b eeÒ Ù×ed a× Øhe ÖefeÖeÒce ØÓÛeÖ aÒd Øhe aÐigÒÑeÒØ Óf aÐÐ
Øhe ÓØheÖ ØÓÛeÖ× ha× beeÒ checked ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ iغ Ìhe ØÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe
Ô
Ó
deØecØÓÖ de¬Òed a× Øhe aÒgÐe cÓÒØaiÒiÒg Øhe 68± Óf Øhe eÚeÒØ× diÚided bÝ Øhe ¾i×¼:89 º
Ìhi× ÓbØaiÒed aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ i× Øhe cÓÑbiÒaØiÓÒ Óf Øhe iÒØÖiÒ×ic Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf ÅÌD
aÒd Óf Øhe e«ecØ× Óf ÑÙÐØiÔÐe ×caØØeÖiÒg Óf Øhe ÑÙÓÒ× iÒ Øhe aØÑÓ×ÔheÖe¸ a× ÛeÐÐ a× Ô Ó××ibÐe
e«ecØ× Óf di«eÖeÒce× iÒ Øhe ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ׺
6º¿º¿ ÌÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒ Ô ÓiÒØiÒg Øhe ×kÝ: Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe
ÁÒ a cÝÐiÒdÖicaÐÐÝ ×ÝÑÑeØÖic ÔÖÓbÐeѸ Ûhich Ûe ÑeeØ iÒ Øhe ca×e Óf a high eÒeÖgÝ aiÖ
×hÓÛeÖ accÓÑÔaÒied bÝ ×ecÓÒdaÖÝ ÔaÖØicÐe׸ iØ i× ÒaØÙÖaÐ ØÓ cÓÒ×ideÖ Øhe ÖadiaÐ aÒd ØaÒ¹
geÒØiaÐ aÒgÐe׺ ÁÒ ÔaÖØicÙÐaÖ Ù×iÒg Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe ´ µ caÒ be aÒÓØheÖ ÑeØhÓ d fÓÖ Øhe
deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf a ØÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ iÒ cÓ×Ñic ÖaÝ aÔÔÐica¹
ØiÓÒ׺
Ìhi× ÚaÖiabÐe i× de¬Òed iÒ [¿4] a× Øhe aÒgÐe b eØÛeeÒ Øhe ÑÙÓÒ ØÖack aÒd Øhe ÔÖÓ jecØiÓÒ
Óf Øhe ÑÙÓÒ ØÖack ÓÒ Øhe ÖadiaÐ ÔÐaÒeº Ìhi× ÔÐaÒe i× ×ÙbØeÒØed bÝ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× aÒd ¿5 particle track
tangential angle
radial angle
tangential plane
detector
radial plane
shower axis
FigÙÖe ¾6: De¬ÒiØiÓÒ Óf ÖadiaÐ aÒd ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe× beØÛeeÒ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× aÒd Øhe
Ñea×ÙÖed ØÖack Óf a ÔaÖØicÐeº
Øhe ÐiÒe cÓÒÒecØiÒg Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe aÒd Øhe hiØ Ô Ó×iØiÓÒ ÛheÖe Øhe ÑÙÓÒ cÖÓ××e× Øhe aÖÖaÝ
deØecØiÓÒ ÔÐaÒe ´ ×ee ¬gº ¾6 µº
Ìhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe iÒØÖÓ dÙce× ×ÓÑe iÒØeÖe×ØiÒg adÚaÒØage׺ ÁØ i× ×ÝÑÑeØÖic aÖÓÙÒd
ÞeÖÓ ´if ÒÓ ×Ý×ØeÑaØic e«ecØ× aÖe ÔÖe×eÒØ iÒ Øhe ÅÌD ÓÖ Øhe aÖÖaݵº ÁÒ facظ Øhe ×ÔÖead Óf
Øhi× di×ØÖibÙØiÓÒ deÔ eÒd× ÓÒ Øhe ÑÙÐØiÔÐe ×caØØeÖiÒg Óf Øhe ÑÙÓÒ× aÒd ÓÒ Øhe Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf
Øhe ØÛÓ deØecØÓÖ׸ a× ÛeÐÐ a× ÓÒ Øhe ØÖaÒ×ÚeÖ×aÐ di×ÔÐaceÑeÒØ Óf Øhe ÑÙÓÒ ÓÖigiÒ ´aÐÐ aÖe
×ÝÑÑeØÖicaÐ ÔÖÓ ce××e×µº ÀÓÛeÚeÖ¸ each ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe ÚaÐÙe fÓÖ eachÑÙÓÒ iÒ a ×hÓÛeÖ i×
a fÙÒcØiÓÒ Óf Øhe ÖeÐaØiÚe Ô Ó×iØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe aÒd ÑÙÓÒº ÌheÖefÓÖe¸ aÒÝ ×hifØ Óf iØ×
di×ØÖibÙØiÓÒ fÖÓÑ ÞeÖÓ¸ deÔ eÒdiÒg ÓÒ Øhe ÖeÐaØiÚe Ô Ó×iØiÓÒ¸ i× aÒ iÒdicaØiÓÒ Óf ×ÓÑe kiÒd Óf
