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.

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1 Caratterizzazione di un particolare tipo di rivelatore a gas: le Micromegas
M.Alviggi, 28 ottobre 2009

2 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

3 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

4 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

5 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

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

7 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

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

10 THE END

11 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)

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