Title (eng)
Optimizing the performance of the V0+ detector of the Fast Interaction Trigger (FIT) for the ALICE detector upgrade
Author
Mohamed Awadein
Advisor
Johann Zmeskal
Assessor
Johann Zmeskal
Abstract (deu)
Shutdown (2019-2020) vor. Die LHC-Luminosität und -Kollisionsrate wird ab 2021 die Design-Parameter des vorliegenden ALICE Detektors erheblich übersteigen. Darüber hinaus wird die Einführung eines neuen Myon Forward Trackers (MFT) das Platzangebot für die aktualisierten Trigger-Detektoren erheblich verringern. Zur Einhaltung dieser Bedingungen wurde ein Fast Interaction Trigger (FIT) entwickelt. Der FIT-Detektor besteht aus zwei Subdetektor-Systemen: T0+ und V0+. Der T0+ Detektor besteht aus zwei Anordnungen von Quarz-Radiatoren mit MCP-PMT-Sensoren, die auf den Interaktionspunkt gerichtet sind. Der V0+ Detektor besteht aus Kunststoff Szintillator Scheibensegmenten, Glasfaser-Bündel und Photosensoren. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf den V0+ Detektor. Der V0+ Detektor erfordert hohe Effizienz, hohen Dynamikbereich (1-500) Partikel, Strahlunghärte und muss kompatibel sein mit einem 25 ns Abstand der Teilchenschauer und 1-2 MHz Interaktionsrate für pp-Kollisionen im neuen LHC-Betrieb; unter Beibehaltung der zeitlichen Auflösung von etwa 200 ps für ein einzelnes Teilchen. Um diesen technischen Herausforderungen gerecht zu werden, ist eine strikte fortlaufende F&E Arbeit erforderlich. Diese Arbeit konzentriert sich auf Optimierung des Szintillator Materials, die Wahl der Photosensoren (SiPM, Finemesh PMT und MCP-PMT), die Gestaltung der Glasfaser-Bündel, sowie die Ausleseelektronik.
Abstract (eng)
"The ALICE Collaboration is preparing a major detector upgrade for the second LHC shutdown (2019-2020). The LHC luminosity and collision rate from 2021 onwards will exceed the parameters of the current ALICE forward trigger detectors. Moreover, the upcoming installation of a new Muon Forward Tracker will reduce the space for the upgraded trigger detector from one side. These conditions urge the need of a new design.The Fast Interaction Trigger (FIT) has been designed to replace the current ALICE forward trigger detector. The FIT will be the primary forward trigger and it will provide minimum bias trigger, multiplicity trigger, centrality, beam-gas event rejection, collision time for the Time of Flight detector (TOF), offline multiplicity and event plane determination". The FIT detector comprises of two subdetector systems, T0+ and V0+. The T0+ consists of two arrays of quartz radiators coupled to MCP-PMT sensors facing the interaction point. The V0+ detector is composed of a disk of plastic scintillator segments, optical fiber bundles, and photosensors. In this contribution, we will focus on the V0+ detector. The V0+ detector requires high efficiency, high dynamic range (1 - 500) particles, radiation hardness and must be compatible with 25 ns bunch spacing and ∼ 1-2 MHz interaction rate for pp collisions of the new LHC operation, while keeping the time resolution of about 200 ps for a single particle. In order to fulfill these technical challenges, a rigorous R&D work is ongoing. This thesis is focusing on optimization of scintillator material, the choice of photosensors (SiPM, Fine-mesh PMT, and MCP-PMT), the design of the optical fiber bundles and the readout electronics as well.
