Montaje de los strips y el front-end analógico:
Nueva placa con ocho amplificadores para los strips.
Continúe leyendo Front-end analógico.
La información relacionada con los siguientes temas,
- fabricación de centelladores de poliestireno
- construcción del telescopio de muones
- experimento para la medición de la vida media del muon
El sitio (que estará en construcción por un largo tiempo) puede accederse desde aqui.
Modificación de los programas de adquisición y análisis para registrar dos strips más, con un segundo osciloscopio de dos canales. Por ahora el máximo número de strips simultáneos es seis (limitado por disponer sólo de un osciloscopio de cuatro canales, los demás de dos y dos módulos RS232).
Continúe leyendo Adquisición en 6 canales.
Los strips capturan las estaciones de FM (~100 MHz). Con blindaje y reorientación disminuye notablemente el efecto.
Continúe leyendo Blindaje de strips.
Colocando el TGC entre los dos centelladores, observamos la sensibilidad del TGC al pasaje de muones, con y sin pentano.
Coincidencias dobles y triples.
Lectura de 4 strips consecutivos.
Coincidencias dobles y triples.
Lectura de 4 strips consecutivos.
Continúe leyendo Triple coincidencia.
Mudanza gradual desde el subsuelo hacia mi oficina.
Continúe leyendo Layout experimental 2009.
Incluye amplificador, discriminador y coincidencia.
Continúe leyendo Modulo NIM Multifunción.
Continúe leyendo Tercer soporte para TGC.
Utilizando los nuevos centelladores plásticos recibidos de AMIGA (sin fibra) se montaron dos piezas de 20 cm con la misma técnica utilizada anteriormente (ver), con tubos idénticos y bases idénticas. Utilizando el soporte construído (ver) se realizaron coincidencias para detectar muones atmosféricos. Ver geometría.
Continúe leyendo Muones con doble centellador.
Cálculo de la apertura del detector con dos centelladores, en función de la distancia entre los mismos.
Continúe leyendo Apertura del detector.
El procesamiento de los datos contenidos en los archivos de salida es realizado por un segundo programa, escrito en C que realiza las siguientes tareas:
- Captura desde el archivo de datos especificado por linea de comandos (opcion -f) las trazas del osciloscopio en una matriz de 4x500xn (n=número de eventos registrados) y los timestamps en un vector de n elementos.
- Calcula para cada evento el tiempo desde el evento anterior.
- Calcula para cada traza la linea de base (promedio de las 50 primeras muestras) y se la resta a cada muestra de la traza.
- Encuentra el máximo de cada traza.
- Calcula el área bajo cada traza (ver normalización).
- Realiza una salida en múltiples columnas a la standard output.
Continúe leyendo Programa de procesamiento.
4 al 10 de noviembre de 2008
En las sesiones anteriores (última el 31 de octubre) se detectó una disminución importante en la amplitud de las señales en los strips. El motivo es desconocido. Estimamos que se debe a una disminución general de la ganancia del TGC, manifestada por la baja amplitud de la señal en el ánodo ante una coincidencia. Existen eventos de mayor amplitud en el TGC, pero no producen coincidencias con el centellador.
Reponiendo las condiciones de la primer sesión, se procedió a repetir las mediciones para intentar localizar la causa de la disminución de ganancia.
En las sesiones anteriores (última el 31 de octubre) se detectó una disminución importante en la amplitud de las señales en los strips. El motivo es desconocido. Estimamos que se debe a una disminución general de la ganancia del TGC, manifestada por la baja amplitud de la señal en el ánodo ante una coincidencia. Existen eventos de mayor amplitud en el TGC, pero no producen coincidencias con el centellador.
Reponiendo las condiciones de la primer sesión, se procedió a repetir las mediciones para intentar localizar la causa de la disminución de ganancia.
Continúe leyendo Sexta sesión de medición de muones: ganancia.
Llegó la fuente de alta tensión Ortec 456 para alimentar los fototubos. Seguimos a la espera del segundo centellador.
Nuevas medidas a largo plazo, con bastante pentano en la columna (casi 4 cm) para que dure unas cuantas horas.
Se desea estimar el consumo de pentano y observar la estabilidad en la detección de muones atmosféricos.
Flujo de CO2 al mínimo detectable por el flowmeter (1 l/h). Centellador a 12 cm sobre los strips. Lo demás, igual a la medida anterior.
Continúe leyendo Quinta sesión de medición de muones: estabilidad.
