L'APPARATO DEI PMT DI ICARUS E IL SUO SISTEMA DI "SLOW CONTROL".

Gli effetti significativi degli elusivi neutrini in Fisica Nucleare, Fisica delle Particelle, Astronomia e Cosmologia sono innegabili. I neutrini sono presenti ovunque nell'Universo e sono denominati messaggeri misteriosi della natura. Nel 1930, Pauli propose uno schema in cui il decadimento beta possa essere un decadimento a tre corpi, in cui una particella elettricamente neutra ed estremamente leggera dovrebbe avere un piccolo momento magnetico, tale da poter essere legato nel nucleo in decadimento. ICARUS T600 è il rivelatore di lontananza del programma Short Baseline Neutrino del Fermilab (USA), che prevede tre Time Projection Chambers ad Argon liquido lungo la linea di fascio del Booster Neutrino Beam, ai fini della ricerca di un segnale di neutrino sterile simile a quello trovato nell’esperimento 'LSND. L’apparato T600 ha subito un significativo processo di ristrutturazione al CERN, introducendo nuovi sviluppi tecnologici e migliorando le prestazioni prima raggiunte. La realizzazione di un nuovo sistema di rivelazione di luce scintillante in argon liquido è un compito primario della ristrutturazione dell’apparato. Poiché il rilevatore sarà soggetto a un enorme flusso di raggi cosmici, il sistema di rivelazione della luce deve poter consentire la ricostruzione 3D degli eventi, contribuendo all'identificazione delle interazioni dei neutrini presenti nello “spill gate” del fascio. La progettazione e la realizzazione del nuovo sistema di rilevamento della luce a scintillazione di ICARUS T600 è brevemente descritta.. A scopo di test, un sistema di rivelazione di particelle che utilizza la luce di scintillazione prodotta da una particella ionizzante in argon liquido (LAr) è stato assemblato al CERN. Il sistema era basato su un dewar che alloggiava 10 tubi fotomoltiplicatori (PMT) di grande area. Il sistema è stato dotato di una sorgente alfa, montata su un braccio meccanico estensibile, che permetteva di variare verticalmente la distanza tra la sorgente ed il piano dei PMT e di modificare orizzontalmente la posizione della sorgente sotto i PMT. Sono utilizzati matrici di fotomoltiplicatori al silicio (SiPM), integrati nel supporto della sorgente, ai fini del trigger dell'acquisizione dati e per definire il t0 della generazione di luce. I segnali PMT e SiPM possono essere registrati a diverse distanze e diverse posizioni, permettendo la misurazione di alcune proprietà della luce di scintillazione nel LAr. I dati raccolti sono stati ampiamente analizzati ed i risultati pubblicati. A causa della pandemia Covid19, dopo la campagna di misure al CERN, è stato impossibile continuare il lavoro hardware al Fermilab. Pertanto ho lavorato su uno strumento di “slow control” proposto dal gruppo di Catania, che è stato recepito dalla collaborazione SBN e costituisce un ulteriore metodo di verifica della funzionalità di tutti i PMT dell'apparato ICARUS. Infatti, in caso di guasto di uno o più PMT, il sistema di allarme e la consultazione dei layout implementati per i due gruppi di PMT (1-180 e 181-360) consentiranno di intervenire nel miglior modo possibile, come definito dalle procedure di uso e manutenzione dell'apparato sotto il fascio di neutrini. In tal caso la consultazione del layout "Diagnostica PMT" consentirà anche di avere una visione panoramica della situazione. Questo può anche essere utile per un singolo PMT in caso di guasto, ma sarà ancora più utile nel caso del guasto simultaneo di più PMT. E’ chiaro che nella progettazione di un apparato sperimentale così complesso, devono essere previste procedure di manutenzione anche quando si verificano eventi repentini "difficilmente prevedibili" con differenti tecniche di monitoraggio e persino di "disaster recovery", non solo nel settore informatico ma anche in quello meccanico ed elettronico. Qualora un cluster di PMT non funzionasse correttamente, i ricercatori e gli ingegneri sarebbero immediatamente informati della presenza di un'area non interessata dal transito delle particelle da rivelare. Alla luce di queste considerazioni, si suggerisce che la collaborazione mantenga sempre il software di “slow control” su un monitor, in modo tale che i quattro insiemi dei due gruppi di PMT, siano visibili e monitorati 24 ore su 24.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2021

Author dc:creator

• ALI MOHAMMADZADEH, BEHNAM

Contributors dc:contributor

• ALBERGO, Sebastiano Francesco

• Neutrino physics, Photomultiplier tubes, Slow control, Data analysis
• Fisica dei neutrini, Fotomoltiplicatori, "Slow control", Analisi dei dati

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/581854

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/581854