La stazione di test a raggi
cosmici di Napoli per gli RPC
di ATLAS
Paolo Iengo
Atlas 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)
P. Iengo
LXXXVIII Congresso Nazionale SIF
Alghero
ATLAS e gli RPC
RPC 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.
P. Iengo
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Gli RPC di ATLAS
Gas
HV
X readout
strips
Bakelite
Plates
Foam
Grounded
plane
HV ~ 10 KV
(Egas~ 5 KV/mm)
Y readout
strips
PET spacers
Graphite
electrodes
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). P. Iengo
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bachelite ~ 1010 cm ;
d = 2 mm ;
superfici interne trattate
con olio di lino
Elettrodi per HV di
grafite ~ 200m
Strip di lettura  e  in
rame, pitch tipico 30
mm
Gas: C2H2F4 96.7% C4H10 3% - SF6 0.3% ;
d=2 mm
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
C
A
M
A
C
R
a
c
k
V
M
E
HV
&
BT
PC
Slow Control
PC DAQ
Ethernet
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R
a
c
k
Gas
H
V
Sy
127
60 µA
5 – 15 June
Currents
CAEN H.V.
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
P. Iengo
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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
P. Iengo
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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
P. Iengo
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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
P. Iengo
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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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Il sistema di trigger
8 scintillatori plastici da 100 x 25
cm2 ciascuno, 4 (in OR) sul piano
superiore e 4 (in OR) su quello
inferiore.
Risoluzione ~ 1 ns
Il segnale di trigger è preso in “common
stop” sul piano inferiore ed è dato dall’
AND logico fra i due piani.
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Il Sistema di Tracciamento
2 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)
P. Iengo
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Velocita’ di Drift
Distribuzione dei Residui
v = scarto
2 iterazioni ( v ) vs  10 metodo
iterativo
Necessità di parametrizzare (t):
(t)
(t) ~ cost.
PDF(| v) = N[G(+v·t, (t))+P. Iengo
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+G(-v·t,
(t))]
Alghero
t
Risoluzioni
Risoluzioni tipiche
ottenute in questo
modo sono:
 < 400 m
P. Iengo
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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
P. Iengo
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Esempio di studi localizzati (II)
Efficienza intorno
agli spaziatori
8 mm
12 mm
Eff.
2mm
4mm
h


Eff. “propria” = 97.8%
Eff. “aletta” = 72.0%
R(mm)
P. Iengo
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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’
P. Iengo
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