Préamplificateur de courant bas-bruit pour le calorimètre électromagnétique d'ATLAS

par Yves Jacquier

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Aleksandar Hrisoho.


  • Résumé

    La construction du détecteur ATLAS au CERN pour le futur collisionneur LHC a entre autres objectifs de mesurer la masse du boson de Higgs pour compléter le modèle standard et de permettre une approche expérimentale du modèle supersymétrique. L’une des parties maitresses du détecteur est le calorimètre électromagnétique, qui mesure l'énergie de particules (photons, électrons. . . ). La précision dans la mesure de l'énergie est limitée par le bruit électronique du préamplificateur qui est donc un élément crucial de la chaine d'acquisition. L’objet principal de cette thèse est l'étude d'un préamplificateur de courant place en dehors du cryostat (préamplificateur 0T), le signal étant convoyé hors du calorimètre par un câble. Une étude est faite d'un préamplificateur concurrent situé dans le calorimètre, afin d'en extraire les principales caractéristiques. Une modélisation théorique du préamplificateur 0T est ensuite présentée, notamment les effets du câble sur le signal et le bruit. L’étude de différentes versions réalisées permet de conclure à l'accord entre modèles et mesures. Dans les conditions de rapidité de l'expérience, les caractéristiques du 0T sont très compétitives avec celles du préamplificateur concurrent, le 0T présentant en outre des avantages de maintenance et de fiabilité. Cependant, les caractéristiques du seul préamplificateur prototype ne suffisent pas à conclure sur les performances de l'ensemble. L’impédance du câble relativement élevée augmente la diaphonie entre deux voies du calorimètre, mais son niveau est néanmoins acceptable. De plus la modélisation des corrélations de bruit par diaphonie montre que le bruit corrélé est négligeable pour les longueurs de câbles utilisées. De même, le calcul de la fonction d'autocréation du bruit en fonction du câble et les mesures sont en parfait accord, et permettent l'optimisation d'une méthode de filtrage numérique par échantillonnages multiples. Le 0T a été choisi pour équiper les 200000 voies du calorimètre électromagnétique d'ATLAS.

  • Titre traduit

    Low-noise current preamplifier for the atlas liquid argon calorimeter


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Informations

  • Détails : 1 vol. (247 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 45 réf.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2016-012788
  • Bibliothèque : CentraleSupélec. bibliothèque.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 58740
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