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Desenvolvimento de instrumentação científica para o experimento ALICE do LHC-CERN

Processo: 14/12664-3
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais
Vigência: 01 de novembro de 2015 - 30 de junho de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
Pesquisador responsável:Wilhelmus Adrianus Maria van Noije
Beneficiário:Wilhelmus Adrianus Maria van Noije
Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Marcelo Gameiro Munhoz
Pesquisadores associados:Alexandre Alarcon do Passo Suaide ; Bruno Cavalcante de Souza Sanches ; Claudio Antonio Federico ; Danielle Magalhães Moraes ; Francisco de Assis Souza ; João Navarro Soares Júnior ; Jun Takahashi ; Marco Bregant ; Maurício Moralles ; Mauro Rogerio Cosentino ; Nelson Carlin Filho ; Odair Lelis Gonçalez ; Rogerio Moreira Cazo ; Vilson Rosa de Almeida
Bolsa(s) vinculada(s):19/18708-6 - Protótipo de um sistema portátil de aquisição de GEMs com o uso do chip SAMPA, BP.TT
19/19091-2 - Desenvolvimento da lógica de programação de um sistema portátil de aquisição de GEMs com o chip SAMPA, BP.TT
17/16605-0 - Implementação e integração do layout de topo do SAMPA ASIC, análise de IR Drop e eletromigração antes da produção final, teste e validação do ASIC SAMPA, BP.TT
+ mais bolsas vinculadas 17/12345-3 - Verificação funcional e testes experimentais do circuito integrado SAMPA desenvolvido para instrumentação científica do experimento ALICE (LHC-CERN), BP.TT
16/12833-5 - Desenvolvimento de instrumentação científica para o experimento ALICE do LHC-CERN: projeto da parte analógica, AMS, e teste de protótipos, BP.TT
15/23337-6 - Suporte no fluxo de síntese, layout digital e testes experimentais do ASIC de aquisição e processamento digital de sinais para o Time Projection Chamber do experimento ALICE (CERN), BP.TT
15/26912-1 - Desenvolvimento de instrumentação científica para o experimento ALICE do LHC-CERN, BP.PD
16/00320-3 - Desenvolvimento de instrumentação científica para o experimento ALICE do LHC-CERN, BP.TT
15/22410-1 - Desenvolvimento de instrumentação científica para o experimento ALICE do LHC-CERN, BP.TT - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Microeletrônica  Instrumentação (física)  Acelerador de partículas  Time projection chamber  Detectores de radiação  Grande Colisor de Hádrons  Experimento ALICE 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Alice | Cern | instrumentação | Lhc | Microeletrônica | Mpgd | Instrumentação

Resumo

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) é um dos quatro grandes experimentos do acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) instalado no laboratório europeu CERN (European Organization for Nuclear Research). Um programa de atualizações desse experimento acaba de ser aprovado pelo comitê gestor do acelerador LHC. Entre as atualizações planejadas para os próximos anos de funcionamento do experimento ALICE, está a melhoria na resolução e eficiência do rastreamento de partículas produzidas em colisões entre íons pesados, mantendo a excelente capacidade de identificação de partículas para uma taxa de leitura de eventos significativamente maior em relação à atual e permitindo o estudo de observáveis raros que devem permitir um avanço significativo na compreensão da matéria nuclear. Para se alcançar esse objetivo, entre outras ações, é preciso atualizar a eletrônica de leitura dos sinais de diversos detetores do experimento ALICE como o Time Projection Chamber (TPC) e os Muon Tracking Chambers (MCH). O detector TPC é o principal dispositivo do experimento ALICE para o rastreamento e identificação de partículas carregadas, enquanto o MCH permite a medida de múons próxima à direção do feixe. A principal modificação a ser feita na eletrônica desses detetores consiste na criação de um novo ASIC (Application Specific Integrated Circuit) que será instalado na eletrônica de front-end com o objetivo de amplificar, converter e filtrar o sinal digital gerado por esses detetores. E para que o TPC alcance a taxa de leitura de eventos requerida, também é necessária a migração dos sensores tipo MWPC (Multi Wire Proporcional Chamber) para GEM (Gas Electron Multiplier). Neste projeto, propõem-se a realização sob completa responsabilidade dos grupos brasileiros do design, simulação, prototipagem, teste experimental, validação e fabricação desse novo ASIC que funcionará nas novas condições impostas pelo LHC, com menor consumo de potência comparado com a versão anterior do chip, e que possa operar em ambientes submetidos à radiação. Concomitantemente, também se propõem a realização de pesquisa e desenvolvimento para a utilização dos sensores tipo GEM no TPC do experimento ALICE, e o desenvolvimento de outras aplicações desse dispositivo em colaboração com pesquisadores do IPEN (Instituo de Pesquisas de Energéticas e Nucleares) e outros grupos do Departamento de Física Nuclear da USP. (AU)

