Upgrade del rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar

1. Upgrade del rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar Mirco Andreotti XVII Ciclo di Dottorato di Ricerca in fisica 27 Novembre 2002

2. Fasci asimmetrici: L’esperimento Babar • Studia la violazione della simmetria CP nei decadimenti dei mesoni La coppia di mesoni si ottiene dalla reazione:

3. SVT : rivelatore di vertice • DCH : camera a deriva • DIRC : rivelatore di luce Čerenkov • EMC : calorimetro elettromagnetico • Magnete superconduttore : B=1.5 T • IFR : rivelatore di μ e adroni neutri (K0L e K0S) Il Rivelatore Babar

4. 6 sestanti 19 strati 3 moduli Il rivelatore di muoni IFR Rivelatore composto da RPC (Resistive Plate Chamber) ottenuto nel ferro di ritorno del campo magnetico: 342 camere in totale

5. Efficienza dell’IFR Maggio 2000 Luglio 2002

6. Diminuzione di efficienza nel tempo • dovuto a: • Il vecchio sistema di distribuzione dell’alta tensione inefficiente: camere che assorbono alte correnti dovevano essere disconnesse. • Perdita di efficienza delle camere. • Sistema di distribuzione del gas inefficiente. Efficienza delle camere Upgrade dell’IFR • Nuovo sistema di distribuzione dell’HV. • Nuovi rivelatori da sostituire agli RPC.

7. HV Power Supply 12 HV Box Distribution 342 RPC • Vecchio sistema: ogni HV-Box era alimentato da 3 HV-PS. Ciò permette di poter alimentare camere che prima non potevano essere alimentate. • Nuovo sistema: ogni HV-Box è alimentato da 6 HV-PS. Nuovo sistema di distribuzione dell’HV Nuovo HV Box Distribution RPC HV Power Supply

8. La distribuzione delle camere nei box deve essere tale da: • minimizzare la corrente assorbita da ogni gruppo • massimizzare il numero di camere alimentate tenendo conto della disposizione delle scatole sul rivelatore. Nuovo sistema di distribuzione dell’HV • Sono state rimpiazzate le 12 vecchie scatole di distribuzione con quelle nuove. • Ogni nuova scatola può alimentare fino a 36 camere utilizzando 6 HV-PS. • In totale dobbiamo alimentare 342 camere. Distribuzione delle camere Misura delle correnti assorbite da ogni camera alla tensione di lavoro di 7600 V Determinazione della distribuzione delle camere seguendo i requisiti descritti sopra.

9. Test di mappatura canale per canale del nuovo sistema di HV • mappatura dell’HV : accertare che ogni uscita del Box-HV alimenti la camera assegnata. • mappatura dell’interfaccia grafica EPICS di controllo del rivelatore. Run di cosmici e controllo con il Fast Monitoring Online ½ barrel acceso come trigger Lettura della risposta del rivelatore con il Fast Monitoring Online durante l’acquisizione dati. Camere accese da testare

10. Vecchio HV : • 24 camere disconnesse • Nuovo HV : • 22/24 camere connesse. • 2/24 rimangono disconnesse. Confronto fra vecchio e nuovo HV Conclusioni • Tre scambi nella mappatura delle camere. • Molti errori nella mappatura di EPICS. • Tutte le camere che prima erano disconnesse e ora sono connesse mostrano e > 0. Risultati dei test

11. Fili a tensione positiva (~4600 V) Pareti rivestite di grafite a massa Strip di lettura ortogonali Nuovi rivelatori • Si vogliono sostituire gli attuali RPC con LST (Limited Streamer Tube, o tubi di Iarocci). • Ogni nuova camera è composta da 2 strati ciascuno con 8 tubi. • Ogni camera dovrà essere lunga circa 4 m.

12. Test su prototipi a Ferrara • Condizionamento delle camere: procedura preliminare per il funzionamento. • Plateau delle camere per la determinazione della tensione di lavoro • Spettro in ampiezza dei segnali dai fili e dalle strip. • Misure di efficienza di rivelazione. • Ottimizzazione della miscela del gas da usare.

