Sensores semicondutores ultra-rápidos e instrumentação associada para detecção de radiação

• Processo: 23/18486-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Marco Aurelio Lisboa Leite
• Beneficiário: Guilherme Tomio Saito
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/04867-2 - Física e instrumentação de altas energias com o LHC-CERN, AP.ESP
• Assunto(s): Física experimental de altas energias Grande Colisor de Hádrons Atlas Semicondutores (físico-química) Detectores de radiação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atlas | Hgtd | Lgad | Lhc | Low Gain Avalanche Detectors | Ultra Fast Silicon Detectors | Física Experimental de Altas Energias

Resumo

A principal motivação para a futura fase de atualização dos grandes experimentos do LHC (HL-LHC) reside na necessidade de operar o sistema de detecção em um ambiente onde podem ocorrer até 200 colisões simultâneas por cruzamento de feixe, necessário para atingir a luminosidade integrada de 4000 fb-1 em colisões próton-próton durante o tempo de vida do LHC. Tanto o ATLAS como o CMS irão depender da informação de tempo para preservar o desempenho na associação traço-vértice e irão empregar novas tecnologias em sensores semicondutores com resolução temporal de picosegundos (Ultra Fast Semiconductor Detectors - UFSD), capazes de alta granularidade, baixo consumo, grande tolerância à radiação e custo relativamente baixo (os experimentos necessitam cobrir dezenas de metros quadrados com sensores). Através de um desenvolvimento muito recente nesta área, sensores semicondutores de silício com um mecanismo de multiplicação intrínseco (Low Gain Avalanche Detectors) proporcionam a resposta para esses requerimentos. Além do mais, suas características os tornam candidatos promissores para a detecção de raios-X em fontes de luz de alto brilho e baixa energia, áreas estas que compartilham muitos dos desafios da área de física de altas energias. (AU)