02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Etude d’un détecteur MICROMEGAS en champ magnétique transverse Jefferson lab: une solution pour le tracker central.

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1 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Etude d’un détecteur MICROMEGAS en champ magnétique transverse Jefferson lab: une solution pour le tracker central dans CLAS12 Principe et description du détecteur Micromegas Tests en champ magnétique de 4.5T à Jefferson Lab Saclay team: S. Aune, J. Ball, M. Combet, M. El Yakoubi, P. Konczykowski, C. Lahonde-Hamdoun, S. Lheunoret, O. Meunier, B. Moreno, H. Moutarde, S. Procureur, F. Sabatié P. Konczykowski CEA Saclay

2 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Thomas Jefferson Laboratory (Virginia, USA) Hall A Hall B Hall C Hall B

3 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Etude du nucléon: distributions de parton généralisées Diffusion pronfondément virtuelle Réaction exclusive et dure GPD: paramétrisent le contenu non- perturbatif du nucléon Exemple DVCS Fractions d’impulsion londitudinales Moment transféré

4 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Le détecteur Micromegas

5 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Principe d’un Micromegas ~100  m thin gap Fast ions collection

6 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 PCB Photoresist 1 Photoresist 2 Mesh UV 1) PCB (pistes, pixels,…) 2) Photoresist 1 (50 à 150 microns ) 3) Grille (inox tissé de 19 microns, 500 LPI) 4) Photoresist 2 (50 à 100 microns) 5) Insolation UV 6) Développement 7) Cuisson (UV et four) Mask 2 à 4 mm 50 à 100  m Plots:  200 à 400 microns Mini: 4 mm Concept du bulk

7 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 p e-  Spectromètre CLAS12 Forward Detector Central Detector (Silicium et Micromegas ?) 600 mm for  500 mm FVT Silicon target Cylindrical bulks beam

8 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Environnement magnétique hostile: 5 T parallèle aux pistes du détecteur ! e-e- tanθ = v x B / E Conditions standard: E= 1 kV/cm, v= 8 cm/μsec θ = 75 ° Conditions adaptées: E= 6 kV/cm, v= 5 cm/μsec θ = 20° Conditions de fonctionnement B E

9 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Des Micromegas dans le tracker central? 2000 V Configs 4 x 2Micro megas 4 x 2SI 2 x 2SI + 3 x 2Micromegas Specs.  pT /p T (%) 2.92.11.65   (mrad) 1.315.11.4<10-20   (mrad) 10.92.92.6<10  z (μm) 2121522267tbd.  Vérifier si les Micromegas fonctionnent dans l’environnement magnétique de JLab (B=4.5T)  Valider les simulations Garfield  Trouver un bon point de fonctionnement

10 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Laser UV Electrode de dérive Al-mylar Micromesh Pistes ~400V Conversion 1.88mm Amplification 128μm ~1kV/cm ~40kV/cm Principe expérimental Lentille convergente Filtre ~800V e- Ar-iC4H10

11 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Laser UV Micromesh 96 Pistes ~400V Conversion 1.88mm Amplification 128μm ~1kV/cm ~40kV/cm Avec un champ magnétique Filtre ~800V B e- Θ Lorentz Distance reliée à  lorentz Ar-iC4H10 Electrode de dérive Al-mylar Lentille convergente

12 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Analyse des données: mesure de θ Lorentz L’angle de Lorentz est donné par la déviation du pic à B=0T Le signal s’étale lorsque l’angle augmente B = 0T B = 1.5T Labview DAQ

13 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Tests Micromegas @ 4.5T

14 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Caractéristique des détecteurs Dérive : Al-mylar Distance de dérive : 4.25mm & 3.55mm 4*72 pistes Pitch : 0.4mm Surface active: 115 mm pour 288 strips, 500 mm de long Data acquisition : électronique T2K (FEC+FEM) + DAQ 90% Ar + 10% iC4H10

15 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 GUI d’analyse pour électronique After Soustrait les piédestaux Trace les signaux ADC moyen reçus par chaque piste, la position pondérée par l’ADC, son évolution au cours du run, le spectre ADC d’une piste et total, etc… Visualisation de chaque événement 512 bins en temps

16 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 miroirs détecteur laser filtre lentille Limande : 2*40cm FEC + FEM

17 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Ecart-type de la distribution moyenne calculé événement par événement σ² exp =(σ 2 laser+ σ² det )/N La résolution augmente avec le champ magnétique Signal@4.5T

18 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Signal@4.5T HTdrift=900V HTmesh=440V HTdrift=3500V HTmesh=310V

19 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Statut de l’expérience Retard dans la mise en place du solénoïde → 2 nuits pour faire l’expérience! Utilisation de limandes de 80 cm possible Dégradation de la dérive → décaler le laser le long des pistes Scan @ 1.5T, 3T et 4.5T

20 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Comportement de l’angle de Lorentz avec le champ magnétique (Saclay) …

21 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 … et avec le champ E (JLab) Drift HT: 700V à 3500V

22 02/12/2009P. Konczykowski JRJC 2009 Résultats des tests sur MM Les Micromegas fonctionnent à 4.5T!! On peut réduire l’angle de Lorentz à 20°  Les tests ont permis de valider les simulations Garfield  Etude des taux de claquage et mesure de résolution spatiale a faire pour valider l’utilisation de Micromegas dans CLAS12