Estudo do refluxo de iões em detectores do tipo Micropattern Gaseous Detector

• Processo: 18/10494-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Nuclear
• Pesquisador responsável: Pedro Hugo Ferreira Natal da Luz
• Beneficiário: Chiara Mesquita Cerino Carrillo Le Roux
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/05282-2 - Desenvolvimento e aplicações de detectores gasosos baseados em microestruturas, AP.JP
• Assunto(s): Instrumentação Física de alta energia Detectores de radiação Gás de elétrons bidimensional Detecção de partículas Líquidos iônicos Fluxo dos gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Detectores a gás | Gas Electron Multiplier | Ion backflow | Micropattern Gaseous Detectors | Instrumentação

Resumo

Os Gas Electron Multipliers - GEM - têm vindo a ser escolhidos para diversas experiências de Física de Altas Energias pelas suas propriedades que incluem a possibilidade de obter áreas sensíveis muito grandes e resoluções razoáveis, tanto em energia como em posição. Um dos efeitos mais importantes e determinantes para a escolha destes detectores para tais experiências científicas é a sua capacidade intrínseca para suprimir o refluxo de iões (IB - do inglês Ion Backflow). O IB é caracterizado pela corrente de iões positivos que se deslocam no sentido oposto ao dos electrões. Estes iões podem penetrar os furos dos vários GEMs da cadeia de multiplicação e chegar à região de deriva, dando origem a não uniformidades do campo eléctrico numa zona onde este se quer o mais uniforme possível. Em Câmaras de Projeção Temporal (TPC - do inglês Time Projection Chamber), as não uniformidades do campo eléctrico na região de deriva prejudicam a reconstrução das trajetórias das partículas, com a consequente deterioração da sua identificação. Os GEMs permitem baixar o IB para níveis muito baixos. No entanto, para uma correta determinação de dE/dx, é necessário que a boa resolução em energia dos detectores mantenha. O desafio neste tipo de estudos é que os processos que permitem a redução do IB são geralmente incompatíveis com a redução da resolução em energia. No âmbito da experiência ALICE houve um estudo exaustivo de algumas geometrias de detectores baseados em GEMs, que levou à convergência para uma geometria quádrupla que usa uma mistura gasosa baseada em néon para atingir IB abaixo de 1 % e resolução em energia abaixo dos 12 % para a energia de 5.9 keV. Esta bolsa de IC propõe-se ao estudo novas geometrias mais simples, usando misturas gasosas menos dispendiosas, que possam suprimir satisfatoriamente o IB, sem que a resolução em energia seja prejudicada. (AU)