F. Ambrosino. Rivelatore inserito nel contesto dell’esperimento NA62 al CERN Resosi necessario da studio dei fondi da interazioni anelastiche del fascio.

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1 F. Ambrosino

2 Rivelatore inserito nel contesto dell’esperimento NA62 al CERN Resosi necessario da studio dei fondi da interazioni anelastiche del fascio con il GTK Responsabilità di Napoli: rivelatore progettato e realizzato interamente qui K+K+ ++ Last silicon tracker layer (GTK) ( <0.5% X 0 ) ~ 30 cm ~ 1.5 m

3 Alta efficienza per particelle cariche Capacità di sostenere alti rate (>10 kHz/cm 2 ) Risoluzione temporale < 1 ns → lettura xy per correzione tempi Funzionamento in vuoto spinto (10 -6 mbar) Possibilità di tracciare particelle cariche per determinare la struttura dell’alone del fascio Il tutto con vincoli piuttosto stringenti di tipo economico e di tempo…

4 Scintillatori a sezione triangolare prodotti a FNAL Polistirene coestruso con copertura di TiO 2 (0.25 mm) Veloce, buona resa di luce, rad-hard, economico, bassa trasparenza → lettura a fibre Si assembla in strutture autoportanti e senza crack La forma triangolare permette di ottenere ottime risoluzioni spaziali (< 3mm) se abbinato a una misura di carica rilasciata Accoppiato a fibre WLS estremamente veloci (BCF92) trattate con un procedimento di specchiatura ad una estremità

5 Fotomoltiplicatori al Si Hamamatsu Basse potenze dissipate, ideali per il vuoto Capacità di sostenere rate di un ordine di grandezza maggiore di quello di un PMT convenzionale Eccellente risoluzione temporale Risposta lineare da 1 a circa 400 fotoni 1.3 mm 2 superficie sensibile, 676 pixels Matching ideale con le fibre Caveat: dipendenza da T

6 Connettori custom disegnati appositamente per allineare meglio di 50  m fibre e SiPM Studio approfondito di colle ottiche per l’accoppiamento fibra scintillatore e di colle strutturali per l’incollaggio del detector (il tutto compatibile con il vuoto) Dime di precisione realizzate con la macchina ad elettroerosione dell’OM per la costruzione del detector

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8 Resa in fotoelettroni studiata su trigger di raggi cosmici verticali Due barre adiacenti hanno risposta anticorrelata. La somma delle due esibisce il caratteristico picco di MIP con coda di Landau Circa 25 fotoelettroni/MeV osservati Npe sum

9 Media pesata dei tempi delle due barre Correzione di time slewing ottenuta per mezzo del Time Over Threshold Contributo del trigger misurato separatamente circa 400 ps Stima conservativa della risoluzione circa 750 ps, migliore di quella richiesta Time vs charge  = 0.76 ns

10 Necessità di caratterizzare i SiPM misurando la Vbd in funzione di T Sistema semiautomatico con multiplexer x32 e letture I-V in camera termostatica Verrà utilizzato per caratterizzare tutti i 300 SiPM del CHANTI

11 Necessità di testare l’omogeneità delle barre prodotte In camera termica per selezionare cosmici verticali si ottiene basso rate, impossibile misurare cosmici verticali in più di un punto in tempi ragionevoli Uso di sorgenti non del tutto pratico Possibilità di usare la risposta delle barre in autotrigger ai cosmici con soglia alta (per sopprimere il rumore termico) 50 mV – 0.02 Hz 1 pe -> 2.7 mV CommentNeven ts Thr 50 mV Nevents Thr 150 mV N 150 / N 50 No Glue2002 25813.0 % Glue No uniform2000 364 18.2 % Glue No uniform Turn 2000 35417.7 % Glue2000 57028.5 % Glue2000 49324.7 % Glue2000 48824.4 %

12 -Lavoro sperimentale proposto: caratterizzazione di barre di scintillatore in camera termostatata, e analisi dei dati relativi. È un metodo che è stato già utilizzato per caratterizzare oltre 120 barre sulle 300 necessarie per il rivelatore, quindi si tratta di applicare una procedura già consolidata. Permette di acquisire una prima confidenza con sistemi come: Labview, oscilloscopio digitale letto via GPIB, contatori NIM, etc.

13 Vuoto Ampl. & bias shapers TDC Amplificatori veloci 20 X & Settaggio individuale del bias voltage dei SiPM: O(mV) resolution 0.1% stability Lettura corrente a 1 nA Time Over Threshold LVDS shapers HP-TDC su TEL62 board (512 canali) Feed through 1.5 m coax. cable