4 giorni di fuoco
Inviato: ven apr 24, 2009 23:11
Ecco di cosa mi sono occupato ultimamente.
Insieme ad un altro ragazzo e una ragazza, abbiamo cercato di misurare la vita media del muone.
Il muone è il leptone carico di seconda generazione, in pratica un elettrone più pesante e abbastanza instabile.
Nella prima foto vedete "il macchinario".
In alto ci sono 550Kg di ferro che filtrano i raggi cosmici lasciando passare(si spera) solo i muoni.
Appena sotto ci sono 3 coppie di scintillatori collegati a 36 fotomoltiplicatori, poi c'è una lastra di ferro spessa 5mm e poi un'altra coppia di scintillatori attaccati a 12 fotomoltiplicatori.
Gli scintillatori coi loro fotomoltiplicatori sono apparecchi che possono rilevare il passaggio anche di una singola particella carica, restituendo un impulso di pochi mV proporzionale all'energia cinetica della particella.
Praticamente la particella carica attraversa lo scintillatore, eccita una molecola e questa emette un fotone che viene "visto" dai fotomoltiplicatori posti alle estremità.
Sono talmente sensibili che vanno opportunamente protetti dalla luce ambientale con vari strati di nastro adesivo nero, perché basta che un solo fotone arrivi ad un fotomoltiplicatore che viene subito rilevato.
Questi scintillatori sono stati nello spazio: stavano nella stiva dello Shuttle in una delle sue recenti missioni, la stiva è stata aperta e loro hanno misurato un po' di cose...
Nella seconda foto vedete buona parte della logica di alimentazione, rilevazione e processamento dei segnali che arrivano. Ci sarebbe un altro rack su cui facciamo le misurazioni dei tempi ma non ho fatto la foto.
In alto ci sono gli alimentatori programmabili a 4 canali(impostabili da -8KV a 4KV), che forniscono le varie tensioni ai fotomoltiplicatori, da 650 a 800V circa. Sulla destra c'è anche un contatore di eventi con cui abbiamo misurato che circa 5 muoni ogni secondo si fermano nella lastra di ferro.
Al piano di sotto c'è un crate con vari moduli: 3 FAN IN/OUT a 4 canali, 2 discriminatori a 8 canali, 4 moduli logici in standard NIM per un totale di dodici sezioni(di cui 3 malfunzionanti
abbiamo dovuto aggiungere un altro modulo un po' diverso, quello blu in alto a sinistra), un altro FAN IN/OUT che non abbiamo usato e infine un modulo con due sezioni DUAL TIMER.
Nell'altro rack c'è un discriminatore, due moduli DUAL TIMER, un contatore, un FAN IN/OUT e un bus CAMAC collegato a due TDC(misura il tempo tra due eventi) che porta i dati ad un computer.
C'è poi un oscilloscopio a 4 canali con base dei tempi fino a 1nS, una dozzina di "tappi" per adattare le impedenze e un sacco di cavi, cavetti e cavettini coassiali per compensare eventuali ritardi tra i segnali(basta che un cavo sia più lungo o più corto di 20cm per mandare tutto a puttane) nonché per portarli da un rack all'altro(sono lontani 3-4m).
A cominciare da mercoledì scorso abbiamo fatto una marea di cose: valutazione delle tensioni di lavoro dei fotomoltiplicatori, delle loro soglie di discriminazione, impostazione del trigger degli eventi, regolazione delle larghezze temporali e dei ritardi dei segnali NIM, estensione del range di tempo misurabile tramite l'accoppiamento di due TDC da 5uS l'uno, tracciatura della curva dei conteggi per segnali via via meno coincidenti, ecc...
Ora si spera che stanotte e i due giorni successivi il pc registri fra i 18000 eventi all'ora un buon numero di eventi candidati per essere un decadimento muonico: un muone decade in un elettrone, un neutrino muonico e un antineutrino elettronico.
Noi, rilevando l'elettrone prodotto, misureremo il tempo che ci mette a fare ogni volta questa cosa e analizzaremo la distribuzione di questi valori, troveremo la legge che meglio adatta questa distribuzione e da essa ricaveremo un parametro preciso: la vita media del muone.
...se viene un valore assurdo mi sparo.
