Raziskovalni projekt J1-70048

Hitri fotonski detektor z veliko površino za identifikacijo delcev za prihodnje eksperimente v visokoenergijski fiziki

ERC področje PE2 - Osnovne sestavine snovi

Trajanje projekta: od 1.3.2026 do 28.2.2029

Povzetek:

Detektorji fotonov so v središču večine poskusov v fiziki delcev. Za učinkovito identifikacijo delcev v ekstremnih okoljih eksperimentov HEP s težkimisnovmi potrebujemo fotosenzor z granulacijo približno 1 mm2, visoko učinkovitostjo za zaznavanje posameznih fotonov z valovno dolžino nad 400nm in dobro časovno ločljivostjo približno 100 ps. V predlaganem projektu nameravamo preučiti značilnosti LAPPD, obetavnega hitregapikosekundnega detektorja fotonov z veliko površino. Preučevali bomo časovne lastnosti, položajno ločljivost in hitrostne zmogljivosti v laboratorijuin v visoko energijskih testnih curkih. Zaradi širjenja naboja v kapacitivno vezanih napravah se signal zazna na več ploščicah. V projektunameravamo optimizirati in izboljšati zmogljivosti za identifikacijo delcev z vključitvijo informacij o porazdelitvi naboja.

Cilji:

• Cilj 1: Proučiti časovno ločljivost in ojačanje fotosenzorja LAPPD kot funkcijo različnih parametrov, tj. položaja, hitrosti in velikosti blazinice. V okviru tega cilja bomo proučili tudi ključni vidik kalibracije med kanali in optimizacije časovnega sinhroniziranja s kombinacijo signalov iz več blazinic.
• Cilj 2: Proučiti časovno ločljivost fotosenzorja LAPPD za dva primera odčitavanja: analogno in diskretno odčitavanje. Optimizirali bomo velikost ploščic za odčitavanje in proučili, kako združiti čim več informacij, da bi dobili najbolj natančno pozicijo zadetka; analogno odčitavanje – združiti informacije o višini impulza iz kanalov; diskretno odčitavanje – združiti skupke.
• Cilj 3: Optimizirati algoritme za identifikacijo delcev na podlagi največje verjetnosti s skrbno izdelavo razširjene verjetnostne funkcije in testiranjem algoritmov na nizu podatkov, simuliranih z uporabo simulacije LHCb in Belle II na podlagi Geant4.
• Cilj 4: Karakterizirati senzor v visokoenergetskem testnem žarku z uporabo večkanalnega odčitavanja. Na podlagi rezultatov optimizacije bo uporabljen eden od večkanalnih sistemov, odvisno od razpoložljivosti in zmogljivosti: FastIC ali PETSys TOF-PETv2.

Povezave:

• SICRIS: Povezava na podatke v sistemu SICRIS,

• NRRP in njegove posodobitve
• Projekt financira ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije: