REGaRD: Gáztöltésű részecskedetektor fejlesztés ELTE – Wigner FK – CERN RD51 együttműködésben Varga Dezső, ELTE KRFT az RD51 / REGARD képviseletében ●
Gáztöltésű részecskedetektorok jelene, létjogosultsága
●
A CERN RD51 kollaborációja és a REGARD csoport
●
Mikrostruktúrás gáztöltésű detektorok
●
TGEM Cserenkov-detektor, nagy felbontású diagnosztika
●
Közelkatódos MWPC technológia
●
Talaj-tomográfia kozmikus müonokkal
●
Kis impulzusú részecskedetektor az NA61-nél
Részecskepálya mérése: a legfontosabb információ ●
Pontosság
●
Gyorsaság
●
Ésszerű ár
●
Kis anyagmennyiség
●
Sugárzásállóság
●
●
Nagy össz információtartalom ...
CMS detektor: a világ legnagyobb félvezető-alapú tracking detektora ●
Közel 80M egyedi detektorelem, kb 20 m 3
●
Rendkívül pontos, gyors és drága
ALICE TPC: gáztöltésű pályamérő detektor ●
,,Elemi” mérések száma közel 800M, 80 m 3
Mi adja a gáztöltésű detektorok létjogosultságát? ●
Aránylag pontos és gyors nagy méretnél
●
Ésszerű költségek, kis anyagmennyiség
●
Pályamérés, részecskeazonosítás
●
Innováció, technológiai fejlődés Az LHC korszakában is gyakran ez az optimális választás!
Innovatív technológiák
●
Mikrostruktúrás detektorok (MPGD), jellemző méretek a 10-100 mikron skálán
Gas Electron Multiplier (GEM, F. Sauli)
●
●
Erővonalak a lyukba fókuszálnak: a fólia mint jelerősítő működik, alul elektronokat kapunk! Thick GEM: kb 10-szer nagyobb minden méret
CERN RD51 kollaboráció ●
●
●
Mikrostruktúrás gáztöltésű detektorok fejlesztése, kutatások koordinálása Az ELTE és a Wigner FK intézetként teljes jogú alapító tagok (2009 óta) 25 ország, 75 intézet, kb 400 tag
REGARD: Wigner – ELTE konzorcium ●
ELTE résztvevők Bagoly Zsolt, Horváth Ákos, Kiss Gábor, Mátyás Miklós, Oláh László, Papp Gábor, Surányi Gergely
●
Wigner FK résztvevők Bencze György, Bencédi Gyula, Barnaföldi Gergely Gábor, Dénes Ervin, Fodor Zoltán, Hamar Gergő, Kovács Levente, Lévai Péter, László András, Márton Krisztina, Zalán Péter
● ●
BME: Melegh Hunor Gergely Együttműködések: CERN NA61, CERN ALICE VHMPID, CERN RD51. Támogatás: OTKA-KTIA (NKTH) 2009 – 2013
●
ELTE résztvevők
●
Wigner FK résztvevők
●
Együttműködések: CERN NA61, CERN ALICE VHMPID, CERN RD51. Támogatás: OTKA-KTIA (NKTH) 2009 – 2013
ALICE VHMPID (tervezett): TGEM alapú részecskeazonosítás Cherenkov-fotonokkal
●
UV hatására fotoelektronok keltése majd erősítése
●
Gyűrű-leképezéses részecskeazonosítás 3-15 GeV között (csak néhány foton!), gazdaságos megvalósítás
Detektor összeállítása, nyalábteszt
Készíthető-e térkép az érzékenységről? ●
●
UV LED impulzusok, fókuszáltan Egyedi elektronok detektálása!
Fotoelektron-érzékenység térkép
●
Lyukak pereme érzékeny, közöttük jól mérhető ,,kritikus pontok”
TGEM elektron-sokszorozás erősségének térképe
●
Az egyes lyukaknak egyedi erősítése van!
Nucl. Inst. and Meth. A 694C, 16 (2012)
Közelkatódos sokszálas kamra (Close Cathode Chamber) ●
MPGD analógia: Az elektromos tér bezáródik a struktúra belsejébe
Nucl. Inst. and Meth. A 648, 163 (2011) Nucl. Inst. and Meth. A-00540 (2012)
… végülis a méret a lényeg...