Conseguimos un recipiente idéntico al que va a contener el fósforo liquido que podemos usar para las pruebas mientas llega el SR-90. Comprobamos que la única forma de utilizarlo es colocándolo por debajo de la cámara. Por lo tanto hay que darla vuelta, para que no se detengan los electrones en el plano de cobre. La propuesta es montar el TGC en la guia vertical, junto con los dos centelladores, los tres detectores alineados verticalmente, sobre la base. Y la fuente radiactiva apoyada en la mesa.
Mientas tanto el Sr-90 sigue su lento camino burocrático...
Mientas tanto el Sr-90 sigue su lento camino burocrático...
El nuevo programa de adquisición guarda en un archivo ascii sólo la siguiente información:
- Primera linea del archivo: timestamp del momento de inicio, precedido por #
- Para cada evento:
- Primera linea: sólo el timestamp (int) del evento precedido de # (desaparecen el resto del contenido y la línea precedida por ##)
- 500 líneas siguientes: las 4 columnas de las trazas de los osciloscopios (char) separadas por espacio.
Cuarto día de mediciones, con el nuevo amplificador, modificado para aumentar la tasa de detección del tgc.
Varias medidas realizadas...
Varias medidas realizadas...
Continúe leyendo Cuarta sesión de medición de muones: tasa en el tiempo.
Amplificador coplado en alterna con un capacitor cerámico 104 en serie con la salida y una resistencia de 1K a tierra (ver esquemático), para evitar el efecto del offset sobre el discriminador.
De esta manera se consiguió aumentar la ganancia para disminuir el umbral de discriminación, a fin de tener una tasa mayor de eventos detectados por el TGC (tasa seleccionada = 5/seg, similar a la de la salida del discriminador del centellador).
Continúe leyendo Modificaciones en el amplificador de ánodo.
Con un multicanal y un amplificador Camberra 2021 observamos los espectros de amplitudes a la salida de los detectores.
El CENTELLADOR presenta un sólo pico.
El TGC tiene un pico que crece rápidamente y otro menor a la derecha. Son nuestros eventos? Para confirmarlo es necesario tener una discriminación de pulsos más flexible. URGENTE sacarle el offset al amplificador y mejorarle el preset de ganancia.
El CENTELLADOR presenta un sólo pico.
El TGC tiene un pico que crece rápidamente y otro menor a la derecha. Son nuestros eventos? Para confirmarlo es necesario tener una discriminación de pulsos más flexible. URGENTE sacarle el offset al amplificador y mejorarle el preset de ganancia.
Realizamos algunas medidas buscando coincidencias sin pentano, sólo con CO2. La ganancia del TGC es muy baja, y el discriminador pierde los eventos...
Continúe leyendo Medidas sin pentano.
Hipótesis: Sólo los muones atmosféricos pueden producir coincidencias entre la señal de ánodo del TGC y el centellador.
Para comprobarlo, se midió la tasa de coincidencias en función del ángulo de incidencia.
Mientras tanto, almacenamos la señal generada en cuatro strips consecutivos.
Para comprobarlo, se midió la tasa de coincidencias en función del ángulo de incidencia.
Mientras tanto, almacenamos la señal generada en cuatro strips consecutivos.
21 y 22 de noviembre
Utilizando la nueva mesa de medida y el nuevo sistema de adquisición de datos
Utilizando la nueva mesa de medida y el nuevo sistema de adquisición de datos
con la siguiente conficuración:
En rojo: los parámetros eléctricos que pueden modificarse.
En verde: las conexiones al osciloscopio.
No se muestran: los parámetros del gas que pueden modificarse (Tpent, flujo C02, columna de pentano).
Se realizaron varias medidas durante dos días...
En rojo: los parámetros eléctricos que pueden modificarse.En verde: las conexiones al osciloscopio.
No se muestran: los parámetros del gas que pueden modificarse (Tpent, flujo C02, columna de pentano).
Se realizaron varias medidas durante dos días...
Continúe leyendo Primera sesión de medición de muones.
Con el nuevo TGC funcionando satisfactoriamente alimentado por la nueva fuente de alta tensión se realizó el montaje definitivo de la mesa de medida.
Mientras no tengamos una fuente colimada que emita sólo electrones (el Sr-90 está en trámite) vamos a medir señales en los strips originadas por la detección en el TGC de muones atmosféricos. Para asegurarnos de que se trata de muones, vamos a utilizar las coincidencias con nuestro flamante detector de centelleo.
