Realizzazione della amera a ionizzazione

Ledimensioni della amera a ionizzazionedipendono inprimo luogo, dalprolodelfas io

nell'areain uila amera è ollo ata. All'internodellospettrometroCOBRAledimensioni

dellasezionetrasversadelfas iohaunadeviazionestandard

σx≈ σy

≈ 3

m. Ène essario hela ameranoninter ettiipositroniprovenientidalde adimentodeimuoninelbersaglio

su ientemente lontana dal bersaglio in modo da limitare le possibili reinterazioni dei

positroni prodotti nelbersaglio.

Il orretto funzionamento della amera, an he in aso di debole ontaminazione del

gas,può essere ontrollato attraverso l'usodiuna ameraausiliare he ospitiunasorgente

radioattiva fortemente ionizzante, quale ad esempio una sorgente

α

di

1 ÷ 0.1

MBq. Un possibiledisegnodella ameraaionizzazioneèmostratoing. 6.9a). Èprevistounanello

diguardiaintornoall'elettrodo dilettura, inmodo henon siara olta ari a proveniente

dall'esterno delvolume du ialedella amera.

In g. 6.9b) è mostrato inmaniera s hemati a unprototipodi amera,orain fasedi

realizzazione. Il prototipoavràunvolume di

10 × 10 × 10

m

3

on unanello diguardia di

larghezzapari a1 m.

La misuradella orrente diionisarà eettuata inun'atmosferadiHe on l'impiego di

una sorgente

α

. Èstata eettuata una simulazionedella ionizzazione indotta dalla radia- zione nelvolume della amera. Il amminodella radiazione

α

nel gasdi He in ondizioni standardèdi20 mall'energiadi5MeV.Il amminodelleparti elleèper iòtroppoelevato

perledimensionidella amera. L'interazione delle parti elleionizzanti on gli elettrodidi

ra oltapotrebbe alterare lamisuradella orrente. La lunghezza per orsa dalleparti elle

in He è pari a 9.9 m all'energia di 3 MeV. Uno spessore di mylar di

≈ 16 µ

m ridu e l'energia diuna parti ella

α

da5 MeV a 3 MeV.Si prevede he on l'uso diuna sorgente

α

diattivitàpari a0.1MBq, on

Eα

ridottoa 3MeVda unostratodimylarda

16 µ

m, si

ottenga una orrente sull'elettrodo dilettura di0.34 nA.

Ing. 6.9b)è possibileosservareuno s hemadel ir uitoampli atore onnessoall'e-

lettrododilettura. La ameraaionizzazionerappresentaungeneratoredi orrente(elevata

resistenzainterna)la uius itapuò essere ollegata direttamenteall'ingressoinvertentedi

unampli atoreoperazionale. Sipuòassumere he la orrenteiningresso

iin

ir oli attra- versolaterravirtuale elungoil ir uito difeedba k. In ondizioni stazionarie(variazioni

ons aleditempi

τ ≫ RC

)la adutadipotenzialelungolaresistenzaè

iinR

. Selatensio- ne inus itadall'ampli atore è

eout

,sotto l'ipotesidiguadagno elevato dell'ampli atore

A ≫ 1

,siha he:

eout

= iinR.

(6.10)

La orrente

iin

sarà dell'ordine di 1 nA, pertanto, on una resistenza

R > 10

M

Ω

, si può ottenere in us ita una tensione

eout

> 10

mV. Tensioni dell'ordine di 10 mV sono misurabili on multimetri ommer iali. La apa ità ontenuta nella rete di feedba k è

ne essariapereettuareun'integrazione delsegnaleiningresso. La ostanteditempo

RC

elimina omponentidel rumore difondodifrequenza superioread

1/(RC)

.

a) b)

Figura 6.9: a) S hema della possibile amera a ionizzazione. b) Rappresentazione del

prototipo in ostruzione della amera.

