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Introduzione ai rivelatori di particelle

Classificazione

Calorimetri

• misura dell’energia assorbendo tutta

– l’energia nel detector

Calorimetri EM (per elettroni, positroni,

• fotoni)

Calorimetri adronici

Rivelatori densi e profondi per

– contenere completamente l’energia

Caratteristiche importanti

– Risoluzione

• Segmentazione

• separazione di “jets”

– calcolo dell’energia mancante

Ermeticità

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 4

Introduzione ai rivelatori di particelle

Classificazione

Rivelatori di muoni

• rivelatori di tracce posti a valle di uno

– spesso assorbitore (in genere un

calorimetro)

ulteriori stati di assorbitore tra i vari strati

• di rivelatore per confermare

l’identificazione

in genere, ri-misura del momento in

– campo magnetico per verifica con la

misura iniziale

discriminazione di muoni secondari da

• decadimenti in volo di altre particelle

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Classificazione

PID (Particle Identification)

• Misurando o o la velocità, e noto

– β γ

p = si misura la massa e si

βγmc,

identifica la particella

discriminazione dei tipi di particelle in un

• decadimento per lo studio di stati finali

Trigger e Veto

• rivelatori utili a selezionare

– velocemente gli eventi con

caratteristiche interessanti scartando il

fondo di eventi “banali”, o per vetare

eventi indesiderati (cosmici, fondo

dovuto ad aloni del fascio)

requisiti di risoluzione meno stringenti

• in genere devono essere veloci per

• permettere una selezione rapida

Altri rilevalori

• misure di “luminosità” del fascio

– misure di dose di radiazione assorbita

– allarme per la protezione di altri rivelatori

• sensibili

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Tecniche utilizzate

Numerose tecniche basate sugli effetti

• descritti nei capitoli precedenti

ionizzazione in gas o liquidi

– rivelatori a stato solido (coppie elettrone/

– lacuna) in semiconduttori

scintillatori (luce emessa dagli atomi eccitati)

– rivelatori Cherenkov

– rivelatori storici (emulsioni fotografiche,

– camere a bolle, a nebbia, etc)

Spesso con la stessa tecnica si possono

• realizzare rivelatori con scopi diversi

rivelatori a gas per spettrometri e rivelatori di

– muoni

Spesso un rivelatore ha più funzioni

• combinate

un rivelatore a gas può fare da spettrometro, e

– da particle-id usando dE/dx

i calorimetri e i rivelatori di muoni spesso

– vengono usati per il trigger

Scelte costruttive e compromessi diversi a

• seconda dell’insieme di funzioni volute e

delle condizioni al contorno

velocità richiesta al trigger

– risoluzioni necessarie

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Prestazioni

Risoluzione

• accuratezza delle misure (energia,

– posizione, tempo)

larghezza della distribuzione delle misure

• attorno al valore medio

= −

z z z

misurata vero

( )

∫ zD z dz

=

z ( )

∫ D z dz

( ) ( )

∫ 2

z z D z dz

σ =

2 ( )

z D z dz

dove D(z) è la funzione di distribuzione

• in molti casi, i risultati sono distribuiti in

• maniera gaussiana

in genere si quota come risoluzione ±σ che

• z

corrisponde ad una probabilità del 68.3% di

trovare il risultato entro quell’intervallo

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Atreyu

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DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Introduzione ai rivelatori di particelle del Prof. Roberto Carlin, all'interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: classificazione dei rivelatori di particelle; rivelatori di vertice e rivelatori di traccia; i calorimetri; rivelatori di muoni; analisi dell'efficienza e della risoluzione dei rivelatori; definizione di tempo di risposta e di tempo morto.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in fisica
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Introduzione ai rivelatori di particelle e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Carlin Roberto.

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