Rivelazione e studio dei raggi cosmici Stage estivo giugno 2006 Ivan Girardi, Giovanna Lacerra Lic. Scientifico Pasteur Alessandro Calandri, Ludovico Rizzuto Lic. Scientifico Righi Tutori INFN: M.Mirazita, W.Pesci

Scopo dell’esperienza Rivelare ed analizzare i raggi cosmici con uno scintillatore cristallino (NaI). I RAGGI COSMICI Componente primaria: p (80%),  (15%), e (1%), … Componente secondaria: , , k,  … Al livello del mare:   m = 105 MeV  τ = s  E ~ GeV

Apparato sperimentale Cristallo NaI(Tl) Settore cilindrico di diametro 42cm, e un foro di raggio 3cm, e lunghezza 32.5 Due scintillatori plastici Scintillatore 1: 31x20x1cm Scintillatore 2: 31x5x1cm μ PMT 1PMT 3 PMT 2 NaI(Tl) Scintillatore 1 Scintillatore 2 I fotomoltiplicatori I fotoni di luce emessi vengono inviati al fotocatodo di un PMT, che converte la luce dello scintillatore in un impulso elettrico. Il fotocatodo genera il segnale con effetto fotoelettrico ed i dinodi ad alta tensione servono ad amplificare il segnale ad alta tensione.

L’elettronica di acquisizione ADC: misura la carica generata dalla particella sul PMT, proporzionale all’energia della particella sul cristallo. E’ composto da 12 ingressi ed un gate, che segnala I cosmici da acquisire. FI/FO: formato da 4 ingressi e 4 uscite, permette di sommare due o più segnali in ingresso o di avere più uscite dallo stesso segnale. Discriminatore: dà un segnale quadrato in uscita quando il segnale d’ingresso supera una certa soglia. Ritardi (Delay): danno un segnale in uscita uguale a quello in entrata ritardato di una quantità prefissata. Unità logica: trasmette un segnala in uscita quando I segnali d’ingresso sono in coincidenza.

Sistema di acquisizione ADC Alimentatore Oscilloscopio Delay FI/FO Discriminatore Unità logica

Equalizzazione PMT ADC0ADC0-PiedADC1ADC1-Pied Run 3 (900V)760 ± ± ± ± 20 Run 9 (860V)570 ± ± ± ± 20 Run 10 (840V)463 ± ± ± ± 20 Run 12 (830V)490 ± ± ± ± 20 ADC 0 ADC 1 Run 3Run 9Run 10 Run 12

Risultati Cosmici Soglia degli eventi buoni Picco del fondo S/B = 9.4

Conclusioni Abbiamo utilizzato un cristallo di NaI per misurare e studiare i raggi cosmici Abbiamo costruito un sistema d’acquisizone Abbiamo effettuato 5 run per l’acquisizione dei dati Abbiamo ricavato dall’analisi dei dati un rapporto segnale/fondo di circa 10