Relatore: Chiar. mo Prof. Edoardo GORINI Corelatore: Dott. Gabriele CHIODINI Candidato: Giovanni F....
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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
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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.
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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)
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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.
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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.
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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).
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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)
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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.
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Il programma di controllo (2)
• Sottoprogramma di controllo miscela di gas
• composizione
• corretta erogazione
• interruzione alte tensioni in caso di anomalie
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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
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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
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Analisi dati - Caratteristica tensione-corrente
00
V
V
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Analisi dati - Caratteristica rumore-corrente
Igap(A)/noise(Hz) ~ 110pC
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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.
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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…).