Relatore:Chiar. mo Prof. Edoardo GORINI

Corelatore:Dott. Gabriele CHIODINI

Candidato:Giovanni F. Tassielli

UNIVERSITA` DEGLI STUDI di LECCEFACOLTA` DI SCIENZE MM. FF.NN.

Corso di Laurea in Fisica

SISTEMA DI CONTROLLOE RISULTATI PRELIMINARI DELLA STAZIONE DI TEST DEGLI RPC

DI ATLAS

Sommario

1) ATLAS al Large Hadron Collider.

2) La stazione di test con raggi cosmici per gli RPC di ATLAS.

3) Analisi dati.

• perchè i rivelatori RPC.

• Il sistema di controllo dei parametri.• Il programma di analisi off-line.

• Caratterizzazione sperimentale degli RPC.

ATLAS ad LHC

• Ricerca del bosone di Higgs.

• Studio della rottura spontanea di simmetria EW.

• Studio della fisica alla frontiera dell’energia oggi raggiungibile.

collisione

_

Regione di Barrel (≈ 25o < θ < 155o)

Spettrometro dei μ: RPC nella zona

centrale per selezionare eventi con muoni

x

yz

p-p (7 + 7 TeV)

Perchè i rivelatori RPC (Resistive Plate Chamber)

• Risposta veloce ~ 1 ns.

• Buona risoluzione spaziale xy ~ 1 cm.

• Capacità di operare a flussi elevati ~ 1kHz/cm2 con alta efficienza ~ 97 %.

• Copertura di grandi superfici 3650 m2

con costi relativamente contenuti.

Perchè i rivelatori RPC- Struttura e funzionamento

• spessore volume di gas 2mm.

• elettrodi in bakelite bakelite ~ 1010 cm.

• superfici interne ricoperte con olio di lino.

• superfici esterne ricoperte ~ 200m di grafite.

• Alta tensione ~ 10 kV. Segnale rilevato per accoppiamento capacitivo, amplificato e discriminato.

La Stazione di test di Lecce

Necessaria per certificare la qualita’ dei rivelatori prima di essere collocati nell’esperimento ATLAS.

In grado di caratterizzare fino ad 8 RPC contemporaneamente (camere sotto esame).

Test effettuati selezionando raggi cosmici con 4 RPC (camere di trigger).

Sistema di controllo

MKS 647B

To DAQ

HV: CAEN sy1527

Computer di controllo del gasComputer principale di controllo

Sistema del gas

Pannelli di servizio (gas e tensioni)

Il programma di controllo (1)

• Impostazione e monitoraggio dei parametri (miscela di gas, HV, V, Vth, I, …)

• Monitoraggio parametri ambientali.

• Procedure di allarme e di intervento.

• Sincronia con il sistema d’acquisizione per automatizzare le prese dati.

(oltre 500 parametri da gestire)

• Facilità di utilizzo.

• Flessibiltà nella scelta della configurazione di lavoro.

• Controllo remoto.

Il programma di controllo (2)

• Sottoprogramma di controllo miscela di gas

• composizione

• corretta erogazione

• interruzione alte tensioni in caso di anomalie

Analisi off-lineProgramma M.A.L.I.C.E. (in C++)

• analisi dettagliate del comportamento di ogni singolo canale di elettronica

• ricostruzione delle tracce fisiche

• misura dell’efficienza di ogni pannello di lettura degli RPC

mm

Counts

Analisi dati

• Canali non funzionanti e livello di rumore:non funzionanti ~ 3%

rumorosi ~ 7%

Efficienza media al plateau ~ 95%

• Curve di efficienza:T = 31 0C

Analisi dati - Caratteristica tensione-corrente

00

V

V

eIR

VI

0V

Vdeff

Analisi dati - Caratteristica rumore-corrente

Igap(A)/noise(Hz) ~ 110pC

Conclusioni

• Stazione di test pronta a caratterizzare in modo sistematico i rivelatori RPC.

• Sistema di controllo della stazione adeguato alle necessità.

• Programma di analisi off-line in grado di analizzare dettagliatamente il comportamento degli RPC.

Sviluppi futuri

Mappatura dell’efficienza locale dei rivelatori RPC (radiografia): Spaziatori interni. Profili di chiusura.

Monitoraggio dei parametri di lavoro indipendente dalla presa dati (24 ore su 24) e adeguata visualizzazione.

Studi ad alta statistica delle caratteristiche dei rivelatori RPC

per diverse condizioni di lavoro (T, miscela di gas, umidità…).