4.2 La linea di fas io dei protoni
4.2.4 Elementi di diagnosti a
Pozzo diFaraday
La orrente lettasulbersaglioe sull'elemento portabersaglio (isolatielettri amenterispet-
to al resto della linea) dovrebbe misurare es lusivamenteil usso diioni in identi. Ciò si
ottienees lusivamentenel asoin uiglielettronise ondarigeneratidall'interazionedelfa-
s io onilbersagliovenganotutti atturatidall'elemento portabersaglio. In aso ontrario
il loro ontributo impedis euna orretta determinazione della orrente; più pre isamente
la orrente delfas io ne risulta aumentata. La presenza dell'intenso ampo magneti o as-
sialediCOBRA,inoltre, ètale he glielettroni se ondaripossanopropagarsi indirezione
opposta al fas io senza interagire on il portabersaglio. Non è stato possibile reperire in
letteratura informazioni relative al funzionamento di un pozzo di Faraday in un intenso
ampo magneti o.
Per la linea di fas io dell'esperimento MEG è disponibile ed in prova un pozzo di
Faradayad inserimento pneumati o, la uiprofondità fa ilita il ontenimento della ari a
se ondaria. Per minimizzarela perdita di elettroni saràpresente un anello diguardia ad
unpotenziale negativo.
In ondizioni di fas io stabile (a eleratore CW a regime) stata provata un'inter ali-
brazione tra la orrentemisurata sul beam shutter hiuso e sul pozzo diFaraday. L'inter-
alibrazione è stata ondotta al variare dell'energia del fas io, in presenza ed in assenza
del ampo magneti o generato dallo spettrometro COBRA. In g. 4.9 sono presentati i
risultatidellemisure. Laman anza diunriferimento assolutodella orrentenonpermette
ditrarre on lusioniriguardoladipendenzadellamisuradal ampomagneti odiCOBRA.
La orrente su entrambi gli elementi della linea appare dipendentedall'energia del fas io.
Levariazionidellamisurasulbeamshuttersonoentroil
10%
senza ampomagneti o,entro il20%
in presenza del ampo, mentre il pozzo di Faraday mostra una dipendenza meno spi atadalla variazionedienergia (entro il5%
).Una alibrazione assoluta del pozzo di Faraday potrebbe essere ondotta attraverso
la misura della frequenza di una reazione nu leare nota. Il noto pro esso
9
Be(p,
γ
)10
B
è un ottimo andidato per questa misura [67 ℄. La alibrazione ri hiede la onos enza
della distribuzioneangolare dell'emissione
γ
, he ènota nel aso di attura risonante [69℄, mentreèdidi iledeterminazione nel asodipro esso di attura diretta. Sarebbe quindiFigura 4.9: La orrente del fas io misurata sul beam shutterè indi ata on quadrati neri
(presenza del ampo di COBRA) e rossi (assenza del ampo). La orrente misurata dal
pozzodiFaradayèindi ata ontriangolineri(presenza)erossi(assenza). Le orrentisono
misurate alvariare dell'energiadel fas io.
operturaditutto l'angolo solido.
Cristallo di quarzo
Il fas io di ioni prodotto del CW è su ientemente intenso da indurre su di un ristallo
di quarzo una lu e di uores enza visibile ad o hio nudo. L'intensità della radiazione
visibileè uno strumento utile perladeterminazione della posizionee delpro lo delfas io
diprotoni.
La uores enzadelquarzoèstatagiàutilizzataperl'allineamento delfas io all'interno
dello spettrometro COBRA. La g. 4.10 mostra la posizione del fas io di parti elle al
entro dello spettrometro inpresenza di ampo magneti o. Per questamisura il ristallo
di quarzo è stato montato su di una lastra in plexiglass ssata a hiusura della linea di
fas io.
Nellaversione naledella linea difas io,la uores enzadel quarzo saràmisurato me-
diantel'usodiunatele ameraCCD.Questotipodidiagnosti a riguarderàprin ipalmente
la prima sezione della linea di fas io. È disponibile ed è stato provato un elemento on
un ristalload inserimento pneumati o. Il quarzo, montatoa 45
◦
rispetto alfas io, viene
osservatolateralmente dallatele ameraattraverso una nestra inplexiglas. In g. 4.11a)
Figura 4.10: Lu e di uores enza del ristallo di quarzo investito dal fas io di ioni; en-
tralmente è visibile la lu e prodotta dai protoni, mentre sulla destra in idono gli ioni
H
+
2
.a) b)
Figura 4.11: a) Rappresentazione s hemati a della struttura portante del ristallo di
Adesperimento montato, non saràpossibileutilizzareil ristallo, inasso iazionedella
tele amera CCD, per la misura della posizione del fas io al entro dello spettrometro
COBRA, in quanto la zona sarà otti amente ina essibile. Per questa ragione è stato
sviluppatounsistemanon otti oa pixel ollo atoinprossimità delbersaglio.
Sistema a pixel
Un altro strumento progettato per lo studio della posizione del fas io sul bersaglio in
COBRAèunsistemaapixel ompostodal12elementiinramemontatisu diun supporto
divetronite. La orrentemisurata da ias unodeidodi ipixel è letta indipendentemente.
Le orrentisonoportateall'esternodelsistemaavuotomedianteuninsiemedifeedthrough
e avi. L'informazione permette diottenere una rozza determinazione della posizione del
fas io edelle suedimensioni.
La g. 4.12 a) è presente uno s hema del sistema a pixel. Un prototipo è stato già
realizzatoe sperimentato. Il onfronto on ilmetodo basato sulla uores enza delquarzo
nehadimostratoil orrettofunzionamento. Èimportanteuni areisistemidimisura(uso
delbersaglio) e didiagnosti a (uso delsistema a pixel) evitando l'apertura del sistemaa
vuoto. Il ristabilimento di un vuoto adeguato ri hiede infatti molte ore, questo non è
ompatibile on lari hiesta he ilsistemasia disponibilegiornalmente perle alibrazioni.
È stata realizzata una versione del supporto per il bersaglio he monterà an he un
sistemaapixel. In g. 4.12èpossibileosservareunos hemadiquestoelemento dellalinea
difas io. Il bersaglio èliberodiruotare sudiunassee duefermi he nelimitanola orsa.
Spire per orse da orrente (di verso invertibile) genereranno un momento magneti o he,
nel ampo magneti o diCOBRA, permetterà lamovimentazione del bersaglio, rendendo
a essibile alfas io ilsistemaa pixel.
L'inter alibrazione del sistemaa pixel e del ristallo diquarzo permetterà diporre in
relazione laposizione delfas io fuori dello spettrometroCOBRA onquella inprossimità
del bersaglio. La onos enza della posizione del fas io sul bersaglio è importante per la
orrettainterpretazione degli eventirivelatinella alibrazione del alorimetro.