Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

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1.2.1 Il magnete La misura dell'impulso delle particelle prodotte nella collisione protoneprotone, richiede un campo magnetico allineato con l'asse dei fasci, che sara garantito da un grosso magnete solenoidale superconduttore, lungo circa 13 m, con raggio interno di circa 3 m, che ingloba al suo interno tutti i calorimetri e le camere centrali. Le particelle cariche prodotte nella collisione, sotto l'azione delle forze del campo magnetico, presenteranno delle traiettorie curve, con raggio di curvatura inversamente proporzionale all'impulso; da queste curvature nella traiettoria si puo, quindi, determinare l'impulso della particella. Nella gura 1.4 e possibile vedere la posizione del solenoide superconduttore nel rivelatore CMS; il usso magnetico al di fuori del solenoide si chiude attraverso tre strati di ferro magnetizzato dello spessore di 1.8 metri, intervallati da tre camere a li per i muoni. Il sistema e costituito da una struttura a 12 lati (vedi gura 1.5), ottimizzata per le dimensioni delle camere a muoni. Il raggiungimento di un campo magnetico di 4T con bobine convenzionali comporterebbe la produzione di un'enorme quantita di calore, ed e quindi necessario ricorrere a bobine superconduttrici ed utilizzare un sistema di rareddamento basato su elio liquido ad una temperatura di 44 K , in grado di provvedere allo smaltimento di grandi quantita di calore. 1.2.2 Il Rivelatore di vertice Il rivelatore di vertice e posizionato attorno al punto di interazione, ed e costituito da una serie di strati di rivelatori al silicio e a gas posti intorno all'asse dei fasci incidenti, con simmetria cilindrica. Per racchiudere ermeticamente la zona di interesse sono previsti dei rivelatori simili ai precedenti, disposti perpendicolarmente al cilindro. Poiche la produzione dell' Higgs e associata ad un certo numero di particelle cariche di alto momento trasverso, la camera tracciante permette di ricostruire il vertice delle particelle cariche; simulazioni eettuate con il metodo Montecarlo mostrano che il vertice cos ricostruito permette una buona stima dell'angolo di emissione dei due fotoni originati dal decadimento dell'Higgs. 1.2.3 Il calorimetro elettromagnetico (ECAL) Il rivelatore di vertice e accoppiato ad un calorimetro elettromagnetico che lo racchiude completamente. Questo ha il compito principale di individuare l'Higgs leggero attraverso la rivelazione della presenza di due di decadimento del processo H o ,! e la misura della loro energia, che, associata all'angolo di produzione, permette di ricostruire la massa invariante del bosone. Il principio seguito e quello della 13
Figura 1.5: L'esperimento CMS; vista trasversale. 14
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