Keywords (eng)
ALICELuminosityLHC
Keywords (deu)
ALICELuminositätLHC
Subject (deu)
Hochenergie-Kernphysik
Type (deu)
Masterarbeit
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1333898
DOI
10.25365/thesis.46447
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-28270.33433.445154-5
URI
https://utheses.univie.ac.at/detail/41104
Extent (deu)
xxi, 69 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
91
Study plan
Masterstudium Physik
[UA]
[066]
[876]
Association (deu)
Fakultät für Physik
Members (1)
Title (eng)
Optimizing the performance of the V0+ detector of the Fast Interaction Trigger (FIT) for the ALICE detector upgrade
Author
Mohamed Awadein
Abstract (deu)
Shutdown (2019-2020) vor. Die LHC-Luminosität und -Kollisionsrate wird ab 2021 die Design-Parameter des vorliegenden ALICE Detektors erheblich übersteigen. Darüber hinaus wird die Einführung eines neuen Myon Forward Trackers (MFT) das Platzangebot für die aktualisierten Trigger-Detektoren erheblich verringern. Zur Einhaltung dieser Bedingungen wurde ein Fast Interaction Trigger (FIT) entwickelt. Der FIT-Detektor besteht aus zwei Subdetektor-Systemen: T0+ und V0+. Der T0+ Detektor besteht aus zwei Anordnungen von Quarz-Radiatoren mit MCP-PMT-Sensoren, die auf den Interaktionspunkt gerichtet sind. Der V0+ Detektor besteht aus Kunststoff Szintillator Scheibensegmenten, Glasfaser-Bündel und Photosensoren. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf den V0+ Detektor. Der V0+ Detektor erfordert hohe Effizienz, hohen Dynamikbereich (1-500) Partikel, Strahlunghärte und muss kompatibel sein mit einem 25 ns Abstand der Teilchenschauer und 1-2 MHz Interaktionsrate für pp-Kollisionen im neuen LHC-Betrieb; unter Beibehaltung der zeitlichen Auflösung von etwa 200 ps für ein einzelnes Teilchen. Um diesen technischen Herausforderungen gerecht zu werden, ist eine strikte fortlaufende F&E Arbeit erforderlich. Diese Arbeit konzentriert sich auf Optimierung des Szintillator Materials, die Wahl der Photosensoren (SiPM, Finemesh PMT und MCP-PMT), die Gestaltung der Glasfaser-Bündel, sowie die Ausleseelektronik.
Abstract (eng)
"The ALICE Collaboration is preparing a major detector upgrade for the second LHC shutdown (2019-2020). The LHC luminosity and collision rate from 2021 onwards will exceed the parameters of the current ALICE forward trigger detectors. Moreover, the upcoming installation of a new Muon Forward Tracker will reduce the space for the upgraded trigger detector from one side. These conditions urge the need of a new design.The Fast Interaction Trigger (FIT) has been designed to replace the current ALICE forward trigger detector. The FIT will be the primary forward trigger and it will provide minimum bias trigger, multiplicity trigger, centrality, beam-gas event rejection, collision time for the Time of Flight detector (TOF), offline multiplicity and event plane determination". The FIT detector comprises of two subdetector systems, T0+ and V0+. The T0+ consists of two arrays of quartz radiators coupled to MCP-PMT sensors facing the interaction point. The V0+ detector is composed of a disk of plastic scintillator segments, optical fiber bundles, and photosensors. In this contribution, we will focus on the V0+ detector. The V0+ detector requires high efficiency, high dynamic range (1 - 500) particles, radiation hardness and must be compatible with 25 ns bunch spacing and ∼ 1-2 MHz interaction rate for pp collisions of the new LHC operation, while keeping the time resolution of about 200 ps for a single particle. In order to fulfill these technical challenges, a rigorous R&D work is ongoing. This thesis is focusing on optimization of scintillator material, the choice of photosensors (SiPM, Fine-mesh PMT, and MCP-PMT), the design of the optical fiber bundles and the readout electronics as well.
Keywords (eng)
ALICELuminosityLHC
Keywords (deu)
ALICELuminositätLHC
Subject (deu)
Hochenergie-Kernphysik
Type (deu)
Masterarbeit
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1333899
Number of pages
91
Association (deu)
Fakultät für Physik
License
All rights reserved
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