Caratterizzazione di un particolare tipo di rivelatore a gas: le Micromegas M.Alviggi, 28 ottobre 2009 alviggi@na.infn.it http://people.na.infn.it/~alviggi

I rivelatori Sfruttano i diversi tipi di interazione per produrre un segnale visibile, in genere elettrico, dal quale risalire al punto/istante di passaggio delle particelle, tracciarle e ricostruire gli eventi Es. di rivelatore che sfrutta la ionizzazione nel gas: HV Gli elettroni e gli ioni prodotti sottoposti ad un campo elettrico E migrano verdo l’anodo producendo un segnale elettrico R gas - - - - - E + + + + + Part. carica GND

Micromegas produzione di coppie elettrone-ione HV1 catodo produzione di coppie elettrone-ione ‘drift’ tra catodo e mesh moltiplicazione tra ‘mesh’ e strip/pad produzione di un segnale ‘veloce’ sulle strip di lettura HV2 Regione di drift mesh moltiplicazione Regione di R GND MicroMEsh GAseous Structure

Moltiplicazione a valanga Gli elettroni ( e gli ioni…) si moltiplicano con legge esponenziale: N=N0eax a=primo coeff. di Townsend Tale effetto è funzione della miscela di gas, di T, di P, dell’HV… Studiare il coefficiente di moltiplicazione M=N/N0 (Gas Gain) in funzione della tensione misurando l’ampiezza d’impulso (vs HVmesh) corrispondente ad una perdita di energia fissata

Effetto Auger Sorgente di Fe55 fotoni da circa Eg=5.9 KeV Argon: EK=3.2KeV, EK-EL=2.9KeV fotoelettrico+fluorescenza :15% fotoelettrico+Auger : 85% Atomo di Argon g, Eg g, Eg g EK-EL e- Auger ~EK e- Eg - EK e- Eg - EK

Spettro di ampiezza d’impulso Ampiezza impulso N eventi Eg - EK ~ Eg

Trattamento statistico dei dati Fit con somma di due gaussiane per individuare il valor medio del picco ‘Auger’ Fit dell’andamento di tale valor medio in funzione dell’HV Stima degli errori statistici e sistematici

Strumentazione misura ‘gas gain’ Sorgente di Fe55 ADC MCA Ampl. Crate NIM GAS MIXTURE HV

THE END

Velocità di drift…. Cluster First strip Last strip Misurando il tempo di arrivo su ogni strip è possibile ricavare la velocità di drift tramite un fit lineare Track inclination: 40° Ar:CF4:iC4H10 (95:3:2) Drift field: 360V/cm Rob Veenhof vd = 8.4 cm/us Drift path (mm) 8 cm/µm Drift time (ns)

Strumentazione misura di V_drift Cosmici TDC AND START Amplif. STOP Crate VME scintillatori