Un rivelatore per la misura dell’ENERGIA:il calorimetro ZDC

• Problema: misurare l’energia di particelle ultra-relativistiche (adroni, elettroni, fotoni) dotate quindi di una elevatissima energia (GeV-TeV)

• Le tecniche non distruttive non sono abbastanza sensibili

Misura Calorimetrica:• arrestare la particella in un materiale e

ottenere un segnale misurabile proporzionale all’energia rilasciata

Perchè si chiama CALORIMETRO?

1. Per ottenere una buona misura la particella deve rilasciare tutta la sua energia (il calorimetro deve avere fughe di energia molto limitate)

2. L’energia della particella viene ceduta al materiale e in ultima analisi si trasforma in calore

Progettare il rivelatore

• Studio al calcolatore– Struttura– Processi fisici coinvolti– Formazione del segnale

• Metodo “Monte-Carlo”– Emula la natura

probabilistica dei processi fisici

Albero logico degli elementi del calorimetro

Caratteristiche dello ZDC:

Materiale: ottone

L: 22.4 cm, H: 12 cm, P: 150 cm

Elementi attivi: fibre ottiche in quarzo lette da fotorivelatori

Progetto del calorimetro

volume di aria lastre di ottone scanalature fibre ottiche

La simulazione della linea di fascio

Alcuni protoni provengono dalla zona di interazione

Vengono guidati lungo la linea di fascio dagli elementi magnetici

Alcuni di essi possono raggiungere il calorimetro ZDC dove interagiscono

Un esempio di simulazione

Un protone di energia 160 GeV entra dalla faccia frontale del rivelatore e genera uno sciame di particelle secondarie

Queste interagiscono nelle fibre ottiche e producono luce

La risposta calcolata è di circa 100 fotoni

La realizzazione dello ZDC

Fibre ottiche che escono dal lato posteriore

Assemblaggio

Un mazzo di fibre ottiche

Pronti per il 2006:ALICE @ LHC