New Radioactivity Forum

Ciao a tutti,
il rivelatore sul quale sto lavorando in gergo viene detto TPC, o Time Projection Chamber. In linea di principio è una camera a ionizzazione che però, grazie ad accorgimenti particolari, può non solo tracciare la particella in esame, ma anche identificarla e stabilirne l'energia. Un suo disegno schematico è il seguente:

(credit Rlinehan)
Come funziona?
La camera è riempita di gas, una particella carica, solitamente uno ione, ionizza questo gas producendo coppie elettrone - ione. A questo punto, grazie al campo elettrico perpendicolare al piano di raccolta, gli elettroni si muovono verso un anodo, che però, a differenza dei rivelatori con cui abbiamo di solito a che fare, è segmentato in tanti elettrodi (detti pad), permettendo di stabilire il punto al di sopra del quale è avvenuta la ionizzazione. Guardando la differenza di tempo di arrivo degli elettroni, nota la loro velocità di deriva, si può stabilire l'altezza a cui è avvenuto l'evento di ionizzazione e quindi, mettendo insieme i dati dei vari pad, possiamo ricostruire il tragitto della particella.
Oltre a una misura di tempo, possiamo anche fare una misura di carica, e determinare quanta energia ha perso lo ione in ogni punto del suo percorso. Andando a confrontare l'energia depositata in totale con il tasso al quale la particella perde energia siamo in grado di identificarla.

Nel fine settimana caricherò qualche foto e scriverò di preciso come mai serva costruire un rivelatore di questo tipo. Spero che abbiate trovato interessante questa breve spiegazione

Interessante, grazie!!!

Molto interessante.....grazie per la condivisione.

[Local Link Removed for Guests] ha scritto: [Local Link Removed for Guests]

12/07/2018, 22:07

Spero che abbiate trovato interessante questa breve spiegazione

Certo che interessa!

Interessante, grazie per la condivisione!

Rieccomi, dopo un fine settimana impegnativo e una settimana ancora più impegnativa, mi ritrovo ad avere di nuovo tempo per scrivere. Prima di tutto metto un paio di foto dove si vede l'interno della TPC:


Qui si vede molto bene la doppia field cage: i fili orizzontali, disposti su una gabbia, servono a generare un campo elettrico il più uniforme possibile. Come si vede c'è una gabbia interna, molto fitta, che genera il campo elettrico, e una esterna, più rada, che ne corregge alcune disomogeneità. Nei primi esperimenti, infatti, ci si è accorti esso era distorto vicino ai bordi, pertanto si è aggiunta questa seconda gabbia per correggere questo errore.
I segmenti che si vedono sul fondo non sono i pad di cui ho parlato nel post precedente, si tratta della membrana superiore, trasparente agli elettroni, di dispositivi chiamati Micromegas. Al di sotto di quella membrana è presente un sottile strato di gas dove è presente un campo elettrico molto elevato, che permette un'amplificazione del segnale di carica, con il meccanismo a valanga, prima della sua raccolta.


Qui si vede una parte dell'elettronica di protezione, c'è una mano che fornisce le proporzioni. La parte interessante sta nel numero di canali, ben 2048 nel solo pad plane (32 x 64). A questi si aggiungono i canali dei rivelatori ancillari, dei quali parlerò la prossima volta.

Dato l'elevato numero di canali, la conseguente complessità dell'elettronica, la necessità di un sistema per il controllo del gas, la messa in opera di un rivelatore del genere è un'operazione abbastanza lunga. Forse nella prossima settimana dovremmo riuscire ad accenderlo. Fatto ciò entrerà in campo la parte di programmazione, a cui si è lavorato molto negli scorsi mesi. I dati grezzi, infatti, sono semplicemente dei segnali di carica raccolti dai singoli pad. Da questi bisogna partire, ricostruire gli le tracce e poi gli eventi.

Davvero un lavoro che dire interessante è poco.....cosa non darei per poter essere li !!

Complimenti, ottimo lavoro ed ottima esposizione!