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BTeV a FNAL: Lo spettrometro BTeV - Locazione. La futura casa di BTeV: la nuova regione d’interazione CZero. Fixed Target Experiments. CDF. D0. p. p. Tevatron 1TeV. Main injector 150GeV. BTeV e’ un nuovo experimento che si fara’ al collider Tevatron (1TeV+1Tev) nel 2006.
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BTeV a FNAL: Lo spettrometro BTeV - Locazione La futura casa di BTeV: la nuova regione d’interazione CZero Fixed Target Experiments CDF D0 p p Tevatron 1TeV Main injector 150GeV BTeV e’ un nuovo experimento che si fara’ al collider Tevatron (1TeV+1Tev) nel 2006. G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL Lo spettrometro BTeVProduzione del quark b • b prodotti quasi a riposo • Energia vincolata • sbb/ stot»1/3 alla (Y4s) Risonanza Y(4S) o Z0 Z0 ×1011 ×1011 Produzione di b-antib alle risonanze e+ e- ***B-factory*** e+(3.1GeV)e-(9GeV) asimmetrici: <bg>=0.56 • b relativistici • Energia variabile • sbb/ stot»1/500 • B, Bs, barioni con b Processi dominanti nella adroproduzione di b-antib La limitata statistica degli attuali esperimenti e le crescenti difficolta’ teoriche nell’interpretare i dati rendono necessarie le misure di “precisione” ai collisionatori adronici con un esperimento ottimizzato per fare fisica del b. G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL: Lo spettrometro BTeV - Layout BTeV e’ uno spettrometro a due bracci simmetrici: Copre la regione “forward” (diversamente da CDF, D0, ATLAS e CMS che coprono la regione “centrale”) ed e’ percio’ ottimizzato per la fisica del b. Diretto competitore di BTeV e’ LHCb al CERN G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL: Lo spettrometro BTeV – Regione “forward” I quark b ad elevato momento sono prodotti a piccoli angoli. Ridotto multiplo scattering. Gli angoli di produzione di b ed antib sono altamente correlati nella regione forward. Elevata efficienza di tagging del b. Luminosita’=2×1032cm-2s-1:2 interazioni per crossing • Alta densita’ di tracce: • rivelatori ad elevata segmentazione • sistema di readout ad alta velocita’ • resistenza alla radiazione G. Chiodini - Fermilab
Il rivelatore di vertice di BTeV:Lo spettrometro BTeV – Parametro d’impatto Fisica dei sapori pesanti: tB»1.5ps, tD+»1ps, tD0»0.4ps, tt»0.29ps. Da confrontare con tKs»89ps e tK+»12ns. Vert. Sec. b»1 1/g b»ct Risoluzione parametro d’impatto per b»1 L=ct=gct R1 R2 Vert. prim. Contributo risoluzione intrinsica Contributo Multiplo scattering L’ampiezza di decadimento e’ funzione del tempo proprio. G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL Lo spettrometro BTeVIl rivelatore di vertice a pixel di Silicio • Le misure di asimmetria richiedono: • elevata risoluzione spaziale • campioni di dati ad alta statistica • Un Trigger hardware che individui nell’evento la presenza di quark pesanti richiede: • punti ad alta risoluzione • rivelatore vicino alla zona di interazione • ridotto combinatorio di tracce e basso rumore • La soluzione e’ un rivelatore a pixel di Silicio: • misura di punti nello spazio (x,y,z) • resistente alla radiazione (2×1014 particelle cm-2y-1) • ridotto affollamento di hit ed elevato S/N. Rivelatore di vertice a geometria planare Rivelatore ibrido a pixel Readout chip Sensor Bump G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL Lo spettrometro BTeVLayout rivelatore di vertice Pixel frame lateral view 0.595m 1.482m Motori di posizionamento necessari per allontanare i pixel durante il caricamento dei pacchetti di p ed antip. cooling pipes Pixel frame end view G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL Lo spettrometro BTeVUna stazione a due piani di pixel Probabilmente fuori dalla zona di radiazione Pin diode optical receiver VCSEL optical driver Control, monitoring, and, timing Data serializer track beam • Module • ~ 1Gbyte/s • Rad-Hard components • B=1.6T • Vacuum 10-8Torr • Half plane • 20% overlap of sensors in a single plane • 0.9% radiation length per plane G. Chiodini - Fermilab
BTeV a FNAL Lo spettrometro BTeVSupporto meccanico e di raffreddamento • Materiale ultra leggero in fibre di carbonio (5%C+95%vuoto). • Elevata rigidita’. • Coefficiente d’espansione termica simile al Silicio. • Tubi di raffreddamento di carbonio non poroso. • Fibre di “fuzzy” carbon radiali ai tubi. • Rigidita’ ottenuta depositando altro carbonio (CVD). • La superfice di carbonio “fuzzy” viene sagomata a “scala” (shingles). Sezione di un tubo. Prototipo per lo studio delle propieta’ termiche. Prototipo del supporto a “scala”. Soluzione alternativa in esame: supporto leggero in Berillio. G. Chiodini - Fermilab