13. AND TRIGGER Scintillators Strip Layer up turn off Layer down turn on @ 4600 V Chamber Test sui primi prototipi a Ferrara • Dai primi due prototipi siamo riusciti ad ottenere solamente alcuni segnali da fili e strip. Utilizzando il seguente apparato: Miscela di gas utilizzata: Ar/C4H10/CO2 (2.5/9.5/88)%

14. Strip Filo Alcuni segnali

15. Possibili motivazioni del mal funzionamento dei prototipi • Difetti di fabbricazione. • Miscela di gas non adeguata. • 7 nuovi prototipi: • 3 sono attualmente sottoposti al condizionamento. • test imminenti.

16. ……..

17. Misure del Fattore di Forma del Protone nella Regione Tempo a Grande Quadrimpulso Trasferitodai dati raccolti dall’esperimento E835 al Fermilab

18. s (GeV2) N 14.40 0 11.63 32 18.22 0 12.43 34 Selezione di in E835 eana = 60 % • Sezione d’urto differenziale

19. Stato finale J/yinclusivo: • Conversione di fotoni in e+e- e decadimento Dalitz delp0: • Stato finale adronico in due corpi: Studio dei fondi

20. (a) (b) Contributo elettrico trascurabile Calcolo del fattore di forma

21. Risultati del fattore di forma

22. …….

23. Meeting, congressi, lavori e trasferte anno 2002 • 1) Trasferta a Fermilab (Batavia-Illinois) dal 25/02/2002 al 03/03/2002. • Partecipazione al meeting della Collaborazione E835. • Presentazione: “Risultati della misura del fattore di forma del protone nella regione • tempo”. • 2) Trasferta a Roma, Università La Sapienza dal 23/05/2002 al 24/05/2002. • Partecipazione alla riunione di Analisi Babar Italia. • 3) Trasferta a SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, Palo Alto – California) • dal 01/07/2002 al 31/08/2002. • - Partecipazione al rinnovo del sistema di distribuzione dell’alta tensione del • rivelatore di muoni IFR dell’esperimento Babar. • - 08/07/2002-12/07/2002 partecipazione al meeting della Collaborazione Babar. • Presentazione alla sessione parallela sui rivelatori: “Status of the DCH waveform • analysis” • - 05/08/2002-16/08/2002 partecipazione alla “XXX SLAC Summer Institute” : • “Secrets of the B Meson”. • 4) Trasferta ad Alghero (Sardegna) dal 25/09/2002 al 01/10/2002. • Partecipazione al LXXXVII Congresso Nazionale Società di Fisica Italiana. • Presentazione : “Misure del Fattore di Forma del Protone nella regione Tempo a • Grande quadrimpulso trasferito, ottenute dall’esperimento E835 al Fermilab”.

24. 5) Trasferta a Torino dal 13/10/2002 al 14/10/2002. • Partecipazione al Meeting della Collaborazione E835. • Presentazione : “ Effects of new threshold on the form factor analysis”. • 6) Trasferta a Bari dal 23/10/2002 al 25/10/2002. • Partecipazione alla riunione di analisi Babar Italia. • 7) Trasferta a SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, Palo Alto – California) • dal 03/12/2002 al 16/12/2002. • - 04/12/2002-06/12/2002 Partecipazione al workshop : “Vxb and Vtx: a workshop • on semileptonic and radiative rare B decays” • - 08/12/2002 Partecipazione al workshop: “replacement of the IFR”. • - 09/12/2002-13/12/2002 Partecipazione al meeting della Collaborazione Babar. • Totale giorni trasferta all’estero = 82 • Totale giorni trasferta nazionale = 14 Corsi e scuole seguiti nell’anno 2002 1) Corso integrativo : “Radioterapia con fasci adronici” tenuto dalla dott.sa Katia Parodi. Durata del corso 18 ore. 2) Corso : “Rivelatori per la fisica delle particelle elementari” tenuto dal dott. Livio Piemontese. Durata del corso 30 ore. 3) Scuola di Fisica descritta al punto 3) sopra.