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Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SANCHES, B.; BREGANT, M.; HERNANDEZ, H.; VAN NOIJE, W.. Successive approximation register ADC single event effects protection and evaluation. Journal of Instrumentation, v. 17, n. 4, p. 8-pg., . (14/12664-3, 13/06885-4)
ADOLFSSON, J.; AYALA PABON, A.; BREGANT, M.; BRITTON, C.; BRULIN, G.; CARVALHO, D.; CHAMBERT, V.; CHINELLATO, D.; ESPAGNON, B.; HERNANDEZ HERRERA, H. D.; et al. SAMPA Chip: the New 32 Channels ASIC for the ALICE TPC and MCH Upgrades. Journal of Instrumentation, v. 12, . (12/04583-8, 14/12664-3, 13/06885-4)
DE SOUZA, G. G. A.; ABELHA, T. S.; SARAMELA, T. B.; CORTEZ, A. F. V.; DA LUZ, H. N.; PENTEADO, C. G.; BREGANT, M.. A data acquisition and reconstruction software for SAMPA-SRS integration. Journal of Instrumentation, v. 18, n. 5, p. 6-pg., . (14/12664-3)
HERNANDEZ, HUGO; DE SOUZA SANCHES, BRUNO CAVALCANTE; CARVALHO, DIONISIO; BREGANT, MARCO; PABON, ARMANDO AYALA; DA SILVA, RONALDO WILTON; HERNANDEZ, RAUL ACOSTA; WEBER, TIAGO OLIVEIRA; DO COUTO, ANDRE LUIS; CAMPOS, ARTHUR; et al. A Monolithic 32-Channel Front End and DSP ASIC for Gaseous Detectors. IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, v. 69, n. 6, 1, p. 2686-2697, . (13/06885-4, 14/12664-3)
SANCHES, BRUNO; VAN NOIJE, WILHELMUS. An Optimized Radiation Tolerant Baseline Correction Filter for HEP Using AI Methodologies. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS, v. 68, n. 5, p. 1789-1799, . (14/12664-3, 13/06885-4)
SANCHES, BRUNO; VAN NOIJE, WILHELMUS; IEEE. A Radiation Tolerant Baseline Correction Filter for Front-ends in High Energy Physics Experiments. 2020 IEEE 11TH LATIN AMERICAN SYMPOSIUM ON CIRCUITS & SYSTEMS (LASCAS), v. N/A, p. 4-pg., . (13/06885-4, 14/12664-3)
HERNANDEZ, HUGO; DE SOUZA SANCHES, BRUNO CAVALCANTE; CARVALHO, DIONISIO; BREGANT, MARCO; PABON, ARMANDO AYALA; DA SILVA, RONALDO WILTON; HERNANDEZ, RAUL ACOSTA; WEBER, TIAGO OLIVEIRA; DO COUTO, ANDRE LUIS; CAMPOS, ARTHUR; et al. A Monolithic 32-Channel Front End and DSP ASIC for Gaseous Detectors. IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, v. 69, n. 6, p. 12-pg., . (14/12664-3, 13/06885-4)
DE CARVALHO, DIONISIO; SANCHES, BRUNO; DE CARVALHO, M.; VAN NOIJE, WILHELMUS; IEEE. A flexible stand-alone FPGA-based ATE for ASIC manufacturing tests. 2018 IEEE 19TH LATIN-AMERICAN TEST SYMPOSIUM (LATS), v. N/A, p. 6-pg., . (14/12664-3, 13/06885-4)
HERNANDEZ, HUGO; CARVALHO, DIONISIO; SANCHES, BRUNO; SEVERO, LUCAS C.; VAN NOIJE, WILHELMUS; IEEE. Current Mode 1.2-Gbps SLVS Transceiver for Readout Front-end ASIC. 2017 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS (ISCAS), v. N/A, p. 4-pg., . (14/12664-3, 13/06885-4)

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