Μελέτη της χωρικής διακριτικής ικανότητας του ανιχνευτή Micromegas με δέσμες σωματιδίων:
Creators: name: Κωνσταντίνου, Κωνσταντίνος Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Ανιχνευτής Micromegas
Χωρική διακριτική ικανότητα
Ολίσθηση
Micromegas detector
Spatial resolution
Drift

description: Η διεξοδική έρευνα προκειμένου να δημιουργηθούν πιο βελτιωμένοι ανιχνευτές αερίου οδήγησε στη δημιουργία δεκάδων νέων ανιχνευτών. Περίπου στις αρχές της δεκαετίας του 90 αναπτύχθηκε, από τους Γ. Γιοματάρη και G. Charpac ο ανιχνευτής Micromegas. Πρόκειται για έναν αναλογικό απαριθμητή αερίου που η κατασκευή του είναι βασισμένη σε μία απλή γεωμετρία με παράλληλα ηλεκτρόδια. Ο Micromegas μπορεί να ανιχνεύσει τόσο φορτισμένα όσο και αφόρτιστα σωματίδια με την λειτουργία του να βασίζεται στην ενίσχυση της χιονοστιβάδας των ηλεκτρονίων σε μικρό κενό της τάξης των μερικών μm. Διανύοντας τη δεύτερη δεκαετία της ζωής του ο ανιχνευτής προσφέρει ήδη πολλά υποσχόμενες ιδιότητες όπως εξαιρετική χωρική διακριτική ικανότητα, αντοχή στην ακτινοβολία, υψηλό ρυθμό μέτρησης και καλή ενεργειακή διακριτική ικανότητα, αποτελώντας έναν άξιο υποψήφιο για την αναβάθμιση του μιονικού φασματομέτρου του ATLAS to 2014. Στο πρώτο κεφάλαιο παρέχεται το θεωρητικό υπόβαθρο σχετικά με τις κύριες διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό ενός ανιχνευτή αερίου. Στη συνέχεια (Κεφάλαιο 2) περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά και οι περιοχές λειτουργίας των ανιχνευτών αερίου, καθώς και ορισμένοι εκπρόσωποι αυτής της κατηγορίας ανιχνευτών. Τα δομικά στοιχεία, η αρχή λειτουργίας και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του ανιχνευτή Micromegas παραθέτονται στο τρίτο κεφάλαιο, ενώ παράλληλα περιγράφεται και η τεχνολογία των resistive micromegas, που αποτελεί τη νεότερη γενιά ανιχνευτών. Στο επόμενο κομμάτι παρουσιάζεται το test beam του MAMMA που έλαβε χώρα στο CERN τον Ιούλιο του 2010. Θάλαμοι Micromegas κατασκευάστηκαν από την ομάδα και δοκιμάστηκαν σε δέσμη ελέγχου θετικών πιονίων ενέργειας 120 GeV/c. Περιγράφονται η πειραματική διάταξη, τα ηλεκτρονικά καθώς και τα χαρακτηριστικά των θαλάμων που εξετάστηκαν. Στο τελευταίο τμήμα της εργασίας, με τα κατάλληλα δεδομένα του test beam, πραγματοποιείται ανάλυση με σκοπό τη μελέτη της χωρικής διακριτικής ικανότητας για τις περιπτώσεις πλάγιας πρόσπτωσης σωματιδίων στον ανιχνευτή και συγκεριμένα για τροχιές κλίσης 30 μοιρών και 40 μοιρών. Αφού γίνει η διόρθωση του χρόνου που έρχεται από τον εκκινητή, ο απαραίτητος συνχρονισμός, το καινούργιο και όπως αποδεικνύεται πιο αποδοτικό clustering των strips που έδωσαν σήμα, πραγματοποιείται η ανακατασκευή των τροχιών των σωματιδίων με την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων (Ordinary και Weighted). Στη συνέχεια παρουσιάζεται αναλυτικά η μελέτη που έγινε για τη χωρική διακριτική ικανότητα του Micromegas στις δύο περιπτώσεις γωνιών καθώς και τεχνικές (εκτιμητής Bisquare) για να πετύχουμε βελτίωση στον υπολογισμό της.
description: The intensive research aiming at matching the needs of creating more improved gaseous detectors helped in the emergence of more than a dozen of new ones. About in the beggining of the 1990 decade Micromegas detector have been developed by Y. Giomataris and G. Charpac. It is a gaseous proportional counter and the idea of his structure is based on a simple geometry with planar electrodes. Micromegas can detect charged particles but also neutral particles, as its operation based on amplification of electron avalanches in short gaps of the order of microns. The detector is already in its second decade of his life and already offers many promising qualities, such as excellent spatial resolution, radiation hardness, high rate capability measurments and good energy resolution, which make it worthy candidate for the upgrade of muon ATLAS spectrometer at 2014. In the first chapter provided the theoretical background for the main processes taking place inside a gas detector. Then (in chapter 2) described the essential characteristics and the areas operation of the gaseous detectors, as well as some representatives of this category. The structure, the operation principle and the characteristics of the Micromegas detector are mentioned in chapter 3, as well as the technology of resistive micromegas, which is the newest generartion of the detector. In the next section demonstrated the test beam of MAMMA Group that took place at CERN on July 2010. In this test beam the Micromegas chambers that built by the members of the group have been tested in beam of positive pions with energy 120 GeV/c. In chapter 4 described the experimental setup, the electronic that were used and the technical specifications of the chambers under study. In the last part of this master thesis made an analysis, with the appropriate data of the test beam, in order to study the spatial resolution for the incline tracks of the Micromegas detector (angle 30 and 40 degree). After the correction of the time that comes from the trigger, the necessary synchronization , the novel and more efficient clustering conducted a reconstruction of the incline tracks with the Least Squares Method (Ordinary &amp; Weighted). After that, demonstrated the study of the spatial resolution of the detector for both angles as well as techniques (Bisquare estimator) to achieve better measurments to resolution.