×Ý×ØeÑaØic e«ecØ iÒ Øhe aÖÖaÝ»ØÖackiÒg deØecØÓÖ ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ aÒd caÒ b e Ù×ed fÓÖ ÑÙØÙaÐ
ØÙÒiÒg Óf b ÓØh deØecØÓÖ׺
6º¿º¿º½º CÓÖÖeÐaØiÓÒ beØÛeeÒ Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe aÒd Øhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ
Ìhe fÓÐÐÓÛiÒg ×iÑÔÐe eÕÙaØiÓÒ caÒ b e a××ÙÑed ØÓ cÓÒÚeÖØ Øhe ÊÅ Ë Óf Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe
Ô
di×ØÖibÙØiÓÒ ´ µ ØÓ Øhe aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ fÓÖ a diÖecØiÓÒ iÒ Øhe ×Ôace: = ¡ ¾º
©
Ìhi× fÓÖÑÙÐa i× Øhe ×ØaÒdaÖd ÖeÐaØiÓÒ beØÛeeÒ Øhe Óf a ØÛÓ¹diÑeÒ×iÓÒaÐ gaÙ××iaÒ
di×ØÖibÙØiÓÒ aÒd Øhe Óf iØ× ÔÖÓ jecØiÓÒ ÓÒ a ÔÐaÒeº ÁØ ha× b eeÒ checked bÝ ×iÑÔÐe ÅC
×iÑÙÐaØiÓÒ hÓÛ Øhi× ÖeÐaØiÓÒ hÓÐd× iÒ ÓÙÖ eÜÔ eÖiÑeÒØaÐ cÓÒdiØiÓÒ׺ FÓÖ Øhe ×iÑÙÐaØiÓÒ¸ Øhe ¿6
diÖecØiÓÒ Óf eÜÔ eÖiÑeÒØaÐ ×hÓÛeÖ× Ûa× ØakeÒ a× diÖecØiÓÒ Óf ØÛÓ ØÖack׺ Ìhe ¬Ö×Ø ØÖackÛa×
ØakeÒ a× a ×hÓÛeÖ aÜi׸ Øhe ×ecÓÒd ØÖack a× ÑÙÓÒ ØÖackº Ìhe Ô Ó×iØiÓÒ Óf Øhe ¬Ö×Ø ØÖack iÒ
each ×iÑÙÐaØed eÚeÒØ ha× b eeÒ aØ di×ØÖibÙØed ÓÒ Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ ´×hÓÛeÖ aÜi×µ¸ Øhe
Ô Ó×iØiÓÒ Óf Øhe ×ecÓÒd ØÖack ha× beeÒ di×ØÖibÙØed ÓÒ Øhe deØecØÓÖ× iÒ Øhe ØÙÒÒeÐ ´ÑÙÓÒµº
Ìhe ØÛÓØÖack× ´iÒiØiaÐÐÝ ÔaÖaÐÐeе aÖe ØheÒ iÒdeÔ eÒdeÒØÐÝ ØiÐØed ØÓ ×iÑÙÐaØe a Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf
kÒÓÛÒ ÊÅ Ë º ÌheÒ¸ Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe ha× b eeÒ caÐcÙÐaØedº ÁÒ Øhi× ÛaÝ iØ i× Ô Ó××ibÐe ØÓ
e×ØiÑaØe Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ beØÛeeÒ Øhe kÒÓÛÒ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒØÖÓ dÙced aÒd Øhe ÊÅ Ë
Óf Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐeº
3.5 3.5
3 3
(deg) (a) (deg) (b) 2.5 2.5 Ψ Ψ
2 2 of of
% 1.5 % 1.5 68 68 1 1
0.5 0.5
0 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 RMS of τ (deg) RMS of Radial (deg) 0.8 0.9 0.8 0.7 (c) (d) (deg) 0.6 (deg) 0.7 τ τ 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 RMS of RMS of 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 0 5 10 15 20 0 20 40 60 80 100 120
Core RMS (m) Dist. core-muon (m)
FigÙÖe ¾7: Ìhe ÔÐÓØ a´bµ×hÓÛ× Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ× b eØÛeeÒ Øhe ØaÒgeÒØiaдÖadiaе aÒgÐe ÊÅ Ë
aÒd Øhe ×iÑÙÐaØed ÊÅ Ë Óf Øhe ×hÓÛeÖ diÖecØiÓÒ ´ØÖiaÒgÐe×µ¸ ÑÙÓÒ diÖecØiÓÒ ´×ÕÙaÖe×µ aÒd
Ó
cÓÑbiÒed ÓÒe ´Ô ÓiÒØ×µº ÈÐÓØ c: Øhe ÔÓiÒØ× haÚe b eeÒ ÓbØaiÒed fÓÖ ÖadiaÐ aÒgÐe Óf ¿:5 ; Øhe
Ó Ó
ØÖiaÒgÐe× fÓÖ ¾:½ ; Øhe ×ÕÙaÖe× fÓÖ ¼:7 º ÈÐÓØ d: ÔÓiÒØ× ÓbØaiÒed ÛiØh a cÓÖe ÊÅ Ë Óf ¾ Ñ;
×ÕÙaÖe× fÓÖ cÓÖe ÊÅ Ë Óf 6 Ñ; ØÖiaÒgÐe× fÓÖ cÓÖe ÊÅ Ë Óf ½¼ Ñ ´fÓÖ aÐÐ Øhe×e ×eØ× a ÖadiaÐ
Ó
aÒgÐe Óf ¾:½ ha× beeÒ a××ÙÑedµº
ÁÒ ¬gº ¾7 ´ÔÐÓØ a aÒd bµ Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ ÓbØaiÒed aÒd Øhe Öe×ÙÐØ× Óf a ÐiÒeaÖ ¬Ø aÖe
