Μαθηµα 2 0 Ανιχνευτές 6-3-2014
Οι ανιχνευτές στη φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων Για να κατανοήσουµε τα δεδοµένα που καταγράφονται από διαφορετικά ανιχνευτικά συστήµατα και πως αναλύονται χρειάζεται να γνωρίζουµε : Τις βασικές αρχές ανίχνευσης σωµατιδίων Τα διάφορα είδη ανιχνευτών Τα µεγάλα ανιχνευτικά συστήµατα Τις βασικές αρχές συλλογής και καταγραφής δεδοµένων
Τι γίνεται στην αλληλεπίδραση? ΗΕP πειράµατα µελετούν αλληλεπιδράσεις σωµατιδίων Σκέδαση σωµατιδίων Αποτέλεσµα της αλληλεπίδρασης Αλλαγή της διεύθυνσης/ενέγειας/ορµής των αρχικών σωµατιδίων Παραγωγή νέων σωµατιδίων
Οι αληλεπιδράσεις σωµατιδίων συµβαίνουν κατά την σύγκρουση Ο στόχος : Τοποθέτηση ανιχνευτή γύρω από το σηµείο αλληλεπίδρασης. Μέτρηση όλων των σωµατιδίων που παράγονται
Οι ανιχνευτές στο LHC Πρέπει να ανιχνεύσουν όλα τα σωματίδια που παράγονται στην σύγκρουση
Οι ανιχνευτές στο LHC Πρέπει να ανιχνεύσουν όλα τα σωματίδια που παράγονται στην σύγκρουση ΔΕΝ ειναι μονο δύο τα πρωτόνια που συγκρούονται αλλά πολλά συγκεντρωμένα σε δεσμίδες (bunches)
Οι ανιχνευτές στο LHC Πρέπει να ανιχνεύσουν όλα τα σωματίδια που παράγονται στην σύγκρουση ΔΕΝ ειναι μονο δύο τα πρωτόνια που συγκρούονται αλλά πολλά συγκεντρωμένα σε δεσμίδες (bunches) Σε κάθε δέσμη κυκλοφορούν 2808 bunches με 1,15 10 11 πρωτόνια σε κάθε bunch, με μία δεσμίδα κάθε 25 ns που αντιστοιχεί σε απόσταση 7.5 m μεταξύ των δεσμίδων
Το σημείο σύγκρουσης παρατηρείται από τον ανιχνευτή Μερικά σωματίδια ξεφεύγουν ενώ πλησιάζει η επόμενη σύγκρουση. Σε κάθε σύγκρουση δύο bunches συμβαίνουν περί τις 23 συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου. Ο μέσος αριθμός σωματιδίων που παράγεται : 1500. Ο ανιχνευτής πρέπει να καταγράψει Όσο γίνεται περισσότερα. Ο ανιχνευτής πρέπει να: Καλύπτει μεγάλη περιοχή Είναι ακριβείας Είναι γρήγορος και φτηνός Κάθε πρωτόνιο έχει ενέργεια 7 TeV. Άρα κάθε bunch με 10 11 πρωτόνια μεταφέρειι 10 11 7 10 12 ev = 7 10 23 ev = 112 kj. Μακροσκοπική ενέργεια!!! Για να φτάσεις τόση κινητική ενέργεια στο ποδήλατο πρέπει να τρέξεις με ταχύτητα πάνω από 30 km/h! Υπάρχουν 10 11 πρωτόνια Σε κάθε bunch...
