FARCOS
Responsabile:
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Data inizio: 01/10/2012
Durata: 13 mesi
Sommario
L'attività di ricerca è volta allo sviluppo di una matrice di rivelatori in grado di effettuare una misura ad alta risoluzione del momento di particelle cariche, dedicato a misure di correlazione particella-particella di interesse sia in studi di dinamica nucleare che di struttura nucleare a energie basse e intermedie con fasci stabili ed esotici già disponibili o ottenibili nei prossimi anni.
Il sistema di rivelazione è costituito da due strati di rivelatori in silicio ad alto grado di segmentazione, seguito da un cristallo scintillatore CsI (Tl) e vanta elevata risoluzione energetica ed angolare, buone capacitè di separazione isotopica (anche per le particelle meno penetranti grazie alle capacità di analisi in forma degli impulsi), un alto grado di modularità e di riconfigurabilità.
Tale sistema di rivelazione aprirà nuovi orizzonti nello studio delle collisioni di ioni pesanti ed in reazioni dirette con fasci stabili e radioattivi,
Ad ora esistono solo alcuni sistemi di rivelazione (HiRA and MUST, MUST2) con un tale grado di segmentazione, tuttavia questi non offrono capacità di analisi in forma e, pertanto, non consentono l'identificazione isotopica dei frammenti che si fermano nel primo strato di rivelazione.
L'applicazione di tecniche di analisi in forma a rivelatori segmentati è estremamente abiziosa e impone uno studio approfondito della matrice di risposta bidimensionale del rivelatore, nonchè la simulazione della formazione del segnale ad alti livelli di iniezione. Un altro passo in avanti è costituito dallo sviluppo dell'elettronica di front-end ad altissima dinamica, rumore estremamente basso e dissipazione di potenza ridotta. In aggiunta, per sfruttare appieno le caratteristiche del sistema di rivelazione occorre sviluppare un sistema di acquisizione dati dedicato per la digitalizzazione delle forme d'onda di uscita e l'analisi on-line.
La naturale ricaduta di tale attività di ricerca è nel settore della fisica nucleare interessata alle misure di correlazione, tuttavia alcuni risultati conseguiti dal progetto sono di interesse in altri settori. Lo sviluppo di strumenti di simulazione del trasporto di portatori nel volume del rivelatore e lo studio dei segnali indotti dalla interazione di particelle cariche leggere o frammenti di massa intermedia trova ricadute nello studio degli effetti di alta iniezione nei rivelatori bidimensionali in corso di sviluppo per le sorgenti XFEL. Il progetto di architetture di preamplificatore ottimizzate operanti in corrente e' un passo progettuale imprtante nella realizzazione di ASIC mixed-signal ad alta dinamica.
Il progetto è sviluppato in collaborazione con l'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e vede la partecipazione, oltre alla Sezione di Milano, della Sezione di Catania (capofila del progetto), dei Laboratori Nazionali del Sud e del Gruppo Collegato di Messina. Vi sono in aggiunta collaborazioni internazionali con gruppi di ricerca francesi e spagnoli.
Il sistema di rivelazione è costituito da due strati di rivelatori in silicio ad alto grado di segmentazione, seguito da un cristallo scintillatore CsI (Tl) e vanta elevata risoluzione energetica ed angolare, buone capacitè di separazione isotopica (anche per le particelle meno penetranti grazie alle capacità di analisi in forma degli impulsi), un alto grado di modularità e di riconfigurabilità.
Tale sistema di rivelazione aprirà nuovi orizzonti nello studio delle collisioni di ioni pesanti ed in reazioni dirette con fasci stabili e radioattivi,
Ad ora esistono solo alcuni sistemi di rivelazione (HiRA and MUST, MUST2) con un tale grado di segmentazione, tuttavia questi non offrono capacità di analisi in forma e, pertanto, non consentono l'identificazione isotopica dei frammenti che si fermano nel primo strato di rivelazione.
L'applicazione di tecniche di analisi in forma a rivelatori segmentati è estremamente abiziosa e impone uno studio approfondito della matrice di risposta bidimensionale del rivelatore, nonchè la simulazione della formazione del segnale ad alti livelli di iniezione. Un altro passo in avanti è costituito dallo sviluppo dell'elettronica di front-end ad altissima dinamica, rumore estremamente basso e dissipazione di potenza ridotta. In aggiunta, per sfruttare appieno le caratteristiche del sistema di rivelazione occorre sviluppare un sistema di acquisizione dati dedicato per la digitalizzazione delle forme d'onda di uscita e l'analisi on-line.