×hÓÛÒº Ìhe Öe×ÙÐØ× ×hÓÛ a di×cÖeÔaÒcÝ ´ =½:5½ ¡ µ ÛiØh Øhe ÑÓÖe geÒeÖaÐ ca×e Óf Øhe
© ¿7
Ô
ab ÓÚe ÑeÒØiÓÒed eÕÙaØiÓÒ ´ ¾=½:4½ µº Ìhe Öea×ÓÒ fÓÖ Øhi× ×ÑaÐÐ di×cÖeÔaÒcÝ ×hÓÙÐd b e
iÒÚe×ØigaØedº
ÏiØh Øhe ×aÑe ÅÓÒØe CaÖÐÓ iØ i× aÐ×Ó Ô Ó××ibÐe ØÓ eÚaÐÙaØe Øhe ÙÒceÖØaiÒØÝ iÒ Øhe ØaÒ¹
geÒØiaÐ aÒd ÖadiaÐ aÒgÐe caÐcÙÐaØiÓÒ iÒØÖÓ dÙced bÝ Øhe eÖÖÓÖ iÒ Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe
×hÓÛeÖ cÓÖe Ô Ó×iØiÓÒº Figº ¾7 ×hÓÛ׸ ØhaØ Øhi× ÙÒceÖØaiÒØÝ i× ÚeÖÝ ×ÑaÐÐ ´ÔÐÓØ cµ aÒd iØ i×
cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe di×ØaÒce b eØÛeeÒ Øhe ØÖack× ´ÔÐÓØ dµº ÅÓÖeÓÚeÖ¸ Øhe cÓÖÖeÐaØiÓÒ b eØÛeeÒ
Øhe eÖÖÓÖ iÒ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ aÒd Øhe ×ÔÖead Óf Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe di×ØÖi¹
bÙØiÓÒ chaÒge× ÛiØh Øhe ÖadiaÐ aÒgÐe ´ÔÐÓØ c¸ di«eÖeÒØ ×ÝÑbÓÐ×µº FÓÖ ÐaÖgeÖ ÖadiaÐ aÒgÐe×
Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe i× ÑÓÖe ×eÒ×iØiÚe ØÓ Øhe ÔÖeci×iÓÒ iÒ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒº
ÌheÖefÓÖe¸ iÒ ÓÙÖ aÒaÐÝ×i× Ûe haÚe acceÔØed ÓÒÐÝ eÚeÒØ× ÛiØh Øhe di×ØaÒce b eØÛeeÒ ×hÓÛeÖ
cÓÖe aÒd ÑÙÓÒ ØÖack >5¼ Ѻ Ìhi× cÙØ gÙaÖaÒØee× ØhaØ Øhe ÙÒceÖØaiÒØÝ iÒ Øhe ØaÒgeÒØiaÐ
Ó
aÒgÐe i× b eÐÓÛ¼:¿ º
6º¿º¿º¾º ÌÓØaÐ Öe×ÓÐÙØiÓÒ aÒd ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe Ìhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒd ÖadiaÐ aÒgÐe× caÒ
b e de¬Òed aÐ×Ó b eØÛeeÒ ØÛÓÑÙÓÒ× iÒ ÅÌDº Ìhi× ØechÒiÕÙe ha× addiØiÓÒaÐ adÚaÒØage¸ ØhaØ
iØ aÐÐÓÛ× ØÓ cÐeaÒ Øhe aÒaÐÝÞed ×aÑÔÐe fÖÓÑ ÙÒÛaÒØed ØÖack× ´ØaiÐ× iÒ Øhe di×ØÖibÙØiÓÒµ¸ ×ØiÐÐ
ÒÓØ ÖejecØed bÝ Øhe iÒØÖÓ dÙced cÙØ× ´×ee ab ÓÚeµº
Áf ÓÒe ÛÓÙÐd ÔÐÓØ Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe di×ØÖibÙØiÓÒ ´ µ beØÛeeÒ ØÛÓ ÑÙÓÒ׸ fÓÖ Øhe
×aÑe cÓÑbiÒaØiÓÒ Óf cÙØ× aÒd ØÓÛeÖ× a× iÒØÖÓ dÙced iÒ Øhe ÔÖeÚiÓÙ× ×ecØiÓÒ fÓÖ Øhe ØÛÓ
ÑÙÓÒ aÒaÐÝ×i× ´6º¿º¾µ¸ ÓÒe ÛÓÙÐd ×ee ØhaØ Øhe ÔÐÓØ ×haÔ e cÓÒØaiÒ× ÑÓÖe ØhaÒ ÓÒe gaÙ××iaÒº
Ìhi× iÒdicaØe׸ ØhaØ iÒ Øhe ×aÑÔÐe ÙÒÛaÒØed ØÖack× aÖe ×ØiÐÐ ÔÖe×eÒغ
Ba×ed ÓÒ Øhi× a××ÙÑÔØiÓÒ Øhe ÔÐÓØ ×hÓÙÐd b e Øhe ×ÙÔ eÖÔ Ó×iØiÓÒ Óf ØhÖee gaÙ××iaÒ× ´ØÛÓ
ÑÙÓÒ ØÖack׸ ÓÒe ÑÙÓÒ aÒd ÓÒe ÙÒÛaÒØed aÒd ØÛÓ ÙÒÛaÒØedµbÙظa×ØhecÓÒØaÑiÒaØiÓÒ Óf
ÙÒÛaÒØed ØÖack× i× ÐÓÛ¸ Øhe ¿Öd gaÙ××iaÒ i× ÚeÖÝ diÆcÙÐØ ØÓ b e ideÒØi¬edº A dÓÙbÐe gaÙ××iaÒ
¬Ø ØÓ ×Ùch a ÔÐÓØ aÐÐÓÛ× ØÓ ¬Òd Øhe ÔaÖaÑeØeÖ× Óf Øhe ØÛÓ di×ØÖibÙØiÓÒ× aÒd ØÓ eÜcÐÙde fÖÓÑ
Øhe ×aÑÔÐe ØÖack× cÖeaØed bÝ ÓÒe ÑÙÓÒ aÒd ÓÒe ÙÒÛaÒØed ÔaÖØicÐeº
Ô
Ìhe ÊÅ Ë Óf Øhe ÖeÑaiÒiÒg gaÙ××iaÒ di×ØÖibÙØiÓÒ¸ cÓÒÚeÖØed ÛiØh Øhe facØÓÖ ¾ iÒØÓ
aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ¸ giÚe× Øhe e×ØiÑaØiÓÒ Óf ØÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒ ÔÓiÒØiÒg Øhe ×kÝ bÝ
Ó
Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ¸ aÒd aÑÓÙÒØ× ØÓ ¼º94¦¼º¼8 º
6º¿º4 CÓÑbiÒed Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD aÒd Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ
ÀaÚiÒg ÛiØhiÒ ÓÒe EAË eÜÔ eÖiÑeÒØ ØÛÓ iÒdeÔ eÒdeÒØ deØecØÓÖ׸ beiÒg abÐe ØÓ ÖecÓÒ×ØÖÙcØ
Øhe diÖecØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ׸ ha× aÒ iÑÔ ÓÖØaÒØadÚaÒØageº ÆaÑeÐݸ ÓÒe ha× Øhe Ô Ó××ibiÐiØÝ
ØÓ cÓÑbiÒe Øhe ØÛÓ ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ× iÒ ÓÖdeÖ ØÓ iÑÔÖÓÚe Øhe ØÓØaÐ aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe
eÜÔ eÖiÑeÒغ ¿8
Ìhe ÑaiÒ di×adÚaÒØage Óf a ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ iÒ Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ di¹
ÖecØiÓÒ i× ØhaØ iØ× aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ deØeÖiÓÖaØe× ÛiØh Øhe ÖedÙcØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ ×iÞeº
ÅÓÖeÓÚeÖ¸ Øhe aÐgÓÖiØhÑ× adÓÔØed aÖe Ù×ÙaÐÐÝ deÚeÐÓÔ ed aÒd ØÙÒed ÛiØh ÅÓÒØe CaÖÐÓ daØa
aÒd a Ô Ó××ibÐe ×Ý×ØeÑaØic e«ecظ dÙe ØÓ aÒ iÒcÓÖÖecØ ×iÑÙÐaØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ ØiÑe ÔÖÓ¬Ðe
iÒ Øhe aÖÖaÝ ×ØaØiÓÒ׸ caÒÒÓØ b e deØecØed bÝ Ù×iÒg Øhe aÖÖaÝ daØa aÐÓÒeº
Ìhe ¬Ö×Ø aÒaÐÝ×e× ×hÓÛ¸ ØhaØ Øhe Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ÅÌD i× ÓÒÐÝ ÛeakÐÝ deÔ eÒdeÒØ ÓÒ
Øhe ×hÓÛeÖ ×iÞeº ÌheÖefÓÖe¸ iØ caÒ be ÚeÖÝ Ù×efÙÐ ØÓ iÑÔÖÓÚe Øhe ÃAËCADE Öe×ÓÐÙØiÓÒ aØ
ÐÓÛeÖ ×hÓÛeÖ ×iÞe aÒd ØÓ check Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ Öe×ÓÐÙØiÓÒ iÒ aÒ iÒdeÔ eÒdeÒØ Ûaݺ
Ìhe be×Ø ÛaÝ ØÓ Ù×e Øhe ÅÌD iÒ Øhi× cÓÒØeÜØ i× ØhÖÓÙgh Øhe ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe º Ìhi×
giÚe× Øhe ØÛÓfÓÐd adÚaÒØageº ÁØ ÖedÙce× Øhe e«ecØ× cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe ÅÈÀ aÒd¸ a× ×hÓÛÒ
b efÓÖe¸ heÐÔ× iÒ Øhe eÐiÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe ÙÒÛaÒØed ØÖack׸ ØhÙ× iÑÔÖÓÚiÒg Øhe Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf
Øhe ØÖackiÒg deØecØÓÖ iØ×eÐfº
Ìhe ØÓ ÓÐ× fÓÖ ×Ùch akiÒd Óf cÖÓ××¹aÒaÐÝ×i× aÖe ×ØiÐÐ ÙÒdeÖ deÚeÐÓÔÑeÒغ
6º4 EÜaÑÔÐe× Óf daØa cÓÖÖeÐaØed ÛiØh Øhe aÖÖaÝ
6º4º½ ÅÙÓÒ ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ×
Ìhe iÒØeÖe×Ø iÒ Øhe ÑÙÓÒ ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× iÒ EAË cÓÑe× fÖÓÑ Øhe facظ ØhaØ ØheiÖ ×haÔ e
i× ÓÒe Óf Øhe ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe Ña×× ×eÒ×iØiÚe ÔaÖaÑeØeÖ׺
Ba×ed ÓÒ Øhe¸ iÒ aÚeÖage¸ ×hÓÖØeÖ iÒØeÖacØiÓÒ ÐeÒgØh Óf iÖÓÒ ÒÙcÐei Øhe ¬Ö×Ø iÒØeÖacØiÓÒ
Óf iÖÓÒ ÔÖiÑaÖÝ ÛiØh Øhe aØÑÓ×ÔheÖe Øake× ÔÐace eaÖÐieÖ¸ cÓÑÔaÖed ØÓ Øhe ca×e Óf ÔÖiÑaÖÝ
ÔÖÓØÓÒº ÌhÙ׸ Øhe ÔÖÓ dÙced ÑÙÓÒ× ×ÔÖead ÓÙØ ÑÓÖe iÒ ØÖaÒ×ÚeÖ×aÐ diÖecØiÓÒ× iÒ Øhe aiÖ
×hÓÛeÖ¸ b ecaÙ×e Óf ØheiÖ higheÖ ÔÐace Óf ÔÖÓ dÙcØiÓÒº Ìhi× Öe×ÙÐØ׸ fÓÖ Øhe ×aÑe ÑÙÓÒ
