Misura della velocità dei muoni dei raggi cosmici L’osservazione al “suolo” dei muoni prodotti dai raggi cosmici è forse la prova sperimentale più evidente della dilatazione dei tempi. Per spiegare l’effetto si deve avere: Interessante misura diretta della costante fondamentale c in ambito “corpuscolare” V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 Misura di velocità dal tempo di volo (TOF) ti L tf V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

Problematica della misura misura concettualmente semplice c≈ 3.108m/s dunque per L~1 m→ Dt~3 ns! sistema “veloce” (rivelatore, elettronica, ecc..) tipica configurazione esperimento della fisica sub-nucleare: trigger, acquisizione dati , analisi off-line. V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 Rivelatore a scintillazione: una particella carica genera una luce scintillante in particolari cristalli fotomoltiplicatore Scintillatore guida di luce V t Per misure di tempo risoluzione ~ns (10-9 sec) Segnale analogico V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 Stazione per raggi cosmici di ATLAS Piano 1 V t L~3m Piano 2 Dt~10 ns V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 Non è così semplice: per essere sicuro che passa attraverso i due rivelatori devo fare la “coincidenza temporale” dei due piani (AND); dunque devo aspettare il passaggio per il secondo piano, ma devo “tenere in memoria” il tempo di passaggio attraverso il primo piano! Logica Trigger OK DATI Acquisizione V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 ANALOGICO NIM STANDARD “0” “1” Una volta ottenuti i segnali nello standard NIM si può implementare, con moduli elettronici dedicati, la logica di trigger e la procedura di acquisizione (ritardi, start clock, veto, busy, ecc…) V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13 Acquisizione ed analisi Correzioni (ritardi, risoluzioni, ecc..) Stima della velocità con l‘incertezza V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2012-13

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2011-12 Proviamo a misurare su diverse distanze per ridurre effetto sistematico sui tempi di volo uso tracking semplificato (L1,T1) (L2,T2) (L3,T3) Pendenza non varia Pendenza varia -> Dv sist. V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2011-12

V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2011-12 Piano di lavoro Fenomenologia: dilatazione relativistica, raggi cosmici, produzione dei muoni, ecc… Tecniche sperimentali: scintillatori, fototubi, elettronica NIM, ecc… Set- up dell’apparato Presa dati ed analisi V. Canale - Laboratorio di Fisica- Laurea Magistrale 2011-12