Il telescopio EEE. D. De Gruttola (Centro Fermi)

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1 Il telescopio EEE D. De Gruttola (Centro Fermi)

2 Il telescopio ² il telescopio di EEE u.lizza la stessa tecnologia del sistema TOF dell esperimento ALICE ad LHC ² ² ² ² ² il telescopio è cos.tuito da 3 piani di camere MRPC (Mul.gap Resis.ve Plate Chamber) ogni camera rivela il passaggio di un muone cosmico un segnale elegrico è rilasciato su ognuna delle camere al passaggio del muone una camera può misurare il punto in cui il muone è passato e il tempo di volo del muone la risoluzione temporale delle MRPC è di qualche decina di picosecondi (1 ps = 10-12s) Giornata di studio Centro Fermi 2

3 Il telescopio sistema di flussaggio del gas elegronica di front- end elegronica di read- out alimentatore per le basse tensioni computer per l acquisizione e il salvataggio dei da. MRPC (degagli nelle slide di Silvia Miozzi) Giornata di studio Centro Fermi 3

4 MRPC ² una camera è cos.tuita da due piani di elegrodi e 6 lastre di vetro, che formano 5 gap di 300 µm ognuna ² l alta tensione (±10 kv) applicata ai vetri più esterni genera un campo elegrico uniforme 4

5 A cosa serve il campo elegrico? 5

6 MRPC ² una camera MRPC è un rivelatore gassoso ² ogni camera è ospitata in una box di alluminio, contenente una miscela di gas ² la miscela è cos.tuita al 98% da freon (C 2 F 4 H 2 ) e al 2% da esafluoruro di zolfo (SF 6 ) ² gli atomi del freon vengono ionizza& dal passaggio del muone ionizzazione µ elegrone à ione nega.vo atomo privato di un elegrone à ione posi.vo C 2 F 4 H 2 C 2 F 4 H 2 ² l SF 6 è la cosiddega componente quenchante della miscela di gas ² tale componente limita le dimensioni della valanga creata dalla ionizzazione 6

7 Il telescopio ² il processo di ionizzazione, da solo, non basterebbe per accumulare segnale sugli elegrodi ² il campo elegrico, presente tra i due piani dell MRPC, accelera elegrone e ione posi.vo verso gli elegrodi ² per la presenza di altri atomi del gas, l elegrone accelerato crea nuovi processi di ionizzazione e viene formata la cosiddega valanga segnale raccolto sull elegrodo valanga segnale raccolto sull elegrodo 7

8 Mul.gap Resis.ve Plate Chamber (MRPC) gas: miscela id Freon (C 2 H 2 F 4 ) + SF6 (98% + 2%) The MRPC is a stack of resis.ve plates, transparent to the avalanches generated inside the gas gaps 300 µm. The induced signal on external electrodes is the sum over all the gaps Pick- up electrode Mylar Carbon layer glass glass Cathode - 10 kv - l alta tensione è applicata ai vetri più esterni - i vetri interni sono floa.ng glass glass glass glass Carbon layer Mylar Pick- up electrode Anode +10 KV 8

9 - le gap di gas (300 µm) sono ogenute interponendo del filo di nylon tra i vetri - gli elegrodi che raccolgono il segnale sono strisce (strip) di rame larghe 2.5 cm, disposte su un pannello di vetronite e spaziate 0.7 cm tra di loro Vetri, gap, strip di rame e HV 9

10 Performance ü efficienza vicina al 99% ü olma risoluzione temporale e spaziale (slide Ivan Gnesi) 10

11 Il segnale delle MRPC x - 24 strip di rame per raccogliere il segnale - trigger: coincidenza dei due lati di una camera e delle tre camere y x - coordinata X determinata dalla strip colpita - coordinata Y ottenuta dalla misura della differenza temporale di arrivo del segnale sui due lati della camera y 11

12 Presa da. ed elegronica 12

13 Presa da. 13

14 EleGronica ² trigger ( sveglia per l elegronica) ² elegronica di front- end (interfacciata con il rivelatore) ² elegronica di read- out (prima elaborazione del segnale) 14

15 Trigger ² misura del tempo di volo delle par.celle che agraversano un rivelatore ² legura (readout) del segnale tramite elegronica designata (Time- to- Digital Converter, TDC) ² 2 rivelatori u.lizza. come trigger ² il trigger è un segnale che sveglia i TDC quando c è un segnale interessante 15

16 EleGronica di front- end la scheda Front End ASIC (FEA) è diregamente collegata alle camere (una per lato) e Ie sue funzioni sono: ² raccolta del segnale proveniente dalla strip colpita ² discriminazione del segnale ² invio del segnale all elegronica di read- out (slide seguente) ² raccolta del segnale di OR (trigger del singolo lato della camera) i 24 canali della FEA sono connessi alle 24 strip di rame della MRPC 16

17 EleGronica di read- out l elegronica di read- out ha il compito di ges.re i segnali provenien. dalle camere in modo tale da poter acquisire i da., prima di salvarli su un computer, dal quale sarà poi possibile trasferirli al CNAF di Bologna (slide di Ivan Gnesi) La strugura che ospita le schede di elegronica di read- out viene dega crate VME. Il crate con.ene le seguen. schede ² bridge VME à cervello del crate; mege in comunicazione l elegronica con il computer ² scheda di trigger à riceve i segnali di OR dal telescopio e fornisce il trigger ai TDC ² 2 schede TDC à raccolgono i segnali, ordinandoli evento per evento e traformano il segnale analogico in un tempo ² scheda GPS à riceve il segnale dall antenna GPS e lo distribuisce al resto dell elegronica scheda di trigger GPS TDCs bridge Giornata di studio Centro Fermi 17

18 Conclusioni ² MRPC: rivelatore dalle performance molto elevate ² possibilità di ricostruire la direzione di arrivo dei muoni cosmici ² materiali u.lizza. per costruire i telescopi semplici ² a3va partecipazione degli studen& al proge7o 18