ÒÙÑbeÖ¸ iÒ ×ÑaÐÐeÖ ÑÙÓÒ deÒ×iØie× iÒ Øhe ×hÓÛeÖ ceÒØÖaÐ ÖegiÓÒ fÓÖ iÖÓÒ iÒdÙced ×hÓÛeÖ×
ØhaÒ iÒ Øhe ca×e Óf ÔÖÓØÓÒ iÒiØiaØed ÓÒe׺ ÁÒ ÓØheÖ ÛÓÖd׸ Øhe ÑÙÓÒ ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ fÓÖ
iÖÓÒ iÒdÙced ×hÓÛeÖ× i× aØØeÖ ØhaÒ fÓÖ ×hÓÛeÖ× iÒiØiaØed bÝ ÐighØeÖ ÔÖiÑaÖie׺
A× ÑeÒØiÓÒed ab ÓÚe ´×ecØiÓÒ ¾µ¸ Øhe ÅÌD daØa caÒ b e Ù×ed fÓÖ deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf ÑÙÓÒ
ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× iÒ EA˸ Ûhich ØheÒ caÒ b e cÓÑÔaÖed ÛiØh ×Ùch di×ØÖibÙØiÓÒ× ÓbØaiÒed
ÛiØh Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ aÐÓÒe fÓÖ Øhe ×aÑe ×hÓÛeÖ ×aÑÔÐeº AÒ eÜaÑÔÐe Óf ×Ùch a cÓѹ
ÔaÖi×ÓÒ i× giÚeÒ iÒ ¬gº ¾8º
FÓÖ a daØa ×aÑÔÐe Óf ¾6º7 ÑiÐÐiÓÒ× Óf ×hÓÛeÖ׸ Öegi×ØeÖed bÝ ÃAËCADE beØÛeeÒ
daØe×: 8º½¾º½999 aÒd ½8º4º¾¼¼¼¸ ÑÙÓÒ ÐaØeÖaÐ deÒ×iØÝ di×ØÖibÙØiÓÒ× ÛiØh Øhe ÅÌD daØa
Ó
ÛeÖe caÐcÙÐaØedº ÇÒÐÝ ×hÓÛeÖ× ÛiØh ÞeÒiØhaÐ aÒgÐe <½8 ÛeÖe cÓÒ×ideÖed aÒd Øhe ÔÐÓØ×
ØÖ
ÛeÖe Ñade fÓÖ fÓÙÖ ØÖÙÒcaØed ÑÙÓÒ ÒÙÑbeÖ Ðg´Æ µÚaÐÙe ÖaÒge× b eØÛeeÒ ¾º9 aÒd 4º5º Ìhi×
Ö =¾¼¼Ñ
¾
Ê
ØÖ
ØÖÙÒcaØed ÑÙÓÒ ÒÙÑbeÖ ´Æ = ¾ dÖ µ Ûa× fÓÙÒd ØÓ be a gÓ Ó d ÔÖiÑaÖÝ eÒeÖgÝ
Ö =4¼Ñ
½ ¿9
e×ØiÑaØÓÖ iÒ ÃAËCADE [¿8]º ÁÒ Øhe ÔicØÙÖe ×ÝÑbÓÐ× ×hÓÛ Øhe daØa ÔÓiÒØ× aÒd Øhe ÐiÒe×
ÖeÔÖe×eÒØ Øhe ¬Ø× ÛiØh Øhe ÆÃG fÙÒcØiÓÒ:
´× ¾µ ´× 4:5µ
Ê Ê
´Ê µ= C ¡ ¡ ½·
4¾¼ 4¾¼
ÛheÖe C aÒd × aÖe ÔaÖaÑeØeÖ× ØÓ b e ¬Ø aÒd Ê i× a cÓÖe di×ØaÒce iÒ [Ñ]º
FÓÖ cÓÑÔaÖi×ÓÒ¸ ¬ØØed di×ØÖibÙØiÓÒ× ÓbØaiÒed ÛiØh Øhe ×ciÒØiÐÐaØÓÖ aÖÖaÝ daØa fÓÖ Øhe
×aÑe ×hÓÛeÖ ×aÑÔÐe aÖe ×hÓÛÒ ´da×hed ÐiÒe×µº Ìhe cÓÐÓÙÖed ÐiÒe× aÖe Øhe ¬ØØed di×ØÖibÙØiÓÒ×
Óf Øhe ÅÌD fÓÖ Øhe di«eÖeÒØ eÒeÖgÝ biÒ׺ Ìhe ×ÝÑb ÓÐ× aÖe Ñea×ÙÖed daØa fÓÖ ×ÓÑe ×eÐecØed
cÓÖe di×ØaÒce׺
ÈÖiÓÖ ØÓ aÒaÐÝ×iÒg ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× ba×ed ÓÒ ÅÌD daØa Øhe eÆcieÒcie× fÓÖ ØÖack
deØeÖÑiÒaØiÓÒ haÚe ØÓ b e ØakeÒ iÒØÓ accÓÙÒغ ÌheÖefÓÖe¸ fÓÖ each ÑÓ dÙÐe Óf eachØÓÛeÖ Øhe
eÆcieÒcie× fÓÖ ¾¹ aÒd ¿¹hiØ ØÖack× ÛeÖe caÐcÙÐaØed aÒd ×ØÓÖedº
½
a cÓÖÖecØiÓÒ fÙÒcØiÓÒ i× Ù×ed a× Øhe ÖecÓÒ×ØÖÙcØiÓÒ FÓÖ ÑÙÓÒ deÒ×iØie× ÐaÖgeÖ ØhaÒ ¼º¾
¾
Ñ
eÆceÒcie× aÖe chaÒgiÒg dÙe ØÓ Øhe ÐaÖge cÐÙ×ØeÖdeÔØhe׺
ÁÒ eÚeÖÝ ×hÓÛeÖ eÚeÒØ Øhe ØÖack× ÔeÖ ØÓÛeÖ aÖe cÓÙÒØed ´iÒcÐÙdiÒg "¼¹ØÖack×"µ aÒd Øhe
deÒ×iØÝ i× caÐcÙÐaØed ØakiÒg iÒØÓ accÓÙÒØ Øhe eÆcieÒcie׸ Øhe e«ecØiÚe deØecØÓÖ aÖea aÒd
Øhe di«eÖeÒØ eÒeÖgÝ ØhÖe×hÓÐd× Óf Øhe aÖÖaÝ ´¾¿¼ Åeε aÒd Øhe ÅÌD ´8¼¼ Åeε º Ìhe
cÓÖe di×ØaÒce i× ÒÓØ a di×ØaÒce iÒ Øhe ÔÐaÒe Óf Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒØ bÙØ Øhe di×ØaÒce
beØÛeeÒ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi× aÒd Øhe ØÖackiÒØheØÓÛeÖ iÒ Øhe ÔÐaÒe Ô eÖÔ eÒdicÙÐaÖ ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ
aÜi× ´×hÓÛeÖ di×c cÓ ÓÖdiÒaØe×µº