Mientras no tengamos una fuente colimada que emita sólo electrones (el Sr-90 está en trámite) vamos a medir señales en los strips originadas por la detección en el TGC de muones atmosféricos. Para asegurarnos de que se trata de muones, vamos a utilizar las coincidencias con nuestro flamante detector de centelleo.
Continúe leyendo Montaje de la mesa de medida.
La señal TTL de coincidencia se utiliza para disparar los osciloscopios. Estos relevan, con pre-trigger, las señales en los strips. Una vez producido el disparo, las trazas de los osciloscopios son almacenadas en la PC, junto con el timestamp.
Continúe leyendo Sistema de adquisición de datos.
Utilizando el integrado AD8011 (disponible Auger) se construyó un amplificador para la señal de ánodo del TGC. El objetivo es proveer al discriminador ...
Datasheet
Circuito
Datasheet
Circuito
Se finalizó la construcción del soporte para los centelladores. Se utilizó una base con guia vertical cilíndrica disponible. Para ajustar los tubos a la guia se construyeron piezas de aluminio y bronce a medida.
Todavía no tenemos el segundo centellador...
Todavía no tenemos el segundo centellador...
Como se recibieron dos nuevos Mini TGC para pruebas, se montaron como muestran las fotos con el objetivo de realizar coincidencias (alta tensión en paralelo y gas en serie).
Lamentablemente una de las cámaras produce descargas permanentes y no detecta partículas. Queda pendiente un diagnóstico detallado de la cámara.
La otra funciona perfectamente. Decidimos hacer coincidencias con el centellador.
Lamentablemente una de las cámaras produce descargas permanentes y no detecta partículas. Queda pendiente un diagnóstico detallado de la cámara.
La otra funciona perfectamente. Decidimos hacer coincidencias con el centellador.
Ver secuencia de montaje de los dos detectores y los strips en Picasa:
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| TGC doble |
Se estudió a geometría resultante a fin de caracterizar el ángulo de apertura del detector de muones resultante y las posiblidades de obtener señal en strips adyacentes.
Ver imagen
Ver cálculos aparte.
Para las primeras pruebas de los nuevos TGC decidimos utilizar como strips un cable flexible disponible de 20 conductores. Observando el flexible con el microscopio con escala verificamos que los strips tienen 0.7 mm y están separados 0.3 mm. Ambas dimensiones son menores que la distancia entre wires, lo cual resulta adecuado para probar diferentes configuraciones.
Se soldó el extremo (los 20 conductores independientes) a una plaqueta con 7 conectores LEMO, con espacio para realizar combinaciones de strips y conexiones a tierra.
Se montó el conjunto en el recipiente hermético ´antihumedad´ (luego se comprobó que esto último no es necesario, ya que la nueva cámara no produce descargas).
Se soldó el extremo (los 20 conductores independientes) a una plaqueta con 7 conectores LEMO, con espacio para realizar combinaciones de strips y conexiones a tierra.
Se montó el conjunto en el recipiente hermético ´antihumedad´ (luego se comprobó que esto último no es necesario, ya que la nueva cámara no produce descargas).
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| TGC Recipiente |
Llegaron dos nuevos mini TGC para pruebas. Tienen algunas diferencias con el modelo anterior: la resistencia del grafito es diferente y la tapa de pcb de arriba es MUCHO más delgada. Las dimensiones son las mismas.
Finalmente llegó la nueva fuente de alta tensión de PS350 de Stanford Research con límite de corriente para utilizar en las pruebas de los TGC.
Ver hoja de datos y fotos en Picasa:
Ver hoja de datos y fotos en Picasa:
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| TGC Fuente de alta tensión |
Se utilizó un fototubo de 2" Burle 8575 (ver datasheet) con una base Philips activa para tensión negativa (ver manual) y centellador plástico disponible del proyecto Auger/AMIGA (De la especificación de AMIGA: The design adopts similar scintillator strips as for the MINOS experiment: 4.1 cm wide x 1.0 cm high strips of extruded polystyrene doped with fluors and co-extruded with TiO2 reflecting coating with a groove in where a wavelength shifter fibre is glued and covered with reflective foil).
Un tramo de 15 cm de largo de este centellador, previamente pulido en uno de sus extremos, se adhirió con grasa óptica a la superficie del tubo por medio de un soporte metálico. Finalmente se cubrió con una capa de papel de aluminio, luego una capa de goma negra y finalmente una capa de cinta aisladora negra.