6.3 Con lusioni

Èdifondamentaleimportanzalapossibilitàdiveri areattraversometodi omplementari,

la orrente del fas io ed i parametri di e ienza ed a ettanza dei rivelatori dell'esperi-

mento. I sistemidimonitoraggiodella orrentedelfas io des rittiinquesto apitolo sono

entrambi di grande interesse per una migliore stima ed un ontrollo alternativo del nu-

mero di

µ

+

arrestati nelbersaglio. Entrambi imetodisaranno ulteriormentestudiati per

Con lusioni

L'esperimento MEGha già realizzatoun engineeringrun alla ne del2007 e stà attual-

mente iniziando un se ondo engineering run he sarà seguito dall'inizio della ra olta

dati.

Unesperimento dellapre isione edella omplessitàdiMEGdipendeinmanieraessen-

ziale da sistemi di alibrazione he permettano di ottimizzare il omportamento di tutti

irivelatori e monitorare il loro funzionamento on ontinuità nel tempo. A questo s opo

sono stati sviluppati metodi omplementari e ridondanti, il prin ipale dei quali è quello

utilizzante un a eleratore di Co k roft-Walton. Sono stati an he sviluppati metodi di

misuradella orrente dell'intensofas io dimuoni dell'esperimento.

I periodi di engineering run hanno mostrato l'utilità e l'adeguatezza dei metodi di

alibrazione proposti e fornito informazioni utili alla loro implementazione nale nel-

l'esperimento. Nel 2008, l'esperimento si pregge il ompito di esplorare i valori del

BR(

µ

+_{→ e}+_{+ γ}

)

< 10

−₁₂

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Giunto alla on lusione del per orso di studi, olgo l'o asione per esprimere la mia ri-

onos enza per le persone he, in maniera diretta o indiretta, hanno reso possibile il

raggiungimento delmio obiettivo.

Vorrei ringraziare tutta la ollaborazione MEG diPisa ed il Prof. Alessandro Baldini

per avermi dato l'o asione di vivere pia evoli ed interessanti esperienze diri er a. Rin-

grazio ilDott. Peter Kettle he è statodeterminanteperlara oltadial une misure. Un

grazie parti olare va alProf. Carlo Bemporad, he on la suaenorme esperienza ha rap-

presentato la guida autorevole he desideravo. Ringrazio Giovanni Signorelli, unesempio

diprati ità, reatività e simpatia!

Ri orderò onpia ereiragazzi hehannoresoleggereedivertenti legiornatetras orse

all'INFN:Mimille,Cas ella, Paolo, Gallorinioe Ni olò. Un ringraziamento parti olareva

all'uomo dall'humor graante, ompagno ditantemisure: Ni olino. La mia ri onos enza

va a Lu a,la persona insieme alla quale sono res iuto inquesti annipisani(inuno stato

spesso simbionti o!), ami o e ompagno di tanti svaghi. Ringrazio: Ri ardo, Mi hele,

Antonello e l'ormaimitologi o Russo, ladivertente ombri ola di tante ene all'ingrasso

e di prodotti tipi i da ogni parte d'Italia. La mia ri onos enza va a Giovanni, il si ulo

più paziente he si possa in ontrare, ondente equilibrato e ompagnia estremamente

pia evole.

Ringrazioimieigenitori he sonorius itiadin analare lamia turbinosa, irrefrenabile,

a volte peri olosa reatività verso la strada della maturazione. Ringrazio la mia famiglia

per il supporto emotivo ed in parti olare voglio ri ordare mio zio Tommasino, primo e

vero ispiratore del mio desiderio pre o e di fare lo s ienziato. In ultimo, ma solo per

ordine, ringrazio Daniela, insieme alla quale ora ondivido la mia vita. La dol ezza dei

suoi onsigli elagioiadiaverlaa anto mi hannodatoloslan io arontare lesde hemi

Nel documento L'esperimento MEG. Calibrazione e monitoraggio mediante acceleratore di Cockcroft-Walton. Metodi di diagnostica dei fasci. (pagine 120-131)