Tests en faisceau à DESY de la TPC Micromegas D. Attié, P. Colas, E. Delagnes, M. Dixit, A. Giganon, J.-P. Martin, T. Matsuda, M. Riallot, F. Senée, Y-H.

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1 Tests en faisceau à DESY de la TPC Micromegas D. Attié, P. Colas, E. Delagnes, M. Dixit, A. Giganon, J.-P. Martin, T. Matsuda, M. Riallot, F. Senée, Y-H Shin, S. Turnbull, R. Yonamine (Carleton, KEK, Saclay) Le “Large Prototype” Installation à DESY Tests en faisceau LoI ILD Plans pour 2009-2010 Evolution du contexte

2 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas2 Le Large Prototype Cage de champ construite par DESY Aimant PCMAG 1T de KEK Hodoscope de trigger cosmique de Saclay Mécanique de l’endplate de Cornell Hodoscope de trigger faisceau par Nikhef But: tester en cosmiques et en faisceau (e-, 5 GeV) des panneaux Micromegas, GEMs et ‘Gridpix’

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4 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas4 Large Prototype: Le trigger cosmique Th. Chaminade, P. Colas, M. Karolak, S. Hervé, Y. Kudenko, F. Pierre, J.M. Reymond, M. Riallot, F. Senée, S. Turnbull MPPC=SiPM (thermorégulé par effet Peltier)

5 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas5 Large Prototype: un trigger cosmique High-tech Installé à DESY du 7 au 10 juillet. Prochaine étape: logique sur FPGA

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7 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas7 Panels: in 2008-2009: 1 panel at a time in the centre of the detector. Start with standard pads Continue (after a week November) with a resistive panel. Others are dummy. Also plans for trying a multichip InGrid+TimePix panel in 2009 One panel successfully mounted week 44

8 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas8 Echange d’un module possible sans démonter la chambre.

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10 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas10 Two panels ready and tested at DESY One with standard pads, one with resistive anode (Carbon-loaded kapton)

11 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas11 PREMIERES DONNEES

12 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas12 P5, standard anodeP5, resistive anode T2K gas, resistive anode Données prises à 50 et 100 MHz, avec des peaking times de 200ns, 400ns, 1 and 2  s

13 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas13

14 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas14

15 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas15 Z (mm) origine arbitraire Temps de dérive (µs) Vitesse de dérive mesurée (Edrift = 230 V/cm, 1002 mbar) : 7.56 ± 0.02 cm/µs Prédiction Magboltz : 7.548 ± 0.003 pour Ar:CF4:isobutane:H2O/95:3:2:100ppm

16 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas16 faisceau cosmiques Largeur du faisceau en x et en z: 3.9 mm Longueur de la dérive de la TPC : 56.85 cm (mesurée avec les cosmiques) 56.937 cm (survey)

17 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas17 Résidus obtenus par barycentre à 40 cm : s=450 µ (attendu de la diffusion: 315 microns * √40 cm / √22 = 445) x-x(track) (mm)

18 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas18 Etude des distortions: résidus ligne par ligne

19 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas19 Déviation d’une droite verticale (en microns) Numéro de ligne de pads Écart type : 9 microns

20 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas20 Deux autres panneaux en construction Un avec une anode resistive sérigraphiée. Un avec couches minces déposées : première étape, petite anode de 12-14 cm en cours de réalisation à Neuchate dans un petit four (plus facile à régler), avec une couche de 10 microns de Si amorphe et un micron de Si polycristallin (1000 Ohm.cm pour obtenir la valeur adéquate de RC. Si OK, on passe à un grande circuit imprimé dans un grand four. (N. Wyrsch, Neuchatel)

21 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas21 Panneau TimePix multichip en cours d’étude. Prototype réalisé (délivrable EUDET sous la responsabilité de Saclay, mars 2008)

22 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas22 Panneaux GEMs : pads 1.25 x 5.25 mm. Double GEM épaisses (100 microns) +grille ou GEM de gating, équipées d’électronique PASA+ALTRO (évoluée d’ALICE) En cours de préparation au Japon pourraient être prêts avant fin mars

23 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas23 plans Choisir la meilleure technique pour faire le panneau en bulk résistif (Carbon-loaded kapton, cermet, Si amorphe et polycristallin, sérigraphie à l’encre résistive). Passer à 7 panneaux. Pour cela, il faut que l’électronique soit disposée ‘à plat’ derrière chaque module: front end mezzanine. -Dessiner de nouvelles cartes -R&D pour supprimer les protections par composants discrets -R&D pour utiliser le Si nu des chips AFTER

24 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas24 LoI ILD Participation à la LoI: (conveners Ron Settles et Keisuke Fujii) Dessin d’une endplate Nous allons étudier le support de la TPC sur l’aimant

25 SOCLE Annecy - 8 déc. 2008 TPC Micromegas25 Conclusion Le Large Prototype est maintenant opérationnel, avec des modules Micromegas. Plusieurs modules seront testés en faisceau en 2008, dont plusieurs résistifs et au moins un à lecture digitale. Si accepté par le Conseil Scientifique d’Irfu/SPP, le Large Prototype sera équipé de 7 panneaux à électronique mezzanine en 2010.