Top Banner
ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van Pottelberghe Reinier de Adelhart Toorop
29

ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Jun 08, 2015

Download

Documents

Joanna Peeters
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION

Martijn van Pottelberghe Reinier de Adelhart Toorop

Page 2: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION

• ATLAS

• Teststation

• Scintillatoren

• Buizen

• Spoorreconstructie

Page 3: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

LHC en ATLAS

Page 4: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

ATLAS

Page 5: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Het teststation

1 Scintillatoren

2 Gasontladingsbuizen

3 Spoorreconstructie

xy

z

Page 6: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Scintillatoren

Page 7: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Scintillatoren

Blok staal tussen twee series scintillatoren

Alleen heel energetische muonen geven een trigger in beide lagen

Voordelen• rechte sporen• lichtsnelheid• relevant voor Higgsdeeltjes

Page 8: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Scintillatoren Bepaling x positie

Page 9: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Experimenten ScintillatorenTwee scintillatoren naast elkaar uitlezen

Page 10: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

m

Vanwegen verschillende orientatie ontstaan er verschillen in looptijd per scintillator.

Experimenten ScintillatorenTwee scintillatoren boven elkaar uitlezen

Page 11: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Experimenten ScintillatorenTwee scintillatoren boven elkaar uitlezen

Page 12: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Experimenten ScintillatorenHoogspanning gele scintillator omlaag

Page 13: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0&1 1&2 0&2 3&4 4&5 3&5 3&5* 0&3 1&4 2&5 0&4

Scintillatoren in coincidentie

# /

sec

Experimenten ScintillatorenCoincidenties meten

20 1

53 4

Page 14: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Hoogspanning scintillator 3 te laag

Experimenten ScintillatorenCoincidenties meten

Page 15: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Buizen

Page 16: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Buizen

+3150 V

72 buizen per laag

3 lagen per multilayer

2 multilayers per kamer

5 kamers in de opstelling

1200 kamers in ATLAS

Page 17: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Buizen

Page 18: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Buizen

Page 19: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

De Buizen

Minimale drifttijd:

Vlak bij de draad: signaal begint snel

Verder van de draad: signaal veel later

380 ns

Page 20: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Zeer grof: welke buizen zijn geraakt?

Spoorreconstructie

Page 21: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

1 buis

scintillator

m

daq

T0

Tprop

Tof

Tdrift

Tdrift,0 = Tscinthit - Tof

Tdrift,0

Tdrift,1

Tdrift,1 = Tdaq -T0 - Tprop

Tdrift = Tdrift,1 - Tdrift,0

= Tdaq + Tof - T0 - Tprop - Tscinthit

Spoorreconstructie

Page 22: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Bepaal Tprop en Tof uit scintillator-gegevens, en de posities van de buizen.

Page 23: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Doe nu een heleboel metingen voor 1 buis:

Pas Tprop en Tof correcties toe.

Nu kunnen we T0 ijken:

T0 ijking

Page 24: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

R-t Relatie

Aanname Alle buizen dezelfde R-t relatie.

Eerste gok voor R-t relatie: muonen uniform door de driftbuis

Page 25: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Een slim algoritme zoekt rechte lijnen. Het spoor is bekend

Uit drifttijden en de R-t relatie volgt de afstand tot de draad.

Page 26: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Finetunen R-t relatie

Reden:de gemeten muon-verdeling is niet helemaal uniform aan de rand van de buis.

Doe een heleboel metingen, reconstrueer tracks.

Bewaar alleen de hele rechte, mooie tracks.

Fit een lijn.

Pas bij iedere t de R aan

Page 27: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Eenvoudige maar precieze manier voor positiebepaling in x-richting van de driftbuizen.

Als Twintubes worden gebruikt, zijn alle buizen twee aan twee worden doorverbonden:

Maar hoe gaat de positiebepaling in zijn werk..

Uitlezing drift-stroompjes

verbonden

Twintubes

Page 28: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Ieder muon levert signaal in TWEE driftbuizen.

Verschil in aankomsttijd levert inslagpositie.(als bij scintillatoren)

Dicht bij doorverbinding aankomsttijden vrijwel gelijk, daarom tijdvertraging in de doorverbinding.

Het principe is niet nieuw, maar het voordeel van deze implementatie is wel, dat geen dubbele hoeveelheid uitleeselektronica te worden ingebouwd, wat heel veel scheelt in de kosten.

Er is ook een klein nadeel...

Twintubes

6 ns

Page 29: ATLAS MUON COSMIC RAY TESTSTATION Martijn van PottelbergheReinier de Adelhart Toorop.

Goede test voor de kamers

Resoluties van 50 – 80 μm haalbaar, maar elders beter

Twintubes lijken verbetering

Scintillatoren beter afstellen

Finetunen met gasmengsel nodig

Op naar Geneve!

Conclusies en aanbevelingen

C

A