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Rivelatori di traccia

Materiale didattico per il corso di Introduzione ai rivelatori di particelle del Prof. Roberto Carlin, all'interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: rivelatori di traccia e misura della quantità di moto; misura della deflessione e misura della sagitta; analisi degli effetti del... Vedi di più

Esame di Introduzione ai rivelatori di particelle docente Prof. R. Carlin

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Introduzione ai

rivelatori di

particelle

Parte 9

Rivelatori di traccia

e misura della

quantità di moto

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 1

Introduzione ai rivelatori di particelle

rivelatori di traccia

I rivelatori di traccia sono usati

• per

la misura della quantità di moto

– delle tracce cariche

dalla deflessione in campo magnetico

misure di topologia dell’evento

– misure di precisione del vertice di

• interazione e di vertici secondari

identificazione delle tracce cariche in

• eventi densi

misure di dE/dx

– trigger

– non sempre è possibile un trigger

• veloce

lunghi tempi di deriva in rivelatori a gas

– grande numero di canali in rivelatori a

– semiconduttore

spesso usati in trigger di secondo e

• terzo livello

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 2

Introduzione ai rivelatori di particelle

misure di quantità di moto

p

=

R qB

Curvatura in campo

• con p in GeV/c e carica unitaria

magnetico −19

⋅1.6 ⋅10

9

10

[ ]

= ×

p p GeV c

costante, ortogonale

– ⋅10 8

3

alla velocità −19

⋅1.6 ⋅10

9

10

p 10 p

⋅10 8

3

= =

R −19

⋅10 ⋅

1.6 B 3 B

p 0.3RB

θ

L R per angoli non troppo grandi

L BL

θ =

= 0.3

R p

0.3 ∫

θ = Bdl (se B non è uniforme)

p

0.3 ∫

=

p Bdl

θ

( ) ( )

σ σ θ

p p ( )

σ θ

= = ∫

θ

p 0.3 Bdl

Il valore di p si può ricavare dall’angolo di

• deviazione

a parità di errore sull’angolo aumenta

• σ(p)/p

linearmente con p

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 3

Introduzione ai rivelatori di particelle

misura della deflessione

la misura di bending

• richiede due misure di

direzione

B almeno due punti prima e

• dopo il magnete

x x

θ≈ 2 1

d

1 2

( ) ( )

( ) ( )

σ θ σ σ σ

= + =

2 2

x x x

1 2

d d

x

x 2 θ θ θ

= −

1 θ bending 1 2

( ) 2

d ( ) ( )

σ θ σ θ σ

= =

2 x

bending d

( )

σ p p 2 p

( ) ( )

σ θ σ

= = x

∫ ∫

p 0.3 Bdl 0.3d Bdl

( )

∫ σ µ

= = =

B dl 1Tm d 1m x 200 m

( )

σ p

Esempi −3

= ⋅10

1.3 p con p in GeV /c

p ( )

σ −3

= → =1.3 ⋅10 ≈

p 1GeV / c p p 0.1%

( )

σ −2

= → =1.3 ⋅10 ≈

p 10GeV / c p p 1%

( )

σ −1

= → =1.3 ⋅10 ≈

p 100GeV / c p p 10%

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 4

Introduzione ai rivelatori di particelle

misura della deflessione

misura di momento attraverso la deflessione

• adatta a misure di fasci

– misure in esperimenti a bersaglio fisso

– misure di muoni

– misure multiple di bending in ferro magnetizzato

alternativa

• misura della sagitta

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 5

Introduzione ai rivelatori di particelle

misura della sagitta

R

θ/2 L

s

θ

L R θ

2 2

L

= − → ≈ =

s : L 2 L 2 : (2R s) s R

8R 8

2

BL

=

s 0.3 (se B è uniforme, p in GeV/c)

8 p

σ σ σ

(p) (s) 8 (s)

= = p

2

p s 0.3BL

di nuovo cresce con p

• σ(p)/p

misura della traccia all’interno del

– campo magnetico

si può migliorare l’errore misurando in

– più punti

oltre che, ovviamente, aumentando B, L e la

• risoluzione del singolo punto

AA 2008/2009 Cesare Voci - Roberto Carlin 6

Introduzione ai rivelatori di particelle

misura della sagitta

La misura della sagitta deve essere fatta

• con almeno 3 punti x

+

x x 2

= − 2 3

s x

1 2 x

x 3

1 3 ( )

σ

8 x

σ σ

3 (p) (s)

( ) ( ) 2

σ σ

= → = =

s x p

2

2 p s 0.3BL

Se si misura con più punti la traccia all’interno del

• campo magnetico, si arriva alla seguente relazione:

( )

σ σ

(p) x

= + ⋅

720 /(N 4) p

2

p 0.3BL

( )

σ µ

= = =

B 1.4T L 1.5m x 200 m N = 100

( )

σ p −4

= ⋅10

5.6 p con p in GeV/c

Esempi p ( ) −3

σ

= → =1.1⋅10 ≈

p 2GeV /c p p 0.1%

( ) −2

σ

= → =1.1⋅10 ≈

p 20GeV /c p p 1%

( ) −1

σ

= → =1.1⋅10 ≈

p 200GeV /c p p 10%

( )

σ =100% → ≈

p p p 2TeV

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Atreyu

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+1 anno fa


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: rivelatori di traccia e misura della quantità di moto; misura della deflessione e misura della sagitta; analisi degli effetti del multiple scattering; rivelatori di vertice.


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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