Início > Ars Physica > Calorimetria por fluxo de partículas

Calorimetria por fluxo de partículas

sábado, 16 abr 2011; \15\UTC\UTC\k 15 Deixe um comentário Go to comments

Essa noite eu estava lendo a Letter of Intent do detector para um futuro colisor linear de léptons (ILC): SiD Letter of Intent

A idéia é um delírio. O detector até o solenóide é todo feito de pixels de silício. Detectores de silício são usados frequentemente para tracking e detecção de vértice de interação, mas a idéia desse detector é usar para calorimetria também. E isso é de fazer cair o queixo. Eles estão sugerindo fazer um calorímetro que funciona quase que completamente com fluxo de partículas. A técnica de fluxos de partícula não é nova, ela já foi usada com sucesso no ZEUS (HERA), CDF (Tevatron) e CMS (LHC) mas todos esses calorímetros usavam essa técnica de forma complementar, tendo o fluxo de energia como o prinicipal modo de detecção.

A idéia nessa proposta é identificar individualmente todas as partículas nos chuveiros eletromagnéticos e vetar aquelas provenientes de partículas carregadas, cuja energia pode ser medida no detector de tracking. Depois disso, tudo que sobra são os chuveiros de fótons no calorímetro eletromagnético (e os chuveiros de nêutrons no calorímetro hadrônico) que são medidos de forma tradicional, contando pares de elétrons-buracos produzidos. Uma das razões deles proporem o tungstênio como material de absorção é justamente porque ele tem uma grande razão de comprimento de radiação por comprimento de interação, além de um pequeno raio de Molière, tornando-o melhor para esse tipo de aplicação.

Isso é uma proposta completamente nova de calorimetria. Os problemas imediatos são óbvios. Primeiro, em eventos altamente inelásticos, que são os mais interessantes, pode ser muito difícil separar todos os chuveiros. Além disso, decaimentos semi-leptônicos são obviamente um desastre para essa técnica, já que o neutrino vai passar despercebido. Por fim, claro, existe o problema de otimizar o tamanho dos pixels para, por um lado ter uma reconstrução de trajetórias boa e por outro não ser atolado de ruído na medida da energia dos fótons. Eles estão falando em algo como milhões de canais – calibrar o ganho disso deve ser o inferno na terra.

Nesse tipo de calorimetria, a resolução certamente não varia como um processo de Poisson e, embora eu não consiga achar nenhum artigo que tenha calculado a dependência com a energia, várias referência indicam uma dependência mais rápida que linear. Sei lá… isso me parece jogar uma das coisas mais bacanas de um calorímetro (que é a dependência de 1/\sqrt{E}) no lixo, mas tudo bem. Para falar verdade, isso mais parece uma máquina fotográfica do que um calorímetro.

Não quero ser um profeta do desastre. Há também vantagens óbvias da fina segmentação lateral e longitudinal: poder fazer tracking até o calorímetro, poder fazer excelente particle identification no calorímetro, … De qualquer forma, é realmente de cair o queixo.

Categorias:Ars Physica
  1. Nenhum comentário ainda.
  1. No trackbacks yet.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: