Ultima modifica: 18 Ottobre 2015

rivelatore EEE

progetto EEE

Fisica del rivelatore

Lo strumento che viene istallato nelle Scuole aderenti al progetto è denominato MRPC (Multigap Resistive Plate Chamber) ed è stato inventato allo scopo di misurare con grande precisione il tempo di volo delle particelle subnucleari (esempio: pioni, muoni, elettroni). L’obiettivo (raggiunto) è di riuscire a ottenere una precisione sui tempi di cento picosecondi (10-12s).

L’apparato illustrato in figura è il telescopio EEE costituito da tre piani sensibili (camere) di rivelatori MRPC, di dimensione 160 × 82 cm2 .

telescopio EEE

Il passaggio di una particella carica attraverso ogni piano di MRPC è individuato tramite un segnale elettrico indotto sugli elettrodi a strisce (strips) di lettura. Le strips sono lunghe 160 cm e larghe 25 mm; il loro passo da centro a centro è di 34 mm. Il punto di attraversamento lungo la strip è stimato tramite la registrazione dei tempi di arrivo alle due estremità della strip su cui si è generato il segnale.

La sua struttura di base del rivelatore MRPC è costituita da 6 intercapedini (gaps) di 350 μm di spessore, riempite di gas, intervallate da piani di materiale resistivo. Nella figura è mostrata una sezione del rivelatore.

rivelatore

Una particella dotata di carica elettrica, nell’attraversare il gas, vi lascia una scia di cariche elettriche in virtù del fenomeno detto “ionizzazione”. Infatti vi è una certa probabilità che la particella, che chiameremo “particella incidente”, urti un atomo (o molecola) del gas e che da quest’ultimo salti fuori un elettrone con carica negativa. L’atomo (o molecola) è inizialmente neutro, ossia con carica elettrica totale nulla, per effetto della compensazione di tutte le cariche elettriche presenti al suo interno: le cariche elettriche positive nel nucleo (i protoni) e quelle negative della nuvola di elettroni che si trova intorno al nucleo. Avendo perso un elettrone in seguito all’urto, l’atomo (o molecola) diventa uno ione con carica positiva.

La particella incidente ionizza vari atomi (o molecole) lungo il suo percorso e genera così una scia di cariche. Il fenomeno è di natura elettromagnetica e non avviene se la particella incidente è priva di carica elettrica. Le cariche elettriche generate nel gas all’interno del condensatore si muovono verso le armature del condensatore: gli elettroni verso l’armatura positivamente carica (detta anodo), gli ioni positivi verso l’armatura negativamente carica (detta catodo). Il movimento di queste cariche verso le armature è all’origine del segnale elettrico indotto sulle armature. È questo segnale elettrico che viene usato per rivelare il passaggio della particella.

La figura seguente mostra lo schema delle strips di rame applicate al pannello di vetronite.

strips di rame

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