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Electrónica de lectura del calorímetro de cristal Mu2e: Diseño y caracterización

Autores: Atanov, Nikolay; Baranov, Vladimir; Borrel, Leo; Bloise, Caterina; Budagov, Julian; Ceravolo, Sergio; Cervelli, Franco; Colao, Francesco; Cordelli, Marco; Corradi, Giovanni; Davydov, Yuri; Di Falco, Stefano; Diociaiuti, Eleonora; Donati, Simone; Echenard, Bertrand; Ferrari, Carlo; Gioiosa, Antonio; Giovannella, Simona; Giusti, Valerio; Glagolev, Vladimir; Grancagnolo, Francesco; Hampai, Dariush; H

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Electrónica de lectura del calorímetro de cristal Mu2e: Diseño y caracterización


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión del conocimiento

Palabras clave

Experimento mu2e
Laboratorio nacional de aceleradores Fermi
Violación de sabor de leptones cargados
Conversión
Electrones
Calorímetro

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El experimento Mu2e en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi buscará la conversión de muones negativos en electrones, violando la conservación del sabor de los leptones cargados, en el campo Coulombiano de un núcleo de Al. El electrón de conversión, con una firma monoenergética de 104.967 MeV, será identificado mediante una medición complementaria realizada por un rastreador de alta resolución y un calorímetro electromagnético, mejorando en cuatro órdenes de magnitud la sensibilidad actual de eventos individuales. El calorímetro, compuesto por 1348 cristales de CsI puro dispuestos en dos discos anulares, tiene una alta granularidad, una resolución de energía del 10% y una resolución temporal de 500 ps para electrones de 100 MeV. La lectura, basada en SiPMs de gran área extendidos en UV, presenta una cadena de lectura completamente personalizada, desde la electrónica de front-end analógica hasta las placas de digitalización. El diseño de la electrónica de lectura fue validado para su operación en vacío y bajo campos magnéticos. Una extensa campaña de certificación de resistencia a la radiación certificó el diseño de FEE para dosis de hasta 100 krad y 10 n/cm y para efectos de eventos individuales. Se realizó una prueba final de corte vertical en la cadena de lectura final con rayos cósmicos en un prototipo de calorímetro a gran escala.

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