Figº ¾8 ×hÓÛ× Øhe gÓÓd agÖeeÑeÒØ beØÛeeÒ Øhe ÐaØeÖaÐ di×ØÖibÙØiÓÒ× Óf ÑÙÓÒ× deØeÖ¹
ÑiÒed bÝ Øhe aÖÖaÝ aÒd Øhe ÅÌDº ÀÓÛeÚeÖ¸ Øhe daØa ÔÖe×eÒØed i× ÑeaÒØ jÙ×Ø ×a aÒ eÜaÑÔÐe
Óf Øhe caÔabiÐiØie× Óf Øhe ÅÌD aÒd caÒ bÝ ÒÓ ÑeaÒ× b e Ù×ed fÓÖ aÒÝ cÓÒcÐÙ×iÚe ×ØaØeÑeÒØ×
Ýeغ
6º4º¾ ÅÙÓÒ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ
ÊeceÒØÐÝ ÈeÒØcheÚ eØ aк [¿9] iÒÚe×ØigaØed aÒ iÒØegÖaÐ ØÖaÒ×fÓÖÑaØiÓÒ b eØÛeeÒ Øhe ÐaØeÖaÐ
di×ØÖibÙØiÓÒ fÙÒcØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ× aÒd Øhe heighØ di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ÑÙÓÒ ÓÖigiÒ ´ÅÈÀµº
Ïibig aÒd ÏÓÐfeÒdaÐe [4¼] Ô eÖfÓÖÑed aÒ aÒaÐÝØicaÐ ×ØÙdÝ Óf Øhe deÔØh Óf ×hÓÛeÖ
ÑaÜiÑa ´ X µ¸ iºeº Øhe aØÑÓ×ÔheÖic deÔØh aØ ÛhichØheÒÙÑbeÖ Óf ×hÓÛeÖ ÔaÖØicÐe× ha×
ÑaÜ
a ÑaÜiÑÙÑ ÚaÐÙe¸ a× a fÙÒcØiÓÒ Óf ÔÖiÑaÖÝ eÒeÖgݺ Ìhi× ÛÓÖk i× ba×ed ÓÒ ÀEGÊA daØa
[4½]¸ Ûhich deØeÖÑiÒe X Úia Øhe ÐaØeÖaÐ deÒ×iØÝ di×ØÖibÙØiÓÒ Óf Øhe ×hÓÛeÖ ÔaÖØicÐe× aÒd
ÑaÜ
Óf Øhe CheÖeÒkÓÚ ÔhÓØÓÒ׺ 4¼ ] 1 -2 m [
tr log10(Nµ )
-1
muon density 10 4.1-4.5
3.7-4.1
3.3-3.7
-2 10 2.9-3.3 Θ=0-18o array (NKG-fit) muon tracking detector (NKG-fit) 20 40 60 80 100 120 140
core distance [m]
ØÖ
FigÙÖe ¾8: ÅÙÓÒ ÐaØeÖaÐ deÒ×iØÝ di×ØÖibÙØiÓÒ× fÓÖ fÓÙÖ di«eÖeÒØ ×hÓÛeÖ ×iÞe× Ðg´Æ µ aÒd
Ó Ó
ÞeÒiØh aÒgÐe× beØÛeeÒ ¼ aÒd ½8 º ËÝÑb ÓÐ× ÖeÔÖe×eÒØ daØa ÔÓiÒØ× fÖÓÑ ÅÌD aÒd Øhe
×ÓÐid ÐiÒe׸ ¬Ø× ØÓ Øhe daØaº Ìhe da×hed ÐiÒe× aÖe Øhe ¬Ø× ØÓ Øhe daØa fÖÓÑ ×ciÒØiÐÐaØiÓÒ
aÖÖaÝ fÓÖ Øhe ×aÑe ×hÓÛeÖ ×aÑÔÐeº
ËiÑiÐaÖÐݸËÛÓÖdÝ aÒd Ãieda [4¾] ØÖÝ ØÓ deÖiÚe iÒfÓÖÑaØiÓÒ ÓÒ Øhe eÐeÑeÒØaÐ cÓÑÔ Ó×iØiÓÒ
Óf Øhe ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe× fÖÓÑ Øhe deÔØh Óf ×hÓÛeÖ ÑaÜiÑÙÑ iÒ Øhe aØÑÓ×ÔheÖe aÒd Øhe ÑÙÓÒ
aÒd eÐecØÖÓÒ ×iÞe× aØ Øhe gÖÓÙÒdº
Ìhe ÑÙÓÒ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ di×ØÖibÙØiÓÒ׸ bÙiÐØ ÓÙØ Óf Øhe ÅÌD daØa¸ fÓÖ ØÛÓ ØÖÙÒcaØed
½4:6
ÑÙÓÒ ÒÙÑbeÖ iÒØeÖÚaÐ׸ cÓÖÖe×Ô ÓÒdiÒg ØÓ ÔÖiÑaÖÝ eÒeÖgie× aÖÓÙÒd ½¼ eÎ aÒd aÖÓÙÒd
½5:9
½¼ eÎ Öe×Ô ecØiÚeÐݸ faÐÐ iÒ a ×iÑiÐaÖ ÖaÒge Óf aØÑÓ×ÔheÖic deÔØh׺
Ìhe ¬gº ¾9 ÖeÔÖe×eÒØ× fÓÖ ½¼¼ ×hÓÛeÖ× iÒ each eÒeÖgÝ ÖaÒge ´iÒcideÒØ aØ a ÞeÒiØh aÒgÐe
Ó Ó Ó
aÖÓÙÒd ½8 µ Øhe ÑÙÓÒ ØÖack di×ØÖibÙØiÓÒ fÓÖ ÖadiaÐ aÒgÐe× beØÛeeÒ ¼:¿ aÒd 5:¼ aÒd
Ó
ØaÒgeÒØiaÐ aÒgÐe× ×ÑaÐÐeÖ ØhaÒ ½ ÛiØh Öe×Ô ecØ ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ aÜi׺
ÈÖeÐiÑiÒaÖÝ aÒaÐÝ×e× Óf Øhe ÑÙÓÒ ÔÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ ÖeÚeaи ØhaØ Øhe ÔÖeci×iÓÒ Óf Øhi×
ØechÒiÕÙe deÔ eÒd× ÔÖedÓÑiÒaÒØÐÝ ÓÒ Øhe aÒgÐe aÒd cÓÖe Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe aÖÖaÝ aÒd Øhe 4½ 12 12 ) 2
MPH (km) 10 10 MPH(g/cm
8 8
6 6
4 4
2 2
0 0 0 0.1 0.2 0.3 0 0.1 0.2 0.3
CORE DIST.(km) CORE DIST.(km)
FigÙÖe ¾9: ÈÖÓ dÙcØiÓÒ heighØ Óf ÑÙÓÒ× ÚeÖ×Ù× di×ØaÒce ØÓ Øhe ×hÓÛeÖ cÓÖeº
