Un nuovo rivelatore di “alone” del fascio per CMS

Pubblicato Giovedì, 21 maggio 2015

In previsione del Run 2 di LHC, che inizierà nel prossimo mese di giugno e che permetterà di studiare le interazioni fra protoni alla energia record di 13 TeV, l’esperimento CMS si è dotato di un nuovo e complesso sistema di rivelazione, BRIL (Beam Radiation Instrumentation and Luminosity), per la misura della luminosità e della radiazione indotta dall’acceleratore. Oltre a tre rivelatori che, indipendentemente, effettueranno la misura della luminosità in tempo reale, fa parte di BRIL anche il nuovo rivelatore BHM (Beam Halo Monitor), progettato e costruito in questi ultimi due anni col contributo determinante di un gruppo di fisici e tecnici della sezione INFN di Bologna. BHM consiste di due anelli formati ciascuno da 20 contatori Cherenkov al quarzo accoppiati a fotomoltiplicatori veloci, posti a circa 20 m dal punto di interazione, da parti opposte rispetto a CMS. Questo rivelatore effettuerà il monitoraggio del cosiddetto “alone” del fascio, costituito principalmente da muoni energetici prodotti dall’interazione dei protoni che circolano nell’anello di LHC con le molecole di gas residuo presenti all’interno del tubo a vuoto, o con il materiale di cui sono fatti i collimatori.
Un’alta percentuale di queste particelle, generate a monte della sala sperimentale, raggiungerà CMS in coincidenza col fascio stesso, deteriorando la qualità dei dati prodotti dal tracciatore e dal rivelatore di muoni. La misura dell’entità dell’alone effettuata da BHM permetterà di rilevare un eventuale deterioramento delle condizioni dei fasci e questa informazione, messa a disposizione degli operatori in sala controllo di LHC in tempo reale, consentirà loro di effettuare le opportune correzioni per ristabilire velocemente le condizioni ottimali. Il rivelatore BHM, in parte visibile nella foto, è stato installato con successo lo scorso febbraio ed è ora pronto per la presa dati.