Alkalmazás: VHMPID kiegészítő részecskepálya-detektora
CERN teszt, pion nyaláb, 2011 nyara Nucl. Instr. And Meth. A-00540 (2012)
Talajszerkezet vizsgálata kozmikus müonokkal ● ●
Tenyerünkön 1 Hz Behatolási mélység talajba néhány száz méter
Tomografikus leképezés müonokkal: részecskepálya-mérés
Pilis hegy, Ajándék Barlang ●
Egy nagyobb barlangrendszer felső tagja
●
Mérések 50m mélyen, másfél hónapon át
Fluxus kompatibilis a felszínnel
Nucl. Instr. and Meth. A 689C (2012) p.60
NA61 kísérlet ●
Hadron spektrométer a CERN-ben
●
Kiemelkedő magyar részvétel
Kis impulzusú részecskedetektor (LMPD)
●
Hatótávolság és ionizáció együttes mérése: részecskeazonosítás (protonok vs pionok)
TPC az NA61 céltárgya köré
Azonosított (megálló) részecskék
Pionok
Protonok
Publikációk ●
REGaRD Csoport kizárólagos:
DV., GH, GK: Asymmetric Multi-wire Proportional Chamber With Reduced Requirements ..., Nucl. Inst. and Meth, A 648, p 163, 2011 HG, VD: Vastag GEM alapú trigger-detektor az LHC ALICE kísérletben, NUCLEON (Az MNT lapja), II. évf. 2. sz. (2009) p.47 HG,VD: High Resolution Surface Scanning of Thick-GEM for Single Photo-Electron Detection, Nucl.Inst. and Meth, A 694, p 16, 2012 GGB, GH, HGM, LO,GS,DV: Portable Cosmic Muon Telescope for Environmental Applications, Nucl. Inst. and Meth, A 689, p 60, 2012 BGy, HG, VD: Close Cathode Chamber: Low material budget MWPC (Nucl. Inst. and Meth. AIM-A-00540, 2012) ●
CERN-es együttműködések:
A. Di Mauro, Z. Fodor, G. Hamar, D. Varga et al.: Very high momentum particle identification in ALICE at the LHC., NIM A 617 (2010) 424 L. B, A. A, G.G.B, G. B, Z. F, E. F, G. H, L. K, P. L, L. M., D. V: High-p(T) trigger detector... Nucl.Phys.Proc.Suppl.197:296-301,2009 A. Agocs, G. Hamar, Z. Fodor, D. Varga et al (ALICE VHMPID Coll.): VHMPID..., Indian J.Phys.84:1635-1639,2010 NA49 Collaboration: H. G. F, M. M, D. V, Z. F et al: Inclusive production of charged kaons in p+p collisions... Eur.Phys.J.C68 1-73 (2010) A. Di Mauro, G. Bencze, Z. Fodor, G. Hamar, D. Varga et al: The VHMPID RICH upgrade project for ALICE , NIM A 639, 274 – 277, 2011 B D, A A.G, A R, BGG, B Gy, B L, F E, HG, KL, LP, L Cs, M L, P S, V D for VHMPID collaboration: VHMPID: a new detector for the ALICE experiment at LHC, EPJ Web of Conferences Volume 13, 03004 (HCBM 2010) M D, B Gy, HG, K L, V D, et al, for the VHMPID Coll.: A Very High Momentum Particle Identification, AIP Conference Proc. 1348, 61, 2011 ●
Konferencia kiadányok, készülő publikációk:
MK, AL, HG, VD: Low Momentum Particle Detector for the NA61 Experiment at CERN (NIMA) IEEE NSS Conf. Rec. 2009, VHMPID Int. Ws. High pT Phys. at LHC;
Fizikai Szemle
Összefoglalás ●
●
●
●
CERN RD51: innovatív gáztöltésű detektorok, nagyenergiás és azon kívüli alkalmazásokhoz REGARD csoport: ELTE – Wigner FK együttműködés (2009 óta), CERN RD51 tagság Kísérleti tapasztalat és technikai háttér; Fiatal kutatói utánpótlás (öt doktorandusz; egyetemi hallgatók) Detektorfejlesztés tényleges kísérletekhez, többféle technológia ötvözete, az optimális választás lehetőségével Támogatók: OTKA-KTIA 77719, 77816, OTKA 778816,NK62044, Bolyai Ösztöndíj
Köszönöm a figyelmet!
