{"id":2445,"date":"2023-06-17T16:01:11","date_gmt":"2023-06-17T14:01:11","guid":{"rendered":"https:\/\/web.infn.it\/atlas\/?p=2445"},"modified":"2023-10-02T16:35:24","modified_gmt":"2023-10-02T14:35:24","slug":"new-small-wheels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/web.infn.it\/atlas\/new-small-wheels\/","title":{"rendered":"New Small Wheels"},"content":{"rendered":"\n

Dopo il primo anno di attivit\u00e0 e lo stop invernale, il Run3 del Large Hadron Collider (LHC) \u00e8 ripreso a pieno regime ad un’energia nel Centro di Massa di 13.6 TeV. Ed \u00e8 proprio tale aumento di intensit\u00e0 dei due fasci di protoni, ancor pi\u00f9 marcato nella futura fase di High-Luminosity<\/em> (HL-LHC), che ha portato alla sostituzione di alcune parti del rivelatore ATLAS a favore di altre pi\u00f9 performanti. \u00c8 il caso della parte pi\u00f9 interna dello Spettrometro a Muoni, in cui le Small Wheels sono state sostituite dalle New Small Wheels (NSW), equipaggiate dai rivelatori MicroMegas (MM) e small-strip Thin Gap Chambers (sTGC) di cui abbiamo gi\u00e0 parlato in un nostro precedente articolo<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Il lavoro dietro la realizzazione, assemblaggio e verifica delle funzionalit\u00e0 di questo nuovo apparato \u00e8 stato monumentale ed ha coinvolto fisici ed ingegneri da tutto il mondo, con un contributo non trascurabile da parte della comunit\u00e0 italiana di ATLAS, coinvolta nell\u2019assemblaggio degli Small-Module 1 (SM1). Ci\u00f2 si \u00e8 articolato in tre fasi generali, descritte in dettaglio di seguito, antecedenti alla messa in funzione vera e propria dell\u2019apparato, una volta installato nella caverna di ATLAS: una prima fase di assemblaggio del rivelatore in superficie, una seconda di trasporto e discesa nella caverna sperimentale e infine una terza per l\u2019installazione finale e test combinati con gli altri rivelatori preesistenti.<\/p>\n\n\n\n

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La prima fase si \u00e8 svolta in un capannone industriale nel sito CERN di Meyrin ed aveva lo scopo di assemblare il rivelatore nella sua interezza effettuando, parallelamente, dei primi test di funzionamento in un contesto standalone, isolato da possibili interazioni con altri apparati: ci\u00f2 ha permesso di identificare, isolare e risolvere tempestivamente gli eventuali problemi riscontrati. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Le verifiche effettuate hanno coinvolto sia il rivelatore stesso (verifiche del corretto collegamento dei poli elettrici positivo-negativo, controlli di tenuta del gas, monitoraggi di temperatura) sia l\u2019elettronica di lettura installata, utilizzando un nuovo sistema di AcQuisizione Dati (DAQ) ed innovativo rispetto agli standard attualmente utilizzati in ATLAS. Ci\u00f2 ha comportato un grande numero di calibrazioni e test, tra cui val la pena ricordare le stime riguardanti il rumore elettronico intrinseco, la carica ed i tempi medi di raccolta dalle unit\u00e0 di lettura in condizioni simulate. L\u2019insieme di tutte queste verifiche ha costituito un primo benchmark delle prestazioni dell\u2019intero apparato, nonch\u00e9 un riferimento rispetto alle operazioni future.<\/p>\n\n\n\n

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La seconda fase \u00e8 stata la pi\u00f9 delicata da un punto di vista realizzativo, poich\u00e9 ha comportato lo spostamento di una struttura gi\u00e0 assemblata per ~1-2 km, dal sito di assemblaggio fino al pozzo di accesso dell\u2019area sotterranea, alla cui base si trova il rivelatore ATLAS. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Il trasporto \u00e8 durato svariate ore, che sono diventati giorni considerando tutte le operazioni antecedenti e successive allo spostamento, comprensive di ancoraggio e messa in sicurezza dell\u2019apparato contro gli agenti atmosferici ed elettrici: trattandosi di una struttura in metallo, \u00e8 stato fondamentale verificare la corretta messa a terra dell\u2019intera struttura, per evitare che possibili scariche di elettricit\u00e0 statica potessero arrecare danno ad una qualsiasi parte dell\u2019apparato.<\/p>\n\n\n\n

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La terza ed ultima, ma non per importanza, fase \u00e8 stata la pi\u00f9 cruciale ed ha coinvolto l\u2019integrazione del nuovo rivelatore all\u2019interno dell\u2019infrastruttura di ATLAS gi\u00e0 esistente. I primi ad essere realizzati sono stati collegamenti meccanici ed elettrici, la cui \u201csala operativa\u201d \u00e8 sita in una delle 3 caverne sotterranee, Underground Services 15 (US15). Successivamente \u00e8 stato il turno dell\u2019elettronica, le cui estremit\u00e0 sono site nella terza caverna sotterranea, Underground Service Area 15 (USA15), insieme all\u2019elettronica associata a tutti gli altri rivelatori che compongono ATLAS. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Gi\u00e0 il solo fatto di avere tale dislocazione spaziale, con distanze indubbiamente maggiori rispetto a quelle di superficie, \u00e8 una motivazione necessaria e sufficiente per ripetere tutte le operazioni effettuate precedentemente sull\u2019elettronica di lettura, al fine di ottenere un nuovo set di calibrazioni: il primo passo \u00e8 un confronto con i risultati ottenuti quando l\u2019apparato si trovava in superficie; in assenza di inconsistenze non compatibili con gli errori sperimentali, si procede ad utilizzare le nuove calibrazioni trovate in fase di presa dati. Sebbene la procedura descritta sembri relativamente semplice, in realt\u00e0 trattasi si tratta di operazioni estremamente lunghe e complesse: il livello di complessit\u00e0 pu\u00f2 arrivare a richiedere dei trattamenti ad-hoc, fino al livello di singolo canale di lettura, e gli eventuali problemi sono, spesso e volentieri, la convoluzione di pi\u00f9 fattori apparentemente slegati tra loro.
Negli ultimi anni sono stati fatti dei progressi senza precedenti e si \u00e8 sempre pi\u00f9 vicini al raggiungimento di una flessibilit\u00e0, da parte di tutti i componenti che coinvolgono il sistema NSW, tale da far fronte ai cambi delle condizioni di acquisizione dati nella maniera pi\u00f9 efficiente possibile.<\/p>\n\n\n\n

Nell’ immagine possiamo vedere uno dei primi eventi registrati con i nuovi rivelatori:<\/p>\n\n\n\n

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Le NSW hanno rappresentato una vera e propria sfida non solo per l\u2019Italia, ma per l\u2019intera comunit\u00e0 scientifica internazionale. Nonostante i contrattempi dovuti alla pandemia da Covid-19, l\u2019impegno inizialmente programmato \u00e8 stato portato a termine con successo ed il bagaglio di conoscenze acquisito in questi anni rivestir\u00e0 un\u2019importanza fondamentale, in vista dei cambiamenti previsti per la fase di HL-LHC.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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