![\"\"](\"https:\/\/web.infn.it\/atlas\/wp-content\/uploads\/2023\/05\/immagine.png\")
<\/a>Una particella incidente il calorimetro provoca uno sciame di elettroni e fotoni (sciame elettromagnetico) con energie via via sempre piu\u2019 basse che alla fine possono essere misurate. A differenza di quanto il nome sembra implicare, \u201ccalorimetro\u201d, non si effettua una misura di calore o di temperatura ma la misura dei segnali elettrici prodotti dagli elettroni che attraversano il materiale del calorimetro (ionizzazione). In questo calorimetro il compito di creare lo sciame e quello di rivelare il segnale elettrico viene svolto da due materiali diversi che si alternano in strati regolari (calorimetro a campionamento). Nel primo caso (in genere chiamato materiale passivo o assorbitore) viene usato piombo (o rame e tungsteno\/rame in alcune parti) ed argon liquido (materiale attivo) nel secondo caso. A temperatura ambiente l\u2019argon e\u2019 un gas e per utilizzarlo in forma liquida e\u2019 necessario portarlo a bassa temperatura (circa \u2013185 \u25e6<\/sup>C, nel nostro caso).<\/p>\n\n\n Per far cio\u2019 l\u2019intero calorimetro e\u2019 contenuto in un criostato cioe\u2019 un grosso contenitore che puo\u2019 essere raffreddato per mantenere il suo contenuto a temperatura bassa e costante. In realta\u2019 per ragioni tecniche e geometriche, il calorimetro e\u2019 contenuto in tre diversi criostati. Il primo criostato contiene quella che viene defnita la parte \u201cbarrel\u201d (barile) del calorimetro, un grosso cilindro centrato intorno al punto di interazione dei fasci di LHC in ATLAS. Altri due criostati sono situati da un lato e dall\u2019altro delle basi del criostato barrel e contengono quelli che vengono chiamati calorimetri \u201cend-cap\u201d (tappo) che completano il piu\u2019 possibile la copertura in angolo solido del calorimetro.<\/p>\n\n\n\n Il contributo italiano alla costruzione del calorimetro<\/strong><\/mark><\/p>\n\n\n\n Il gruppo di Milano ha contributo al calorimetro elettromagnetico ad argon liquido di ATLAS fin dalle prime fasi della sua ideazione e successiva costruzione.<\/p>\n\n\n Il cuore del calorimetro elettromagnetico ad argon liquido e\u2019 costituito dagli elettrodi di lettura. Gli elettrodi sono dei grandi circuiti stampati multistrato flessibili di rame e kapton, che hanno il compito di distribuire l\u2019alta tensione nello strato di argon liquido tra elettrodo e assorbitore e di raccogliere la carica di ionizzazione. La costruzione degli elettrodi ha richiesto una complessa attivita\u2019 di ricerca e sviluppo a causa delle loro grandi dimensioni: fino a circa due metri quadrati rispetto alle poche decine di centimetri quadrati dei circuiti generalmente costruiti dalle industrie. Inoltre gli elettrodi sono stati successivamente piegati per assumere una forma a \u201cfisarmonica\u201d. Il gruppo di Milano ha dato un contributo fondamentale alla progettazione degli elettrodi, sin dai test dei primi prototipi (test di laboratorio e test con fasci di prova) e ha seguito la fase di industrializzazione e della produzione di serie (circa 5000 elettrodi per la parte barrel e end-cap del calorimetro elettromagnetico). Inoltre ha costruito macchine di test (utilizzate sia nell\u2019industria costruttrice che nei nostri laboratori) per verificare che gli elettrodi prodotti soddisfacessero le stringenti richieste necessarie per essere installati nei moduli del calorimetro (tolleranze geometriche e proprieta\u2019 elettriche).<\/p>\n\n\n Il gruppo di Milano ha inoltre partecipato fin dalle prime fasi al programma di ricerca e sviluppo per la realizzazione dei preamplificatori, circuiti elettronici che hanno il compito di fornire la prima amplificazione al piccolo segnale elettrico rilasciato da una particella nelle celle del calorimetro; perche\u2019 esso possa poi essere elaborato, digitalizzato e trasferito alle fasi successive della catena di acquisizione. Circa 100,000 preamplificatori (la meta\u2019 di tutti i preamplificatori neccessari al funzionamento del calorimetro elettromagnetico) sono stati costruiti e provati (con procedure ed apparecchiature da noi sviluppate) da una ditta italiana, sotto la supervisione del gruppo di Milano. Ulteriori test per il controllo di qualita\u2019 della produzione sono stati effettuati nei nostri laboratori.