Ο πραγματικός ανιχνευτής ΔΕΝ πρέπει να έχει ανοίγματα και πρέπει να προσφέρει αρκετό υλικό ώστε να ανιχνευτούν. (Αλληλεπίδραση σωματιδίων με την ύλη) Το σημείο σύγκρουσης παρακολουθείται από τον περιβάλλοντα ανιχνευτή. Εδώ πολλά σωματίδια ξεφεύγουν Το σημείο σύγκρουσης περιβάλλεται Από στρώματα διαφορετικών ανιχνευτών
ΑΝΙΧΝΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Τι µετρούµε και γιατι? Στον ιδανικό ανιχνευτή ανασυνθέτουµε πλήρως την αλληλεπίδραση Συγκρίνουµε τα αποτελέσµατα µε την θεωρητική πρόβλεψη, συµπεραίνουµε για το είδος και την δυναµική της αλληλεπίδρασης Ο ιδανικός ανιχνευτής µετράει Ολα τα σωµατίδια που παράγονται Την ορµή τους και την ενέργεια Το είδος του σωµατιδίου : φορτίο, µάζα, χρόνο διάσπασης
Κατά την Σύγκρουση δεσµών: Παράγονται σωµάτια που διασπώνται σε ελαφρύτερα και σταθερότερα. ( χρόνοι διάσπασης στις διάφορες αλληλεπιδράσεις : ισχυρές10-23 sec, ηλεκτροµαγνητικές10-16 sec, ασθενείς10-10 sec) Βαριά αδρόνια διασπώµενα αµέσως µε ισχυρές δυνάµεις Αδρόνια διασπώµενα µε ηλεκτροµαγνητικές δυνάµεις Αδρόνια διασπώµενα µε ασθενείς δυνάµεις Μπορούµε να ανιχνεύσουµε: p, µ, e, γ, K ±, K 0, π ±..Και να ανασυγκροτήσουµε απ αυτά την αλήθεια! Πειραµατικά χρειαζόµαστε µεθόδους ανίχνευσης: γ, e, µ, p, Κ ±, π ±
Στόχος ΑΝΙΧΝΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Εύρεση φορτίου και ορµής των φορτισµένων σωµατιδίων. Μέτρηση της ενέργειας Προσδιορισµός της µάζας m 2 = Ε 2 - p 2 (c=1) m = p / υ γ Προσδιορισµός του µέσου χρόνου ζωής (εύρεση του σηµείου όπου διασπάστηκε το σωµατίδιο αν: µέσος χρόνος ζωής>10-12 sec) Εύρεση της δευτερεύουσας κορυφής στην αλληλεπίδραση (secondary vertex)
Πρέπει να ανιχνεύσουµε : γ, e, µ, p, Κ ±, π ± Τι θέλουµε να µάθουµε; Ορµή Ενέργεια Φορτιο [Σε καποιες περιπτώσεις µας ενδιαφέρει να ξεχωρίσουµε π ±, p, Κ ± (ίδιας ορµής) ταυτότητα σωµατιδίου]
Οι ποσότητες που ανακατασκευάζουµε Μάζα Μετρούµε Ε και p Mετρούµε p και v Μετρούµε E και p των προιόντων διάσπασης
Οι ποσότητες που ανακατασκευάζουµε Το Φορτίο Το µαγνητικό πεδίο εκτος του επιπέδου Τον Χρόνο ηµιζωής τ απο το διάστηµα πτήσης µέχρι το σηµείο της διάσπασης length = βγτ c η πιθανότητα διάσπασης ~e -(t/τ)
Ιχνηλασία ( tracking ) φορτισμένων σωματιδίων - Ιονισμός Θάλαμος με ευγενές αέριο (π.χ. Αργό) Φορτισµένο σωµατίδιο + HV - - + - + - + - + Παλµός ρεύµατος 14
To σηµείο διάσπασης σωµατιδίου Εγκάρσια τοµή Διαµήκης τοµή κοντά στο σηµείο αλληλεπίδρασης (Ι.Ρ)
ΑΝΙΧΝΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΔΕΝ µπορούν όλοι οι ανιχνευτές να µετρήσουν ΟΛΕΣ τις παραµέτρους το ίδιο καλά! Σύνθετα συστήµατα! Ανιχνευτές για µέτρηση της ενέργειας Ανιχνευτές για προσδιορισµό της ορµής Ανιχνευτές για µέτρηση χρόνου άφιξης του σωµατιδίου
Ανίχνευση σωματιδίων Η ανίχνευση των σωµατιδίων βασίζεται στην αλληλεπίδρασή τους µε την ύλη που διασχίζουν Φωτογραφικές πλάκες: οι πρώτοι ανιχνευτές σωµατιδίων 17
Ιχνηλασία ( tracking ) φορτισμένων σωματιδίων - Ιονισμός Θάλαμος με ευγενές αέριο (π.χ. Αργό) Φορτισµένο σωµατίδιο + HV - - + - + - + - + Παλµός ρεύµατος 18
Ιχνηλασία ( tracking ) φορτισμένων σωματιδίων - Ιονισμός Θάλαμος με ευγενές αέριο (π.χ. Αργό) + HV - - + - + - + - + Φορτισµένο σωµατίδιο + HV - - + - + - + - + 19
