Experimental Methods of Particle Physics (EEPP)

Responsabile scientifico: Prof. Sebastiano Albergo
Luogo: Ed6 (piano 0; locale T41)

Il laboratorio ha il duplice scopo di laboratorio didattico per il corso omonimo della Laurea Magistrale in Fisica e di laboratorio di ricerca collegato alle attività sperimentali della nostra sede all'interno della collaborazione internazionale RD-FCC (Research&Development on the Future Circular Collider). Tali attività di ricerca sono indirizzate alla realizzazione di un prototipo di calorimetro per particelle di alta energia di nuova generazione "Dual Readout" basato sulla distinta misura contemporanea della luce emessa per scintillazione e di quella emessa per effetto Cherenkov durante il passaggio di particelle cariche ultrarelativistiche.  I fotosensori individuati per la lettura di questa luce sono i Silicon Photomultiplier ("SiPM").
Le principali attrezzature del laboratorio sono indirizzate ad effettuare test e caratterizzazioni (tensione di breakdown, guadagno, crosstalk, ...) di parte dei numerosi dispositivi SiPM che sono destinati alla costruzione del prototipo di calorimetro Dual Readout.
A breve verrà allestita una postazione per l’R&D sui rivelatori Silicon Carbide “SiC”, che potrebbero avere un utilizzo in ambito medico.
 

Attrezzature

Scheda di acquisizione CAEN DT5202

Per studiare la luce Cherenkov (emessa nella regione UV dello spettro elettromagnetico) è necessario applicare materiali wavelength-shifter (per es. fogli PEN) per “spostarla” verso il blu, per ragioni di maggiore sensibilità dei rivelatori. La board CAEN DT5202 permette di gestire 64 canali (ovvero una intera matrice 8x8 come per esempio il SiPM Hamamatsu S13161-3050AE-08), e di ridurre pertanto i tempi necessari alle misure. Naturalmente, sono necessari anche una dark box per isolare il più possibile il SiPM dalla luce ambientale (diminuendo il rumore) e una sorgente luminosa.

Sorgente luminosa
	La lampada allo Xenon della Ocean Insight PX-2 è una sorgente UV compatta che produce luce pulsata nel range 220-750 nm. Grazie ad un monocromatore Optometrics SDMC1-02, possiamo dunque condurre misure di fotosensibilità a diverse lunghezze d’onda. Questo setup permette inoltre di fare studi con applicazioni tecnico-industriali (monitoraggio della qualità delle acque, ...).

Sfera integratrice Thorlabs e altro

Concludiamo con la sfera integratrice di Teflon, materiale capace (96% di riflettanza) di riflettere efficacemente la luce UV, e una cupolina home-made (anch’essa in Teflon), la quale permette: 1) l’allineamento di una fibra ottica ad una distanza studiata per illuminare uniformemente un SiPM/SiC/fotomoltiplicatore (“PMT”) tradizionale, tenendo conto dell’apertura angolare della fibra; 2) ulteriore protezione (in aggiunta alla dark box): sia dalla luce esterna per il rivelatore, sia dalla diffusione della luce UV nel laboratorio, per le caratterizzazioni che la richiedono.