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La stazione di test a raggi cosmici di Napoli per gli

RPC di ATLAS

Paolo IengoAtlas 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)

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ATLAS e gli RPCRPC 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.

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Gli RPC di ATLASGrounded

planeBakelite Plates Foam

PET spacers

Graphite electrodes

X readout stripsHV

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 ~ 200mStrip di lettura e in rame, pitch tipico 30 mm

Gas: C2H2F4 96.7% - C4H10 3% - SF6 0.3% ; d=2 mm

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).

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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

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La Stazione di test (II): il DCS

EthernetPC DAQ

C AM AC

VME

PC Slow Control

R ac k

HV &

BT

R ac k

Gas

H V

Sy127

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5 – 15 June Currents

CAEN H.V.

60 µA

11 kV

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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

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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

La presa dati

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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

La presa dati

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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

La presa dati

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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

La presa dati

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Il sistema di trigger8 scintillatori plastici da 100 x 25 cm2 ciascuno, 4 (in OR) sul piano superiore e 4 (in OR) su quello inferiore.

Il segnale di trigger è preso in “common stop” sul piano inferiore ed è dato dall’ AND logico fra i due

piani.

Risoluzione ~ 1 ns

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Il Sistema di Tracciamento2 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)

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Velocita’ di DriftDistribuzione dei Residui

v = scarto2 iterazioni ( v ) vs 10 metodo

iterativo

(t)

t

(t) ~ cost.

PDF(| v) = N[G(+v·t, (t))+ +G(-v·t, (t))]

Necessità di parametrizzare (t):

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Risoluzioni

Risoluzioni tipiche ottenute in questo

modo sono:

< 400 m

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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

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Esempio di studi localizzati (II)

Eff. “propria” = 97.8%

Eff. “aletta” = 72.0%

h

2mm

4mm

Eff.

R(mm)

8 mm

12 mm

Efficienza intorno agli spaziatori

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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’