Insieme ad un altro ragazzo e una ragazza, abbiamo cercato di misurare la vita media del muone.
Il muone è il leptone carico di seconda generazione, in pratica un elettrone più pesante e abbastanza instabile.
Nella prima foto vedete "il macchinario".
In alto ci sono 550Kg di ferro che filtrano i raggi cosmici lasciando passare(si spera) solo i muoni.
Appena sotto ci sono 3 coppie di scintillatori collegati a 36 fotomoltiplicatori, poi c'è una lastra di ferro spessa 5mm e poi un'altra coppia di scintillatori attaccati a 12 fotomoltiplicatori.
Gli scintillatori coi loro fotomoltiplicatori sono apparecchi che possono rilevare il passaggio anche di una singola particella carica, restituendo un impulso di pochi mV proporzionale all'energia cinetica della particella.
Praticamente la particella carica attraversa lo scintillatore, eccita una molecola e questa emette un fotone che viene "visto" dai fotomoltiplicatori posti alle estremità.
Sono talmente sensibili che vanno opportunamente protetti dalla luce ambientale con vari strati di nastro adesivo nero, perché basta che un solo fotone arrivi ad un fotomoltiplicatore che viene subito rilevato.
Questi scintillatori sono stati nello spazio: stavano nella stiva dello Shuttle in una delle sue recenti missioni, la stiva è stata aperta e loro hanno misurato un po' di cose...
Nella seconda foto vedete buona parte della logica di alimentazione, rilevazione e processamento dei segnali che arrivano. Ci sarebbe un altro rack su cui facciamo le misurazioni dei tempi ma non ho fatto la foto.
In alto ci sono gli alimentatori programmabili a 4 canali(impostabili da -8KV a 4KV), che forniscono le varie tensioni ai fotomoltiplicatori, da 650 a 800V circa. Sulla destra c'è anche un contatore di eventi con cui abbiamo misurato che circa 5 muoni ogni secondo si fermano nella lastra di ferro.
Al piano di sotto c'è un crate con vari moduli: 3 FAN IN/OUT a 4 canali, 2 discriminatori a 8 canali, 4 moduli logici in standard NIM per un totale di dodici sezioni(di cui 3 malfunzionanti
abbiamo dovuto aggiungere un altro modulo un po' diverso, quello blu in alto a sinistra), un altro FAN IN/OUT che non abbiamo usato e infine un modulo con due sezioni DUAL TIMER.Nell'altro rack c'è un discriminatore, due moduli DUAL TIMER, un contatore, un FAN IN/OUT e un bus CAMAC collegato a due TDC(misura il tempo tra due eventi) che porta i dati ad un computer.
C'è poi un oscilloscopio a 4 canali con base dei tempi fino a 1nS, una dozzina di "tappi" per adattare le impedenze e un sacco di cavi, cavetti e cavettini coassiali per compensare eventuali ritardi tra i segnali(basta che un cavo sia più lungo o più corto di 20cm per mandare tutto a puttane) nonché per portarli da un rack all'altro(sono lontani 3-4m).
A cominciare da mercoledì scorso abbiamo fatto una marea di cose: valutazione delle tensioni di lavoro dei fotomoltiplicatori, delle loro soglie di discriminazione, impostazione del trigger degli eventi, regolazione delle larghezze temporali e dei ritardi dei segnali NIM, estensione del range di tempo misurabile tramite l'accoppiamento di due TDC da 5uS l'uno, tracciatura della curva dei conteggi per segnali via via meno coincidenti, ecc...
Ora si spera che stanotte e i due giorni successivi il pc registri fra i 18000 eventi all'ora un buon numero di eventi candidati per essere un decadimento muonico: un muone decade in un elettrone, un neutrino muonico e un antineutrino elettronico.
Noi, rilevando l'elettrone prodotto, misureremo il tempo che ci mette a fare ogni volta questa cosa e analizzaremo la distribuzione di questi valori, troveremo la legge che meglio adatta questa distribuzione e da essa ricaveremo un parametro preciso: la vita media del muone.
...se viene un valore assurdo mi sparo.
perchè anche se io non sono un fumatore se fumare mi mettedi fronte a certe informazioni allora ci posso fare un pensierino. 