Μέτρηση ορμής φορτισμένου σωματιδίου => Μετράµε την ορµή (p) από την καµπύλωση (R) της τροχιάς φορτισµένου σωµατιδίου σε µαγνητικό πεδίο B. Η δύναµη Lorentz F = q v B δίνει κεντροµόλο επιτάχυνση, άρα: F = p v / R F B v Β R Τροχιά φορτισμένου σωματιδίου => Όσο µεγαλύτερη η ορµή (p) του σωµατιδίου, τόσο µεγαλύτερη η ακτίνα καµπυλότητας (R) της τροχιάς που ιχνηλατούµε ~ευθείες τροχιές έιναι από ενεργητικά σωµατίδια! 20
Ιχνηλασία (tracking) Διέλευση από ανιχνευτές συνήθως ιονισμού, αλλά και ημιαγωγών: Ανακατασκευάζουμε το ίχνος / την τροχιά του φορτισμένου σωματιδίου: Η δύναµη Lorentz δίνει κεντροµόλο επιτάχυνση, άρα: F = q v B = p v / R p = 0.3 B R p σε GeV/c, B σε Tesla, R σε m Β R 21
Μέτρηση της ενέργειας σωματδίου Αποροφούμε το σωματίδιο σε κατάλληλο θερμιδόμετρο καλορίμετρο και μετράμε την ενέργεια που αποροφήθηκε = η αρχική ενέργεια του σωματιδίου Προσπίπτoν σωματίδιο σε θερμιδόμετρο-καλορίμετρο. Στα θερµιδόµετρα-καλορίµετρα µετρούµε και την ενέργεια ουδέτερων σωµατιδίων (για τα οποία δεν έχουµε µέτρηση από ιχνηλασία) 22
Ηλεκτρόνια και φωτόνια σε πυκνή ύλη - EM shower Pair production (δίδυμη γένεση) Bremsstahlung X 0 = radiation length = average distance a high energy electron has to travel before reducing it s energy from E 0 to E 0/ /e by photon radiation. 23
Let us have a look at interaction of different particles with the same high energy (here 300 GeV) in a big block of iron: 1m electron Καλοριμετρία Stopping particles muon The energetic electron radiates photons which convert to electron-positron pairs which again radiate photons which... This is the electromagnetic shower. The energetic muon causes mostly just the ionization... pion (or another hadron) Electrons and pions with their children are almost completely absorbed in the sufficiently large iron block. The strongly interacting pion collides with an iron nucleus, creates several new particles which interact again with iron nuclei, create some new particles... This is the hadronic shower. You can also see some muons from hadronic decays.
Καλοριμετρία ακρίβεια μέτρησης ενέργειας Όσο μεγαλύτερη η ενέργεια του προσπίπτοντος σωματιδίου τόσο περισσότερα σωματίδια παράγονται στο shower τόσο περισσότερες μετρήσεις έχουμε για το shower τόσο καλύτερη μέτρηση της ενέργειας έχουμε σ(ε)/ε ~ 1/sqrt(Ε). Π.χ., σ(ε)/ε = 10% / sqrt(ε) +quad 2% Δηλαδή: αντίθετα με τη μέτρηση της ορμής, η μέτρηση της ενέργειας στον καλορίμετρο γίνεται όλο και πιο ακριβής όσο μεγαλώνει η ενέργεια του μετρούμενου σωματιδίου! σ(ε)/ε (%) Calorimtery: σ(e)/e = 10%/sqrt(E) +quad 2% Tracking: σ(p)/p = 1% * p Ε (GeV) Από κάποια ενέργεια ηλεκτρονίων και πάνω, η μέτρηση ενέργειας από τον καλορίμετρο είναι πολύ καλύτερη απο του tracker 25
Όλα μαζί σ' έναν ανιχνευτή 26
Αλληλεπίδραση σωματιδίων με διάφορα είδη ανιχνευτών Εσωτερικοί ιχνηλάτες Θερμιδόμετρα: ηλεκτρομαγνητικό, αδρονικό Εξωτερικοί ιχνηλάτες: Θάλαμοι μουονίων φωτόνια Ηλεκτρόνια / ποσιτρόνια μιόνια Πιόνια / πρωτόνια νετρόνια Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 27
ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ: Τι θέλουµε να µάθουµε; Ορµή (& φορτίο) σωµατιδίων µε ανιχνευτές ιχνών σε µαγνητικό πεδίο ( π.χ.θάλαµοι µετατόπισης φορτίου) Ενέργεια µε θερµιδοµετρία (καλορίµετρα) -Ηλεκτροµαγνητικό καλορίµετρο για την απορρόφηση των ηλεκτρονίων -Αδρονικό καλορίµετρο για τα π ± Αναγνώριση της ταυτότητας σωµατιδίων µε ίδια ορµή (p,π,κ) -Ακτινοβολία Čerenkov -Ακτινοβολία µετάπτωσης (transition radiation)
Εγκάρσια τοµή σε έναν ανιχνευτή
Παράδειγµα ενός ανιχνευτή σε συγκρουόµενες δέσµες (Colliders)
Αλληλεπίδραση διαφόρων σωματιδίων με διάφορα είδη ανιχνευτών Η θέση των διαφόρων τύπων ανιχνευτών σ' ένα πείραµα συγκρουόµενων δεσµών Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 31
Πειραματικές διατάξεις σε επιταχυντές συγκρουόμενων δεσμών e - e + Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 32
Τυπική σειρά ανιχνευτών σε πειραµατική διάταξη
Σήμερα:Χρειαζόμαστε μεγάλους ανιχνευτές ATLAS A Toroidal LHC ApparatuS 22 m 44 m
ATLAS Χρειαζόμαστε μεγάλους ανιχνευτές 22 μέτρα, 7000 τόνοι Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 35
Χρειαζόμαστε ATLAS at CERN μεγάλους - Αριστοτέλειο ανιχνευτές Οι Eλληνικοί θάλαμοι μιονίων που κατασκευάστηκαν στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θ/ νίκης εγκαταστημένοι στο πείραμα ATLAS (συνεργασία με Μετσόβειο και Καποδιστριακό) 36
ATLAS at CERN - Αριστοτέλειο Το 1997 δηµιουργήθηκε στο ΑΠΘ ένα εργαστήριο για την κατασκευή και τον έλεγχο ανιχνευτών µιονίων. Μια σύντομη περιήγηση στους χώρους του εργαστηρίου Χώρος Ελεγχόμενων Συνθηκών 37
CMS 15 μέτρα, 12000 τόνοι (λίγο περισσότερο από το συνολικό βάρος του πύργου του Eiffel) Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 38
CMS Όχι μόνο σιδερικά, αλλά και ηλεκτρονικά, και καλώδια Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 39
Στο LHC χρειαζόμαστε ανιχνευτές που.. * Να βλέπουν ένα δισεκατομύριο συγκρούσεις πρωτονίων το δεπτερόλεπτο, * Nα διαλέγουν τις καλύτερες 100-200 ανά δεπτερόλεπτο * και να τις καταγράφουν με διακριτική ικανότητα φωτοφραφικής μηχανής των 100 Μεγα pixleς. Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 41
Χρειαζόμαστε Υπολογιστές Περίπου 3000 υπολογιστές για την επιλογή των καλύτερων 200 γεγονότεων ανά δεπτερόλεπτο Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 42
Το online σύστημα επιλογής πρέπει να είναι έξυπνο και γρήγορο Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 43
Υπολογιστές παντού παγκόσμιο δίκτυο (Grid) 20 χλμ 15 χλμ * Μετά το world-wide web (WWW) που ανακαλύφθηκε στο CERN, ένα ακόμα βήμα προς ένα αποκεντρωμένο υπολογιστικό μοντέλο * Απαραίτητο για την ανάλυση και αποθήκευση των παργόμενων δεδομένων * Π.χ., το πείραμα ATLAS καταγράφει πληροφορίες όσο ένα CD κάθε ~2 δεπτερόλεπτα Θ/νίκη - 28-Φεβ-2013 Κ. Κορδάς - Ανιχνευτές 44
Τι συζητήσαμε Μέτρηση ορμής και ενέργειας σωματιδίων Διατάξη ανιχνευτών για την ταυτοποίηση των παραγόμενων σωματιδίων Ηλεκτρόνια και φωτόνια (σταματούν στον ηλεκτρομαγνητικό καλορίμετρο) Μιόνια (διατρητικά) Νετρίνα (δεν αλληλεπιδρούν η χαμένη ενέργεια ) Αδρόνια (πίδακες σωματιδίων = jets) Πειραματικές διατάξεις σε κυκλικούς επιταχυντές 45
