P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero La stazione di test a raggi cosmici di Napoli per...
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P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF
Alghero
La stazione di test a raggi cosmici di Napoli per gli
RPC di ATLAS
Paolo IengoAtlas RPC Group Napoli
(M. Alviggi, V. Canale, M. Caprio, G. Carlino, F. Conventi, R. de Asmundis, M. Della Pietra,
D. dellaVolpe, Paolo Iengo., S.Patricelli, L.Romano, G. Sekniadze)
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ATLAS e gli RPCRPC usati come camere di trigger nella parte barrel dello spettrometro
Resistive Plate Chambers
1148 unita’ (per una superficie complessiva di circa 3650 m2) ciascuna con 2 layer e 2 o 4 gap.
Produzione e test affidate alle sezioni di Lecce, Napoli e Roma 2.
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Gli RPC di ATLASGrounded
planeBakelite Plates Foam
PET spacers
Graphite electrodes
X readout stripsHV
Y readout strips
Gas
HV ~ 10 KV (Egas~ 5 KV/mm)
bachelite ~ 1010 cm ; d = 2 mm ; superfici interne trattate con olio di lino
Elettrodi per HV di grafite ~ 200mStrip di lettura e in rame, pitch tipico 30 mm
Gas: C2H2F4 96.7% - C4H10 3% - SF6 0.3% ; d=2 mm
Il passaggio di una particella carica induce ionizzazione nel gas, il campo elettrico uniforme produce la moltiplicazione della scarica. Gli elettrodi resistivi (e la miscela di gas adatta) consentono il funzionamento in regime di avalanche. La scarica resta localizzata e il segnale e’ trasmesso per induzione sugli elettreodi di lettura. Dopo la scarica il rivelatore rimane inerte per un tempo morto (~ ms) solo in un’area circiscritta (~ cm2) alla zona della scarica (cella di scarica).
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La Stazione di test (I)
Dimensioni: 4.5 x 1.8 x 3.5 m3 Capace di ospitare (e analizzare) fino a 8 moduli contemporaneamente per un totale di 3072 canali di lettura.
Un modulo RPC di ATLAS
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La Stazione di test (II): il DCS
EthernetPC DAQ
C AM AC
VME
PC Slow Control
R ac k
HV &
BT
R ac k
Gas
H V
Sy127
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5 – 15 June Currents
CAEN H.V.
60 µA
11 kV
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La presa dati
I sistemi di trigger e di tracciamento coprono una superficie di 1 m2; per analizzare l’intera superficie delle camere essi sono montati su carrelli scorrevoli azionati da motori passo-passo controllati via software, con posizione riproducibile al millimetro. Lo spostamento alla posizione successiva e’ automatico una volta terminata la presa dati alla posizione corrente
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I sistemi di trigger e di tracciamento coprono una superficie di 1 m2; per analizzare l’intera superficie delle camere essi sono montati su carrelli scorrevoli azionati da motori passo-passo controllati via software, con posizione riproducibile al millimetro. Lo spostamento alla posizione successiva e’ automatico una volta terminata la presa dati alla posizione corrente
La presa dati
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I sistemi di trigger e di tracciamento coprono una superficie di 1 m2; per analizzare l’intera superficie delle camere essi sono montati su carrelli scorrevoli azionati da motori passo-passo controllati via software, con posizione riproducibile al millimetro. Lo spostamento alla posizione successiva e’ automatico una volta terminata la presa dati alla posizione corrente
La presa dati
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I sistemi di trigger e di tracciamento coprono una superficie di 1 m2; per analizzare l’intera superficie delle camere essi sono montati su carrelli scorrevoli azionati da motori passo-passo controllati via software, con posizione riproducibile al millimetro. Lo spostamento alla posizione successiva e’ automatico una volta terminata la presa dati alla posizione corrente
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I sistemi di trigger e di tracciamento coprono una superficie di 1 m2; per analizzare l’intera superficie delle camere essi sono montati su carrelli scorrevoli azionati da motori passo-passo controllati via software, con posizione riproducibile al millimetro. Lo spostamento alla posizione successiva e’ automatico una volta terminata la presa dati alla posizione corrente
La presa dati
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Il sistema di trigger8 scintillatori plastici da 100 x 25 cm2 ciascuno, 4 (in OR) sul piano superiore e 4 (in OR) su quello inferiore.
Il segnale di trigger è preso in “common stop” sul piano inferiore ed è dato dall’ AND logico fra i due
piani.
Risoluzione ~ 1 ns
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Il Sistema di Tracciamento2 camere a drift da 1m2 2 layer per ogni vista sfalsati di mezza cella, 12 celle per layer 1m x 92mm filo anodico centrale HV=2.4 kV I-beam HV = -2.1 kV Gas Mixture = Ar/CH4 = 91/9
Tutti gli eventi
nhdc=8
nhdc>8
nhdc<8
Vdrift (tmax- tmin)/(d/2)
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Velocita’ di DriftDistribuzione dei Residui
v = scarto2 iterazioni ( v ) vs 10 metodo
iterativo
(t)
t
(t) ~ cost.
PDF(| v) = N[G(+v·t, (t))+ +G(-v·t, (t))]
Necessità di parametrizzare (t):
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Risoluzioni
Risoluzioni tipiche ottenute in questo
modo sono:
< 400 m
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Esempio di studi localizzati (I)
Spaziatori ben visibili grazie alla buona
risoluzione del tracciamento
Con sufficiente statistica e’ possibile localizzare con
estrema precisione punti di inefficienza
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Esempio di studi localizzati (II)
Eff. “propria” = 97.8%
Eff. “aletta” = 72.0%
h
2mm
4mm
Eff.
R(mm)
8 mm
12 mm
Efficienza intorno agli spaziatori
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Conclusioni
• La torre di test di Napoli e’ un sistema complesso e gia’ funzionante capace di caratterizzare le prestazioni degli RPC di ATLAS con estrema accuratezza
• DAQ completamente controllato via software
• Continuo monitoring e storing dei parametri ambientali (temperatura,pressione atmosferica, umidita’) e di funzionamento dei rivelatori (flussi di gas, correnti assorbite e correnti di gap, tensioni, soglie ecc.)
• Buona risoluzione del sistema tracciante (autcalibrazione della velocita’ di drift) necessaria per valutazioni e studi ‘puntuali’