Μια περιγραφή της λειτουργίας των ανιχνευτών microMegas.

1. Micro Mesh Gaseous Structure
Detector
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

2. Κατηγορία:
Ανιχνευτής Αερίου
(Micro Pattern Gaseous Detectors)
 George Charpak  Ιωάννης Γιοματάρης
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

3. Δομή του MicroMeGaS
 κάθοδος (Drift Plane)
 μικροπλέγμα (Micro-mesh)
 άνοδος (Read-out Strips)
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

4.  Ηλεκτρόδιο ολίσθησης: πλεγματική δομή με διαφάνεια κοντά στο 80%
 Μικρο-πλέγμα: μεσαίο ηλεκτρόδιο, μεταλλικό πλέγμα 3-5μm πάχους
 Πυλώνες (pillars): καλύπτουν περίπου το 1% του πλέγματος
 Ηλεκτρόδιο ανόδου: πλεγματική δομή με λωρίδες (strips)
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

5. Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

6. Αρχή λειτουργίας του Ανιχνευτή
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

7. Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Ένα φορτισμένο σωματίδιο ή φωτόνιο εισέρχεται στη περιοχή μετατροπής
Αλληλεπιδρά με τα άτομα του αερίου
Δημιουργία ζευγών ελεύθερων ηλεκτρονίων-ιόντων
Τα αρχικά ηλεκτρόνια περνούν στη περιοχή ενίσχυσης
Πολλαπλασιασμός των ζευγών ηλεκτρονίων-ιόντων στη περιοχή ενίσχυσης
Εμφάνιση φαινομένου χιονοστιβάδας
Κίνηση ηλεκτρονίων προς την άνοδο (strips) και θετικών ιόντων προς το πλέγμα
(mesh)
Η ποσότητα του φορτίου που συλλέγεται (strips) είναι ανάλογη της αρχικής
ενέργειας του σωματιδίου που εισήλθε
Λαμβάνοντας υπ’όψιν όλες τις παραμέτρους που διέπουν το πείραμα υπολογίζεται
η ενέργεια του σωματιδίου

8. Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Φαινόμενο ΧιονοστιβάδαςΤο Ηλεκτρικό πεδίο στον ανιχνευτή
Διατάραξη της ομοιομορφίας των δυναμικών γραμμών στις
τρύπες του μικρο-πλέγματος

9. Τεχνική Bulk
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

10. MicroMeGaS ανθεκτικοί σε
σπινθήρες
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

11. Πλεονεκτήματα των MicroMeGaS
Γρήγορη απόκριση (1ns για τα ηλεκτρόνια και 100ns για θετικά
ιόντα)
Αντιστάθμιση κάθε μηχανικού ελαττώματος στην εφαρμογή του
πλέγματος πάνω από τα strips, οδηγώντας σε σταθερό κέρδος.
Γρήγορη εκκένωση των ιόντων και υψηλή αναλυτικότητα του
πλέγματος.
Ίδιο σχήμα ανιχνευτή στην άνοδο τόσο για τα ιόντα όσο και για τα
ηλεκτρόνια, λόγω του σταθερού πεδίου κατά μήκος της περιοχής
ενίσχυσης.
Εξαιρετική χωρική διακριτική ικανότητα.
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.

12. Εφαρμογές των MicroMeGaS
Το πείραμα στο L.H.C στο Cern.
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Επιτάχυνση δύο αντίρροπων κινούμενων δεσμών σωματιδίων (είτε πρωτόνια,
είτε ιόντα) σε δύο διαφορετικούς σωλήνες υψηλού κενού, με περίπου την
ταχύτητα του φωτός.
Οι συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων γίνονται σε 4 σημεία του τούνελ, εκεί
υπάρχουν και οι αντίστοιχοι ανιχνευτές.
Τα δύο μεγαλύτερα πειράματα είναι τα ATLAS και CMS (Compact Muon
Solenoid).
Δύο «μεσαίου» μεγέθους πειράματα είναι τα ALICE (A Large Ion Collider) και
LHCb (Large Hadron Collider beauty)
Και δύο μικρότερα πειράματα είναι τα TOTEM (TOTal Elastic and diffractive
cross section Measurement) και LHCf (Large Hadron Collider forward)

13. Βασικά μέρη του ανιχνευτή ATLAS
• Εσωτερικός ανιχνευτής (κίτρινη περιοχή)
• Θερμιδόμετρα (πορτοκαλί και πράσινη περιοχή)
• Φασματόμετρο μιονίων (μπλε περιοχή)
• Σύστημα μαγνητών (γρι περιοχή)
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Εφαρμογές των MicroMeGaS
Αναβάθμιση του πειράματος ATLAS.

14.  Αρχικός Small Wheel  Νέος Small Wheel
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Εφαρμογές των MicroMeGaS
•Κάθε τμήμα ανίχνευσης θα περιέχει 4 ανιχνευτικούς θαλάμους (chamber).
•Κάθε chamber θα περιέχει 8 ανιχνευτικά επίπεδα MicroMeGaS.
• Τα 8 ανιχνευτικά επίπεδα του chamber θα είναι τμηματοποιημένα ανά
(multilayer).
• Ο νέος small wheel θα περιέχει 8 μεγάλα και 8 μικρά τμήματα,
δομημένα καταλλήλως ώστε να υπάρχει αλληλοκάλυψη των τμημάτων.

15.  Άριστη απόδοση σε μεγάλες τιμές φωτεινότητας
 Εξαιρετική απόδοση σε χωρική ανάλυση
 Πολύ καλή χρονική ανάλυση για το σύστημα σκανδαλισμού
 Χρήση μίγματος αερίου Αργού (Ar) με Διοξείδιο του Άνθρακα
(CO2) σε ατμοσφαιρική πίεση (το μείγμα αυτό είναι μη
εύφλεκτο και φθηνό αέριο)
 Αρκετά καλές ιδιότητες για μεγάλο χρόνο ζωής
 Οι ανιχνευτές MicroMeGaS χρησιμοποιούν τη δική τους
ξεχωριστή τεχνολογία ανίχνευσης. Επομένως είναι ευκολότερη
η εγκατάσταση, η συντήρησή τους αλλά και η χρήση τους.
 Δίνουν τη δυνατότητα προσδιορισμού των διανυσμάτων
τροχιάς σε ένα μικρό κενό ενισχύοντας έτσι την διαδικασία
διαδοχικής αναγνώρισης των τροχιών και απόρριψης των
ψεύτικων τροχιών.
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Εφαρμογές των MicroMeGaS
Γιατί MicroMeGaS;

16. Muon Tomography of Rock Density (T2DM2)
H ανάλυση της πυκνότητας του πετρώματος μπορεί να γίνει και
μέσω της παρατήρησης της ροής μιονίων και των διακυμάνσεων
αυτής.
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Εφαρμογές των MicroMeGaS

17.  Πείραμα COMPASS: μέτρηση πόλωσης των γλουονίων
μέσα στον πυρήνα
 Πείραμα HELLAZ: μέτρηση ενεργειακού φάσματος ηλιακών
νετρίνων στις χαμηλές ενέργειες
 nTOF: μέτρηση της ενεργούς διατομής σχάσης και σύλληψης
νετρονίων
 Πείραμα CAST: ανίχνευση χαμηλής ενέργειας ακτίνες Χ
 Πείραμα NA48: μέτρηση ασυμμετριών στις διασπάσεις
Κ± → π± π π
Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Εφαρμογές των MicroMeGaS

18. Τσιντάρη
Πελαγία
7ο εξ.
Σ.Ε.Μ.Φ.Ε.
Micro Mesh Gaseous Structure
Detector
Ευχαριστώ για τον χρόνο και
την προσοχή σας