Back-up Material Επι πλέον ύλη για τους ανιχνευτές 46
Μαγνητικό πεδίο: q Σωληνοειδές, q Διπολικό q Τοροειδές Ø Β: 0.5-1.5 Tesla (1Tesla=10KGauss) Οµογενές Β: R=3.3 P T /B Υπολογισµός της ορµής σωµατιδίου P T : η συνιστώσα της ορµής καθετη στο Β σ(p)/p T = const * p T όσο μεγαλύτερη η ορμή, τόσο πιο ανακριβής (%) η μέτρηση
l Η ακρίβεια μέτρησης της ορμής μεγαλώνει (δηλ., η αβεβαιότητα μικραίνει), με: Ακρίβεια μέτρησης ορμής ε=ακρίβεια μέτρησης σημείου (π.χ. ε=0.3mm) Πολλά σημεία μετρήσεων Μεγάλο Β Μεγάλο μήκος ανιχνευτή (L) σ(p)/p T = const * p T όσο μεγαλύτερη η ορμή, τόσο πιο ανακριβής (%) η μέτρηση 48
Ηλεκτρόνια/φωτόνια μπορείς έυκολα να τα σταματήσεις Critical Energy (κριτική ενέργεια): όταν de/dx (Ionization) = de/dx (Bremsstrahlung) For the muon (the second lightest particle after the electron) the critical energy is at 400GeV. Electron Momentum 5 50 500 MeV/c - Muon in Copper: σε p 400GeV φτάνει κριτική ενέργεια - Electron in Copper: σε p 20MeV φτάνει κριτική ενέργεια The EM Bremsstrahlung is therefore only relevant for electrons (at the energies of the past and present Detectors) μόνο τα ηλεκτρόνια κάνουν ΕΜ shower 49
Φορτισμένο σωματιδίο χάνει ένεργεια διαπερνώντας την ύλη: specific Energy Loss (1/ρ de/dx) Για να υπολογίσουμε την απώλεια ενέργειας ανά μονάδα απόστασης (de/dx, σε MeV/ cm), πρέπει να πολλαπλασιάσουμ ε το 1/ρ de/dx (σε MeV cm 2 /g) με την πυκνότητα ρ του υλικού. 1/ρ de/dx βγ Ένα σωματίδιο διασχίζει ένα υλικό με πυκνότητα ρ. Ανάλογα με την ορμή του, το σωματίδιο χάνει ενέργεια και με διαφορετικό μηχανισμό. Π.χ., στην περιοχή βγ=[0.1 1000] (περιοχή Bethe-Bloch) έχουμε απώλειες με ιονισμό του υλικού. Από εκεί και πάνω, η απώλεια ενέργειας είναι κυρίως μέσω εκπομπής φωτονίων (δηλ., με radiation = Bremsstahlung) 50
Απώλεια ενέργειας με ιονισμό και διέγερση του υλικού (Bethe-Bloch) Z 1 e = φορτίο προσπίπτοντος σωματιδίου β=η ταχύτητά του ρ,ζ,α = πυκνότητα κλπ. του ανιχνευτή The specific Energy Loss 1/ρ de/dx first decreases as 1/β 2 increases with ln γ for β =1 is independent of M (M>>m e ) is proportional to Z 1 2 of the incoming particle. is independent of the material (Z/A const) shows a plateau at large βγ (>>100) de/dx 1-2 * ρ [g/cm 3 ] MeV/cm 1/ρ de/dx Bethe Bloch Formula βγ=p/mc Minimum ionizing particle When βγ ~ 3. 51
π.χ. Μιόνιο διαπερνά σίδερο - απώλεια ενέργειας (Energy Loss) Bethe Bloch Formula, a few Numbers: Σημειώστε ότι για Z 0.5 A: 1/ρ de/dx 1.4 MeV cm 2 /g, όταν βγ 3 (minimum ionizing) a minimum ionizing particle (MIP) Παράδειγμα : Σίδερο: πάχος = 100 cm; ρ = 7.87 g/cm 3 de 1.4 * 100* 7.87 = 1102 MeV 1/ρ à A 1.15 GeV Muon can traverse 1m of Iron! Για να υπολογίσουμε την απώλεια ενέργειας ανά μονάδα απόστασης (de/dx, σε MeV/cm), πρέπει να πολλαπλασιάσουμε το 1/ρ de/ dx (σε MeV cm 2 /g) με την πυκνότητα ρ του υλικού. 52
Σωμάτια σταματούν απόσταση(range) Particle of mass M and kinetic Energy E 0 enters matter and looses energy until it comes to rest at distance R (=range of particle). Bragg Peak: l For βγ>3 the energy loss is constant (Fermi Plateau) l As the energy of the particle falls, below βγ=3, the energy loss rises as 1/β 2 l Towards the end of the track the energy loss is largest à Cancer Therapy 53