Ver secuencia de montaje en Picasa:
Un tramo de 15 cm de largo de este centellador, previamente pulido en uno de sus extremos, se adhirió con grasa óptica a la superficie del tubo por medio de un soporte metálico. Finalmente se cubrió con una capa de papel de aluminio, luego una capa de goma negra y finalmente una capa de cinta aisladora negra.
Ver secuencia de montaje en Picasa:
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| Centellador |
Utilizando un discriminador de 100 MHz Ortec 436 (hay tres disponibles) se puede generar una señal apta para realizar coincidencias con el TGC. Se dispone de otro conjunto fototubo/base idéntico para construir un segundo detector, pero nos falta el centellador. Vamos a intentar conseguirlo pues sería importante realizar la coincidencia con dos detectores iguales, antes de analizar el efecto sobre los TGC, que puede generar una tercera coincidencia.
Mientras tanto, la coincidencia se realizará con la señal de ánodo de la cámara.
Se decidió costruir un soporte para alinear los detectores.
Entre los meses de mayo y septiembre se realizaron las primeras medidas. Sirvieron para ganar experiencia en el manejo de los nuevos detectores, pero no produjeron resultados relevantes.
La principal limitación fue la no disponibilidad de una fuente de alta tensión con límite de corriente que permitiera exigir al máximo los detectores. Utilizamos una fuente Ortec 556 de hasta 3000 V, con resistencias en serie para no dañar la cámara.
Se montó el tablero de mezcla (ver fotos y esquemático) y se realizaron las primeras medidas en el ánodo y en strips de cobre autoadhesivo.
Conexiones eléctricas: Ver imagen
Gas mixer: Ver imagen
Se comprobó que va a ser difícil obtener estabilidad a largo plazo en el circuito de gases, debido principalmente a la evaporación del pentano y a las variaciones de temperatura.
Se experimentaron las primeras complicaciones con las descargas producidas por la humedad, para lo cual se montó un sistema cerrado de circulación de gas seco.
Se comprobó que la señal producida por el ánodo es demasiado pequeña (del orden de los 10 mV) como para ser procesada por un discriminador standard. Se realizaron varias pruebas de discriminación con circuitos diseñados específicamente.
Hasta que un día, sin motivo aparente, la cámara dejo de detectar partículas. La autopsia reveló que el depósito de grafito, medido desde las cintas de cobre laterales, presentaba resistencia infinita.
En cuanto lleguen las nuevas cámaras y la fuente de alta tensión, se retomarán las actividades. Mientras tanto, utilizando materiales disponibles, se construirá un detector de muones atmosféricos, a fin de estudiar el efecto que tienen sobre los TGC.
La principal limitación fue la no disponibilidad de una fuente de alta tensión con límite de corriente que permitiera exigir al máximo los detectores. Utilizamos una fuente Ortec 556 de hasta 3000 V, con resistencias en serie para no dañar la cámara.
Se montó el tablero de mezcla (ver fotos y esquemático) y se realizaron las primeras medidas en el ánodo y en strips de cobre autoadhesivo.
Conexiones eléctricas: Ver imagen
Gas mixer: Ver imagen
Se comprobó que va a ser difícil obtener estabilidad a largo plazo en el circuito de gases, debido principalmente a la evaporación del pentano y a las variaciones de temperatura.
Se experimentaron las primeras complicaciones con las descargas producidas por la humedad, para lo cual se montó un sistema cerrado de circulación de gas seco.
Se comprobó que la señal producida por el ánodo es demasiado pequeña (del orden de los 10 mV) como para ser procesada por un discriminador standard. Se realizaron varias pruebas de discriminación con circuitos diseñados específicamente.
Hasta que un día, sin motivo aparente, la cámara dejo de detectar partículas. La autopsia reveló que el depósito de grafito, medido desde las cintas de cobre laterales, presentaba resistencia infinita.
En cuanto lleguen las nuevas cámaras y la fuente de alta tensión, se retomarán las actividades. Mientras tanto, utilizando materiales disponibles, se construirá un detector de muones atmosféricos, a fin de estudiar el efecto que tienen sobre los TGC.
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| TGC |
Thin Gap Chambers @ WIS
Thin Gap Chambers Construction at Particle Physics Department at the Weizmann Institute of Science (WIS)
http://homepage.mac.com/huntington.c/tgc.html
Gracias a Laura Damonte por el préstamo del Mini-Bin y la fuente de alta tensión.