<\/p>\n\n\n Oltre che da rivelatori sensibili al passaggio di una particella come descritto precedentemente, i calorimetri sono inevitabilmente costituiti anche da una fitta rete di cavi, tubi e strutture di servizio che trasportano i segnali, le alimentazioni, e l\u2019acqua di raffreddamento per l\u2019elettronica. La progettazione della rete di servizi e\u2019 particolarmente complessa a causa dell\u2019ambiente ostile (radiazioni, presenza di campo magnetico, poco spazio disponibile) e deve essere particolarmente affidabile data l\u2019impossibilita\u2019 ad accedere alle parti interne del rivelatore durante la fase di presa dati. Il gruppo di Milano ha progettato e realizzato i servizi per i due calorimetri end-cap e li ha successivamente installati in ATLAS.<\/p>\n\n\n Completata la costruzione e messa in funzione del calorimetro, il gruppo di Milano ha contribuito alla messa in funzione e alla gestione del sistema di alta tensione che fornisce e controlla le alimentazioni necessarie alle circa 5000 linee necessarie al funzionamento del calorimetro. Si tratta di un sistema complesso di controllo, per il quale il gruppo ha sviluppato il software, che partendo da programmi e standard di tipo industriale risponde alle esigenze tipiche di un esperimento di fisica (accensione, spegnimento, gestione delle condizione di errore, etc…). Gli strumenti sviluppati sono stati integrati nel piu\u2019 generale sistema DCS (Detector Control System) di ATLAS. Essi garantiscono l\u2019operativita\u2019 quotidiana del calorimetro durante la presa dati dalla control room<\/em> dell\u2019esperimento, gestendo situazioni anomale e permettendo un tempestivo intervento.<\/p>\n\n\n\n Gli upgrade del calorimetro<\/mark><\/strong><\/p>\n\n\n\n Terminata la costruzione e l\u2019istallazione il calorimetro e\u2019 stato messo in funzione in ATLAS a partire dal 2006. Il calorimetro e\u2019 stato progettato per funzionare senza alcun cambiamento fino alla fine della vita di ATLAS (circa 2038). E difatti fino ad oggi (2023) i criostati non sono stati mai svuotati, riscaldati e aperti per una eventuale manutenzione del calorimetro; sono sempre rimasti chiusi alla temperatura di funzionamento del calorimetro! Un caso non molto frequente per i rivelatori usati nel nostro campo di ricerca dove la manutenzione e l\u2019upgrade di un rivelatore nel corso degli anni e\u2019 quasi sempre la norma. Questo conferma la bonta\u2019 del progetto e della sua realizzazione.<\/p>\n\n\n\n Quanto appena detto non e\u2019 vero per la elettronica di lettura del calorimetro (elettronica di \u201cfront-end\u201d), cioe\u2019 l\u2019elettronica situata in prossimita\u2019 del detector (che nel nostro caso e\u2019 contenuta in cassette, \u201ccrate\u201d, montati sulle pareti dei criostati) che effettua un primo processamento dei segnali elettrici e invia i dati ad elettronica fuori dalla caverna sperimentale (elettronica off detector) per un ulteriore processamento. L\u2019attuale elettronica nel corso degli anni e\u2019 diventata obsoleta ed e\u2019 di sempre piu\u2019 difficile riparabilita\u2019 e non reggera\u2019 la dose di radiazioni attesa fino alla fine della vita di ATLAS. Inoltre per reggere l\u2019incremento di luminosita\u2019 previsto nei prossimi anni, ATLAS utilizzera\u2019 un nuovo sistema di \u201ctrigger\u201d e di acquisione dati che e\u2019 incompatibile con la attuale elettronica del calorimetro (sia quella di front-end che quella off detector). <\/p>\n\n\n E\u2019 stato deciso un upgrade di tutta l\u2019elettronica del calorimetro e si e\u2019 deciso di effettuare questa complessa operazione in due fasi. In una prima fase (Fase I) e\u2019 stata sostituita l\u2019elettronica di trigger per aumentarne la granularita\u2019 (cioe\u2019 ridurre la dimensione delle celle usate per il trigger) in maniera da poter avere una migliore discriminazione veloce tra gli eventi interessanti (da registrare su disco e nastro) e quelli appartenti ad eventi di fondo.<\/p>\n\n\n<\/a><\/a><\/a><\/a><\/a><\/a>