ÅÌDº A ÑÓÖe eÐab ÓÖaØed aÒaÐÝ×i× i× Òece××aÖÝ ØÓ eÜcaÚaØe ÙÒdeÖÐÝiÒg feaØÙÖe× Óf Øhe ÒaØÙÖe
Óf Øhe ÔÖiÑaÖÝ ÔaÖØicÐe× bÝ ÑeaÒ× Óf Øhi× ØechÒiÕÙeº
7 ËÙÑÑaÖÝ
A ÐaÖge aÖea ËØÖeaÑeÖ ÌÙb e ÅÙÓÒ ÌÖackiÒg DeØecØÓÖ ´ÅÌDµ¸ Ûhich ha× b eeÒ bÙiÐØ ÛiØhiÒ
Øhe ÃAËCADE eÜÔ eÖiÑeÒظ ha× Øhe caÔabiÐiØÝØÓideÒØifÝ ÑÙÓÒ× fÖÓÑ EÜØeÒ×iÚe AiÖ ËhÓÛ¹
eÖ× ´EA˵ bÝ ØÖack Ñea×ÙÖeÑeÒØ× ÙÒdeÖ ÑÓÖe ØhaÒ ½8 ֺк Óf ×hieÐdiÒgº Ìhe deØecØÓÖ i× iÒ
Øhe iÒiØiaÐ ×Øage Óf iØ× ÓÔ eÖaØiÓÒ aÒd ÔÖeÐiÑiÒaÖÝ Øe×Ø× ×hÓÛ iØ× ×aØi×facØÓÖÝ Ô eÖfÓÖÑaÒce iÒ
ØeÖÑ× Óf Øhe ×ØabiÐiØÝ aÒd ØÖack ÖecÓgÒiØiÓÒ caÔabiÐiØݺ 4¾
A× ÔÖe×eÒØed ab ÓÚe¸ Øhe gÓ Ó d Ô eÖfÓÖÑaÒce Óf ÅÌD ha× beeÒ ÓbØaiÒed dÙe ØÓ caÖefÙÐ
de×igÒ aÒd Øe×Ø× Óf ½¼¼¼ ËÌ deØecØÓÖ× ´×Ô eciaÐÐÝ bÙiÐØ fÓÖ Øhi× ÔÙÖÔ Ó×eµ aÒd a××Ó ciaØed
eÐecØÖÓÒic׺
FÙÖØheÖ iÒÚe×ØigaØiÓÒ× aÒd ØÙÒiÒg¸ b ÓØh Óf Øhe haÖdÛaÖe aÒd ×ÓfØÛaÖe¸ aÖe iÒ ÔÖÓgÖe×׸
ÛiØh Øhe aiÑ ØÓ ÓbØaiÒ Øhe b e×Ø aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ Óf Øhe ØÖack diÖecØiÓÒº ÌheÝ Ù×e Øhe
ÔÖe×eÒØed ÑeØhÓ d× Óf deØeÖÑiÒaØiÓÒ Óf Øhe deØecØÓÖ geÓÑeØÖÝ a× ÛeÐÐ a× ØÓ ÓÐ× fÓÖ deØecØÓÖ
aÒgÙÐaÖ Öe×ÓÐÙØiÓÒ deÖiÚaØiÓÒº
Ìhe aÙØhÓÖ× ÛÓÙÐd Ðike ØÓ ØhaÒk Øhe ÑeÑb eÖ× Óf Øhe ÃAËCADE cÓÐÐab ÓÖaØiÓÒ¸ ÛhÓ
cÓÒØÖibÙØed ØÓ Øhe bÙiÐd ÙÔ Óf Øhe ÑÙÓÒ ØÖackiÒg deØecØÓÖ¸ ÒÓØabÐÝ ÀºÅÙÐÐeÖº
FÓÖ ÚaÐÙabÐe di×cÙ××iÓÒ× aÒd ×ÙÔÔ ÓÖØ Ûe ÛÓÙÐd Ðike ØÓ ØhaÒk GºDºAÐek×eeÚ fÖÓÑ ÂÓiÒØ
ÁÒ×ØiØÙØe Óf ÆÙcÐeaÖ Êe×eaÖch¸ DÙbÒa¸ ÊÙ××ia¸ ź ÅeÓÒi fÖÓÑ ÈÓкÀiºÌech¸ CaÖ×ÓÐi¸ ÁØaÐݸ
Gº ÅaÒÒÓ chi aÒd Ⱥ Èicchi fÖÓÑ ÁÆFƸ ÁØaÐݸ Aº ÃiÒg aÒd Ϻ FÐegeÐ fÖÓÑ CEÊƸ GeÒeÚa¸
ËÛiØÞeÖÐaÒd¸ ĺ ÈiÒ×kݸ fÖÓÑ ÍÒiÚeÖ×iØÝ Óf ÀÓÙ×ØÓÒ¸ ÍËAº
Ìhe ×ÙÔÔ ÓÖØ fÖÓÑ Øhe ÅiÒi×ØÖÝ fÓÖ Êe×eaÖch Óf Øhe GeÖÑaÒ FedeÖaÐ GÓÚeÖÒÑeÒØ aÒd
fÖÓÑ ÈÓÐi×h ËØaØe CÓÑÑiØØee fÓÖ ËcieÒØi¬c Êe×eaÖch ´ÏÌZ ÈÇÄ 99»¼¼5µ i× gÖaØefÙÐÐÝ
ackÒÓÛÐedgedº 4¿
ÊefeÖeÒce×
[½] ĺ ÄiÒ×Ðeݸ ºÈhÝ׺G: ÈaÖغÈhÝ׺ ½¾ ´½986µ 5½;
ĺ ÄiÒ×ÐeݸÆÙÓÚÓ CiѺ C½5 ´½99¾µ 74¿º
[¾] ź AÑbÖÓ×iÓ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿44 ´½994µ ¿5¼º
[¿] ź AÑbÖÓ×iÓ¸Cº AÖaÑӸĺ CÓÐe×aÒØi¸AºDº EÖÐÝkiҸ˺ú ÅachaÚaÖiaÒi¸ ºÈhÝ׺G:
ÈaÖغÈhÝ׺ ¾¿ ´½997µ ¾½9º
[4] ź AÑbÖÓ×iÓ eØ aк¸ ÆÙcкÈhÝ׺´ÈÖÓ cºËÙÔÔкµ 75A ´½999µ ¿½¾º
[5] ̺κ DaÒiÐÓÚa¸Dº DÙÑÓÖa¸AºDº EÖÐÝkiҸº ÈÖÓ cÙeÙÖ¸
ºÈhÝ׺G: ÈaÖغÈhÝ׺ ¾¼ ´½994µ 96½º
[6] ÁºÅº BÖaÒcÙ׸ eØ aк¸ A×ØÖÓÔaÖغÈhÝ׺ 7 ´½997µ ¿4¿º
[7] ÀºÇº ÃÐage× eØ aк ´ÃAËCADE CÓÐ ÐabÓÖaØiÓÒµ¸
ÆÙcкÈhÝ׺B´ÈÖÓ cºËÙÔÔе 5¾B ´½997µ 9¾º
[8] Ǻ Cº AÐÐkÓfeÖ aÒd Ⱥ ú Fº GÖiedeÖ¸ ÈhÝ×ic× DaØa ¾5¹½ ´½984µ ÁËËÆ ¼¿44¹84¼½º
[9] Ⱥ DÓÐÐ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿67 ´½995µ ½¾¼º
[½¼] ˺ AhÐeÒeØ eØ aк ´ÅACÊÇ CÓÐ ÐabÓÖaØiÓÒµ¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¾4 ´½99¿µ ¿¿7º
[½½] Gº AÒÞiÚiÒÓ eØ aк ´ÄÎD CÓÐ ÐabÓÖaØiÓÒµ¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¾9 ´½99¿µ 5¾½º
[½¾] º GÖe×× eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¼¾ ´½99½µ ¿68º
