Etude de faisabilite d'un detecteur fast-rich propose pour identifier les particules a l'usine a b de slac

par ALEXIS AMADON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de R. ALEKSAN.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La violation de cp est au cur des recherches engagees aux futures usines a b. Une contrainte principale de l'usine a b de slac reside en la capacite du detecteur a identifier les particules, en particulier a distinguer les pions des kaons jusqu'a 4. 5 gev/c. Seul un detecteur a effet cerenkov peut permettre de separer les particules chargees a de telles energies. L'option proposee par le laboratoire de saclay cherche a detecter le cone de photons emis au passage de la particule dans un radiateur mince de freon liquide, avec un damier de pads photosensibles (csi) situe 14 cm en aval. Les photoelectrons produits sont rapidement collectes par une chambre proportionnelle multi-fils devant la photocathode (gaz utilise: methane pur a pression et temperature standard). Les avalanches de paires ion-electron sont reperees par influence electrostatique sur les pads instrumentes de 8 8 mm#2. Une lecture analogique du signal sur chaque pad permet de reconstruire des centroides d'amas de pads et de les assimiler aux impacts des photons cerenkov sur la photocathode. Reste alors, par simple reconstruction geometrique, a retrouver l'angle d'emission cerenkov associe caracteristique de la masse de la particule. Toute la difficulte est d'obtenir la meilleure resolution possible de l'image cerenkov ainsi reconstituee. Un pendant a cette resolution est le nombre de photons detectes par anneau, essentiellement limite par l'efficacite quantique (e. Q. ) de la photocathode. Une simulation montre qu'une moyenne de 22 photoelectrons est un minimum a atteindre avec une particule de b 1 en incidence normale sur le radiateur. Ceci correspond a une e. Q. De csi de 20% a 190 nm. Quand saclay s'est investi dans le projet, l'e. Q. Du csi etait entouree d'un halo d'incertitudes quant a sa valeur absolue dans le domaine de longueurs d'onde uv d'interet (160-220 nm). Des mesures en laboratoire ont mis en evidence l'importance de la qualite de surface du substrat metallique utilise comme support au csi sur le circuit imprime des pads. Par ailleurs des tests en faisceau de maquettes rich ont revele des e. Q. Ne depassant pas 16 2% a 190 nm, en meme temps qu'ils ont permis de mesurer une resolution d'angle cerenkov par photoelectron de 8. 5 mrad en conditions nominales avec des pions de 3 gev/c, la ou l'on attendait 6. 6 mrad d'autres tests auraient du etre reconduits avec davantage de precautions si le projet fast-rich n'avait pas ete mis a l'ecart par la collaboration babar, concurrence oblige


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Informations

  • Détails : 191 P.
  • Annexes : 91 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012265
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