La stazione di test a raggi cosmici di Napoli per gli RPC di ATLAS Paolo Iengo Atlas 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) P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

Resistive Plate Chambers ATLAS e gli RPC RPC 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. P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero Gli RPC di ATLAS Grounded plane Bakelite Plates Foam PET spacers Graphite electrodes X readout strips HV 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 ~ 200m 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). Strip di lettura  e  in rame, pitch tipico 30 mm Gas: C2H2F4 96.7% - C4H10 3% - SF6 0.3% ; d=2 mm P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

La Stazione di test (II): il DCS PC Slow Control R a c k HV & BT Gas H V Sy 127 PC DAQ C A M V E Ethernet P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 5 – 15 June 60 µA Currents 11 kV CAEN H.V. P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero Il sistema di trigger 8 scintillatori plastici da 100 x 25 cm2 ciascuno, 4 (in OR) sul piano superiore e 4 (in OR) su quello inferiore. Risoluzione ~ 1 ns Il segnale di trigger è preso in “common stop” sul piano inferiore ed è dato dall’ AND logico fra i due piani. P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

Il Sistema di Tracciamento 2 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) P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

Velocita’ di Drift (t) ~ cost. Distribuzione dei Residui v = scarto 2 iterazioni ( v ) vs  10 metodo iterativo Necessità di parametrizzare (t): (t) (t) ~ cost. PDF(| v) = N[G(+v·t, (t))+ +G(-v·t, (t))] P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero t

Risoluzioni Risoluzioni tipiche ottenute in questo modo sono:  < 400 m P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

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 P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

Esempio di studi localizzati (II) 8 mm 12 mm Efficienza intorno agli spaziatori  h  2mm 4mm Eff. Eff. “propria” = 97.8% Eff. “aletta” = 72.0% R(mm) P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero

LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero 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’ P. Iengo LXXXVIII Congresso Nazionale SIF Alghero