[½¿] ĺ ÀÓÖØÓÒ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¾5 ´½99¿µ ¿¾6º
[½4] ź FeÙeÖ×Øack eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿½5 ´½99¾µ ¿57;
Ϻ ÊhÓ de eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhºA¿78 ´½996µ ¿99º
[½5] Ǻ CaØaÐaÒÓ eØ aк¸ ÆÙÓÚÓ CiÑeÒØÓº C½5 ´½99¾µ 759º
[½6] Cº BeÖgeÖ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¾6¾ ´½987µ 46¿º
[½7] Ⱥ DÓÐÐ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿4¾ ´½994µ 495;
Ⱥ DÓÐÐ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¾¿ ´½99¾µ ¿¾7º
[½8] ÈÓкÀiºÌechº¸ 67¼6½ CaÖ×ÓÐi ´Aɵ¸ ÁØaÐݺ 44
[½9] Dº ÀÙÒgeÖfÓÖd eØ aи ÆÙcк ÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¾86 ´½99¼µ ½55º
[¾¼] GºDº AÐek×eeÚ eØ aи ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A½77 ´½98¼µ ¿85º
[¾½] ºȺ DeÏÙÐf eØ aк ´CÀAÊÅ ÁÁ CÓÐ ÐabÓÖaØiÓÒµ¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº
A¾5¾ ´½986µ 44¿º
[¾¾] Eº ÁaÖÓ cci¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¾½7 ´½98¿µ ¿¼º
[¾¿] Ϻ BaÖØи ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿¼5 ´½99½µ 8¾º
[¾4] ĺ ÈeÒØcheÚ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿99 ´½997µ ¾75º
[¾5] ÄiØØÐe FaÐÐ× AÐÐÓÝ׸ ÈaØeÖ×ÓÒ¸ Æ ¼75¼½¸ ÍËAº
[¾6] ËØeiÒeÖ GÖÓÙÔ 57¿¿5 EÖÒdØebÖÙc k¸ GeÖÑaÒݺ
[¾7] Fº BecÓÒciÒi eØ aк¸ÌÖaÒ׺ ÓÒ ÆÙcкËcieÒce ¿5 ´½988µ ¿½½;
Fº BecÓÒciÒi eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¾¾7 ´½989µ ¾¾¾º
[¾8] Dº AdaÑ× eØ aк´ËÅC CÓÐ ÐabÓÖaØiÓÒµ¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A4¿5 ´½999µ ¿54º
[¾9] ËGË ÌhÓÑ×ÓÒ ÅicÖÓ eÐecØÖÓÒic׸ ËÙb×Ý×ØeÑ׸ EÒgiÒeeÖiÒg aÒd ʺFºDiÚi×iÓÒ¸ CeÒ¹
ØÖÓ DÓÖeÞiÓÒaÐe CÓÐÐeÓÒi¸ ÈaÐaÞÞÓ AÆDÊÇÅEDA ¿¸ ¾¼¼4½ AgÖaØe BÖiaÒÞa ´Åi¹
ÐaÒÓµ¸ÁØaÐݺ
[¿¼] ÅAXÁÅ ÁÒØegÖaØed ÈÖÓ dÙcØ× ½¾¼ ËaÒ GabÖieÐe DÖiÚe¸ ËÙÒÒÝÚaÐe¸ CA94¼86º
[¿½] º ZabieÖÓÛ×ki¸ eØ aк¸ ÆÙcкÁÒ×ØÖº aÒd ÅeØhº A¿54 ´½995µ 496;
º ZabieÖÓÛ×ki¸ eØ aк¸ Ãfà 5¿7¿¸ ´½994µº
[¿¾] Àº Äeich¸ ÌÖaÒ×ÔÙØeÖ ba×ed ÎÅE CÓÒØÖÓÐÐeÖ¹ÌÎC¸ ÁÒØeÖÒaÐ Í×eÖ ÅaÒÙaи ÁfÀ
ZeÙØheÒ¸ ´½99½µº
[¿¿] Dº Àeck eØ aк¸ ÊeÔ ÓÖØ FZÃA 6¼½9 ´½998µº
[¿4] ú BeÖÒÐÓhÖ¸ A×ØÖÓÔaÖغ ÈhÝ׺ 5 ´½996µ ½¿9;
ú BeÖÒÐÓhÖ¸ ¾5Øh ÁÒغCÓ×Ñic ÊaÝ CÓÒfº´DÙÖbaÒµ 4 ´½997µ 65º
[¿5] Cº Ca×Ó eØ aк¸ ´ÈaÖØicÐe DaØa GÖÓÙÔµ Ìhe EÙÖÓÔ eaÒ ÈhÝ×icaÐ ÂÓÙÖÒaÐ C¿ ´½998µº
[¿6] ú DaÙÑiÐÐeÖ¸ ÈÀD Ìhe×i× ´¾¼¼¼µ¸ ÍÒiÚeÖ×iØÝ ÃaÖÐ×ÖÙhe¸ iÒ ÔÖeÔaÖaØiÓÒº
[¿7] ʺ GÐa××ØeØØeÖ¸ ÈÀD Ìhe×i× ´¾¼¼¼µ¸ ÍÒiÚeÖ×iØÝ ÃaÖÐ×ÖÙhe¸ iÒ ÔÖeÔaÖaØiÓÒº 45
[¿8] º Ïeb eÖ¸ ÈÀD Ìhe×i× ´½999µ¸ ÍÒiÚeÖ×iØÝ ÃaÖÐ×ÖÙheº
[¿9] ĺ ÈeÒØcheÚ eØ aк¸ ºÈhÝ׺G: ÆÙcкÈaÖغÈhÝ׺ ¾5 ´½999µ ½¾¿5º
[4¼] ̺ Ïibig aÒd Aº ÏÓÐfeÒdaÐe¸ ºÈhÝ׺G: ÆÙcкÈaÖغÈhÝ׺ ¾6 ´¾¼¼¼µ 8¾5º
[4½] Fº AÖÕÙeÖÓ× eØ aк¸ A×ØÖÓÒÓÑÝaÒd A×ØÖÓÔhÝ×ic× ´¾¼¼¼µ¸ iÒ ÔÖeÔaÖaØiÓÒº
[4¾] ˺Ⱥ ËÛÓÖdݸ DºBº Ãieda¸ A×ØÖÓÔaÖغ ÈhÝ׺ ½¿ ´¾¼¼¼µ ½¿7º 46