MEV - Muography of Etna Volcano

Responsabile scientifico: Prof. Domenico Lo Presti
Luogo: Ed 6, Piano 3

Il Laboratorio MEV è finalizzato alla costruzione e al test di rivelatori di particelle ed elettronica associata.
I rivelatori sono tracciatori di raggi cosmici secondari basati su scintillatori, fibre e bacchette, e fotosensori. Nel laboratorio si effettua la fase di assemblaggio di tutti i moduli, inclusa la meccanica. L’elettronica, sviluppata appositamente dal gruppo di ricerca guidato dal Prof. Lo Presti, viene testata su banco e in connessione ai rivelatori. La caratterizzazione dei tracciatori viene effettuata rivelando i raggi cosmici, radiazione naturale, e misurandone le distribuzioni angolari.
I rivelatori realizzati vengono poi trasferiti nei siti di misura per le diverse applicazioni, dalla muografia (radiografia mediante tracciamento di muoni in assorbimento) dei crateri sommitali del vulcano Etna, al monitoraggio della stabilità di edifici storici (misura della distanza fra punti chiave dell’edificio mediante tracciamento di muoni).
Le attività di ricerca nel campo della muografia sono sempre più di interesse della comunità scientifica internazionale ed esiste un accordo di ricerca con l’Università di Tokyo e il WIGNER Research Centre for Physics.
Il laboratorio è dotato di banconi per il test dell’elettronica, di tavoli per l’assemblaggio, di una camera oscura e di stampanti 3D.
Il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Lo Presti è inoltre da sempre impegnato anche in altri progetti di fisica fondamentale, soprattutto nell’ambito dello sviluppo e il test di rivelatori innovativi di particelle.
 

Attrezzature

Modulo di tracciamento MEV

Rivelatore di raggi cosmici secondari in fase di assemblaggio. Due strati ortogonali di bacchette scintillanti permettono di rivelare la posizione di attraversamento dei muoni. La luce prodotta dagli scintillatori a seguito del rilascio di energia da parte dei muoni, viene raccolta da speciali fibre ottiche, wavelength shifting, che raccolgono e incanalano la luce fino al fotomoltiplicatore. Questo a sua volta converte in un segnale impulsivo elettrico la luce raccolta. L’elettronica di front-end processa i segnali e converte in un codice digitale la posizione di attraversamento muone per muone.

Scheda di front-end
	La scheda di front-end interamente progettata al DFA si basa su un circuito integrato per il processamento dei segnali prodotti nel fotomoltiplicatore (mostrato in foto e montato sulla scheda). La scheda di front-end, una per ogni piano di tracciamento, è progettata per essere a bassissimo consumo e alte prestazioni.

Telescopio muonico

Questo tracciatore di muoni è composto da tre piani di rivelazione sensibili alla posizione. Esso è capace di lavorare autonomamente a bassissimo consumo, (installato per tre anni a 3100 m sulle pendici del cratere di Nord-Est del vulcano Etna. Di ogni muone nel suo campo di vista il tracciatore calcola la direzione nello spazio e genera un’immagine che può essere utilizzata per misurare la mappa di densità di grandi oggetti massicci.

Scheda di read-out SOM

Questa scheda interamente progettata dal gruppo di ricerca del Prof. Lo Presti è basata su System On Module (SOM). Essa costituisce un completo sistema di acquisizione acquisendo in maniera intelligente ed alte prestazioni i dati provenienti dalle schede di front-end, grazie alla potente logica programmabile (FPGA) accoppiata ad un processore real-time. Il sistema inoltre permette un interfacciamento rapido con sistemi di archiviazione e visualizzazione mediante rete ethernet.