Study of the response of cosmic ray telescope with Micromegas chambers
Creators: name: Μαραγκού-Ντιντή, Ευαγγελία Αγγελου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: μιόνια
κοσμική ακτινοβολία
κοσμικό τηλεσκόπιο
Micromegas
cosmic telescope
muons

description: Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της απόκρισης κοσμικού τηλεσκοπίου, αποτελούμενου από θαλάμους Micromegas, με σύστημα σκανδαλισμού δύο σπινθηριστών. Οι Micromegas ανήκουν στην κατηγορία των Micro Pattern Gaseous Detectors. Η λειτουργία τους βασίζεται στην αρχή πως ένα φορτισμένο σωματίδιο που διατρέχει με ανιχνευτικό μέσο ιονίζει τα άτομα του αερίου. Συνεπώς, κάθε ελεύθερο ηλεκτρόνιο, υπό την επίδραση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου, προκαλεί το σχηματισμό χιονοστιβάδας, που δημιουργεί μετρήσιμο σήμα στο σύστημα ανάγνωσης της διάταξης. Το σήμα ψηφιοποιείται, στη συνέχεια, από τα ηλεκτρονικά του συστήματος ανάγνωσης και αποθηκεύεται ως δεδομένα σε αρχεία root. Τέλος, η ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιείται με κώδικα root. Δημιουργήθηκε πρόγραμμα Toy Monte Carlo για την πρόβλεψη της απόκρισης του τηλεσκοπίου στη ροή των κοσμικών μιονίων. Οι θάλαμοι Micromegas ευθυγραμμίστηκαν offline. Μέθοδος ομαδοποίησης των strips ανάγνωσης (clustering) εφαρμόστηκε, για τον προσδιορισμό του ίχνους του διερχόμενου σωματιδίου στο σύστημα ανάγνωσης. Δύο διαφορετικές μέθοδοι και ο συνδυασμός τους χρησιμοποιήθηκε, για τον υπολογισμό της θέσης που το σωματίδιο συναντά τον κάθε θάλαμο και την ανακατασκευή των τροχιών. Προσεγγίστηκε η απόδοση του κάθε θαλάμου, καθώς και η επίδραση της ίδιας της γεωμετρίας της διάταξης στην απόδοση της διάταξης. Η διακριτική ικανότητα των Micromegas μετρήθηκε για διάφορες γωνίες πρόσπτωσης. Οι μέθοδοι του κεντροειδούς και της μTPC για τον προσδιορισμό της θέσης των clusters, καθώς και ο συνδυασμός τους, ελέγχθηκαν, σε εξάρτηση από την κλίση των τροχιών
description: The purpose of the present thesis is to study the response of a cosmic ray telescope, consisting of four Micromegas chambers, triggered by a pair of scintillators. Micromegas chambers are classified as Micro Pattern Gaseous Detectors. Their operation is based on the principle that a charged particle traversing the detection medium ionizes the atoms of the gas. Thereafter, each free electron, under the influence of the electric field applied, causes the formation of an avalanche, which creates a measurable signal on the readout system of the structure. The signal is, consequently, digitized by the readout electronics and saved as data in root files. Finally, the data analysis is carried out by root code. A Toy Monte Carlo program was developed in order to predict the telescope response to the cosmic muons flux. The Micromegas chambers were aligned offline. A clustering method was applied, to define the track of each incoming particle on the readout system. Two different methods and a combination of them were used to obtain the position of each hit on every Micromegas chamber and reconstruct the particles’ tracks. The efficiency of each chamber was estimated, along with the effect of the geometry of the setup, itself, on the structure’s efficiency. The resolution of the Micromegas was also measured for various angles. The centroid and μTPC method for defining a cluster’s position, along with their combination, were tested, depending on the tracks’ slope