La naturale ricaduta di tale attività di ricerca è nel settore della fisica nucleare interessata alle misure di correlazione, tuttavia alcuni risultati conseguiti dal progetto sono di interesse in altri settori. Lo sviluppo di strumenti di simulazione del trasporto di portatori nel volume del rivelatore e lo studio dei segnali indotti dalla interazione di particelle cariche leggere o frammenti di massa intermedia trova ricadute nello studio degli effetti di alta iniezione nei rivelatori bidimensionali in corso di sviluppo per le sorgenti XFEL. Il progetto di architetture di preamplificatore ottimizzate operanti in corrente e' un passo progettuale imprtante nella realizzazione di ASIC mixed-signal ad alta dinamica.
Il progetto è sviluppato in collaborazione con l'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e vede la partecipazione, oltre alla Sezione di Milano, della Sezione di Catania (capofila del progetto), dei Laboratori Nazionali del Sud e del Gruppo Collegato di Messina. Vi sono in aggiunta collaborazioni internazionali con gruppi di ricerca francesi e spagnoli.
Risultati del progetto ed eventuali pubblicazioni scientifiche/brevetti
Pubblicazioni:
- L. Acosta, E.V. Pagano, T. Minniti, G. Verde, F. Amorini, A. Anzalone, L. Auditore, M. Buscemi, G. Cardella, A. Chbihi, E. De Filippo, L. Francalanza, E. Geraci, S. Giani, C. Guazzoni, E. La Guidara, G. Lanzalone, I. Lombardo, S. Lo Nigro, D. Loria, C. Maiolino, I. Martel, A. Pagano, M. Papa, S. Pirrone, G. Politi, F. Porto, F. Rizzo, P. Russotto, A.M. Sanchez-Bentez, J.A. Duenas, R. Berjillos, S. Santoro, A. Trifiro’, M. Trimachi, M. Venhart, M. Veselsky, M. Vigilante: “FARCOS, a new Array for Femtoscopy and Correlation Spectroscopy”, Proceedings of the IWM 2011 International Workshop on Multifragmentation and related topics, EPJ Web of Conferences, vol. 31, 00035, pp. 1-8, 2012;
- L. Acosta, F. Amorini, A. Anzalone, L. Auditore, C. Boiano, G. Cardella, L. Carraresi, A. Castoldi, A. Chbihi, E. De Filippo, L. Francalanza, E. Geraci, S. Gianì, C. Guazzoni, E. La Guidara, G. Lanzalone, I. Lombardo, S. Lo Nigro, D. Loria, C. Maiolino, I. Martel, T. Minniti, G. V. Montemurro, A. Pagano, E. V. Pagano, M. Papa, T. Parsani, S. Pirrone, G. Politi, F. Porto, F. Riccio, F. Rizzo, P. Russotto, A. M. Sánchez-Benítez, J. A. Duenas, R. Berjillos, S. Santoro, F. Taccetti, A. Trifirò, M. Trimachi, G. Verde, M. Vigilante, P. Zambon: “Mapping the Amplitude and Position Response of Double Sided Silicon Strip Detectors with Monochromatic Single Protons”, 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Records, 2012 IEEE, Anaheim, California (USA), October 28 - November 3, pp. 1358 - 1364, 2012;
- L. Acosta, F. Amorini, R. Bassini, C. Boiano, G. Cardella, E. De Filippo, L. Grassi, C. Guazzoni, P. Guazzoni, M. Kiš, E. La Guidara, Y. Leifels, I. Lombardo, T. Minniti, A. Pagano, M. Papa, S. Pirrone, G. Politi, F. Porto, F. Riccio, F. Rizzo, P. Russotto, S. Santoro, W. Trautmann, A. Trifirò, G. Verde, P. Zambon, L. Zetta: “Probing the Performance of Different Event Parameters for the Identification of Light Charged Particles in CHIMERA CsI(Tl) Detectors with Digital Pulse Shape Analysis”, IEEE Transactions Nuclear Science, vol. 60, pp. 284-292, 2013.