Gain szkenner

Gain scanner

A CERN ALICE detektora egy nagyobb fejlesztésre vár, melynek részeként a központi tracking detektorának kiolvasó elektronikáját lecserélik GEM (Gas Electron Multiplier) fóliákra (a GEM fóliákról több információ az [1, 2] cikkekben található). Jelenleg a detektor meglehetősen nagy (akár 500 mikroszekundumos) holtidővel dolgozik, ugyanis így tudja elkerülni az ionok visszaáramlását a detektor terébe, mely a későbbi méréseket torzítaná. A GEM fóliákkal folyamatos adatfelvétel lehetséges a felbontás romlása nélkül, és ez a tulajdonsága rendkívül hasznossá teszi az elkövetkező nagyobb luminozitású run-ok alatt.

Budapesten, a Wigner Intézetben található a két Advanced Quality Assurance központ egyike, ahol tisztaszobában mérjük és osztályozzuk a fóliákat. Ennek a folyamatnak fontos része a fóliák erősítésének közvetlen mérése. A gain scannerünk, melyet az itteni detektor csoport tervezett és épített, pontosan ezt méri.

Az eszköz tulajdonképpen egy Sokszálas Proporcionális pad, mely a forrásból származó beütéseket pár milliméteres pontossággal méri. A töltött részecskéket a pozitív béta-bomló radioaktív 55Fe biztosítja, mely a röntgen sugarak mellett Auger elektronokat is kibocsájt. Ezek az elektoron fogják ionizálni a gain scanner dobozába töltött Na gázt, a gain scanner ezt a jelet erősíti. A mérést kétszer végezzük el, először 0V-t kötünk a GEM-re, majd a mérést megismételjük 500V-on. Az erősítés, a két mérés hányadosa, megtekinthető az alábbi ábrán.

Gain example

A fólia erősítése a legfontosabb információ, a mérés maga viszont meglehetősen hosszú és körülményes. A [3]-as referenciában feltüntetett cikk szerint a fólia erősítése korrelál a fólián található lyukak geometriai paramétereivel. Egy másik eszközzel optikai úton meg tudjuk mérni a fólián található összes lyuk átmérőjét (tipikusan 60 mikrométer körüliek). Ezt összehasonlítva a mért erősítéssel, a cikk által jósolt korrelációt meg lehet mérni. Amennyiben ez a megkívánt 5%-on belül van, az erősítést a sokkal gyorsabban kivitelezhető optikai scannerrel is megmérhetjük. Az eredmények bíztatóak, amint az alábbi ábra is mutatja.

IROC-SP correlation

[1] F. Sauli, GEM: A new concept for electron amplification in gas detectors, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 386 no. 2 (1997) 531-534
[2] F. Sauli, The gas electron multiplier (GEM): Operating principles and applications, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 805 (2016) 2-24
[3] T. Hildén, E. Brücken et al., Optical quality assurance of GEM foils, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 770 (2015), 113-122

Szerző: Vargyas Márton