Χωρική κατανομή εναπόθεσης της ενέργειας Average Range: Towards the end of the track the energy loss is largest à Bragg Peak à Cancer Therapy Photons 25MeV Carbon Ions 330MeV Relative Dose (%) Εναπόθεση της ενέργειας της ακτινοβολίας/σωματιδίων με ακρίβεια στην παθογενή περιοχή Cobalt 60 γ γ (~1 MeV each) Electrons 21 MeV Depth of Water (cm) 54
All the detectors are wrapped around the beam pipe and around the collision point: here are a schematic and less schematic cut through ATLAS The Tracker or Inner detector The Electromagnetic calorimeter The Hadronic calorimeter The Muon detector
Here is the general strategy of a current detector to catch almost all particles: Magnetic field bends the tracks and helps to measure the momenta of particles. electron muon Hadronic calorimeter: offers a material for hadronic shower and measures the deposited energy. Neutrinos escape without detection hadrons Tracker: Not much material, finely segmented detectors measure precise positions of points on tracks. Electromagnetic calorimeter: offers a material for electromagnetic shower and measures the deposited energy. Muon detector: does not care about muon absorption and records muon tracks.
Γεγονός µε παραγωγή σωµατίου Higgs που διασπάται σε 4 µιόνια
Απλό παράδειγµα TRIGGER (σύστηµα σκανδαλισµού) S final = S 1 *S 2 *S 3 *S 4 µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως trigger για να ξεκινήσει ένας άλλος ανιχνευτής να καταγράφει ή να ξεκινήσει η συλλογή δεδοµένων.
FAST ELECTRONICS Οι περισσότεροι ανιχνευτές παράγουν αναλογικά ηλεκτρονικά σήµατα. Παρέχουν πληροφορίες για: -συντεταγµένες χωρικές ή -χρόνο αφιξης σωµατιδίου ή -ενέργεια ή -ταχύτητα του σωµατιδίου.) Τα σήµατα χρειάζεται να: -ενισχυθούν (amplifiers) -διαµορφωθούν (shapers) -ξεχωρίσουν από θόρυβο (discriminators) -να γίνουν ψηφιακά και να καταγραφούν
Ø Discriminators δίνουν έναν «λογικό» παλµό αν ο αναλογικός > κατώφλι οι λογικοί παλµοί µε AND, OR, XOR gates σχηµατίζουν το trigger Ø TDC s (Time to Digital Converter) Μετατρέπουν τη διαφορά χρόνου µεταξύ δύο λογικών παλµών σε ψηφιακό εφαρµογή: -- εύρεση ίχνους ενός φορτισµένου σωµατίου -- χρονική διάρκεια διαδροµής από έναν ανιχνευτή σε έναν άλλο (TimeOfFlight-TOF) -- εύρεση της θέσης του σωµ. στο χώρο Ø ΑDC s (Analogue to Digital Converter) πλάτος του παλµού --πληροφορία για την ενέργεια του σωµατιδίου
ON-LINE Οι πληροφορίες από τα ADC s και TDC s αποθηκεύονται σε registers µέχρι να διαβαστεί το γεγονός από τον υπολογιστή. -ADC s και TDC s βρίσκονται σε συστήµατα NIM, CAMAC, VME, Fast Bus που επικοινωνούν µε τους computers για να διαβαστούν (Data Acquisition Systems/ Συστήµατα Συλλογής Δεδοµένων)
ΟΝ LINE Σε ένα «τυπικό» πείραµα στο LEP υπάρχουν ΠΑΝΩ από 200.000 ηλεκτρονικά κανάλια που πρέπει να διαβαστούν στον υπολογιστή για κάθε γεγονός! Στο LHC ένα πείραµα έχει ~10 8!! ηλεκτρονικά κανάλια! Ένα πείραµα πριν 20 χρόνια...200! ηλεκτρονικά κανάλια Και πριν 25 χρόνια! (Bubble chambers/θάλαµοι φυσσαλίδων)