Los Contadores de Anti-Coincidencia


ACC Integration

Integración de los Contadores de Anti-Coincidencia en el tanque de vacío. Esta imagen está tomada antes de la instalación del último plano de material centelleador (banda en la derecha).

Los Contadores de Anti-Coincidencia son el guardián de AMS. Diez mil partículas por segundo atraviesan el espectrómetro. Los ACC rechazan el 80% y seleccionan las que son de interés para los análisis de Física.

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¿Por qué necesitamos los ACC?

Los Rayos Cósmicos inciden sobre el espectrómetro desde todas las direcciones pero los detectores de AMS sólo analizan correctamente las partículas que los atraviesan desde la parte superior a la inferior. Los ACC permiten rechazar las partículas que llegan con un elevado ángulo de incidencia.

Los ACC son también muy importantes para la búsqueda de antimateria (anti-He). Los núcleos de alta energía que inciden sobre el imán pueden interactuar con el material y producir una gran cantidad de partículas que confundan la reconstrucción de trayectorias del Detector de Trazas. Estos sucesos son una gran fuente potencial de contaminación para la búsqueda de antimateria y los ACC están diseñados para rechazarlos.

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¿Cómo funcionan los ACC?

Los ACC son un barril de contadores de centelleo que rodean al Detector de Trazas. Con esta geometría, las partículas que inciden verticalmente dejarán una señal en el ToF y no en los ACC. Por el contrario, las que inciden horizontalmente dejarán una señal en los ACC y no el ToF. De este modo, seleccionaremos los sucesos de interés mediante la lógica: ToF y no ACC. Esta condición se puede hacer menos restrictiva considerando dos situaciones:

ACC Trigger

1) un ión incidente (partículas de alta Z): cuando un ión atraviesa la materia del detector produce electrones, los llamados rayos δ (ilustración central de la figura) que pueden activar los ACC con facilidad. Para no perder estos sucesos iónicos se desactiva en estos casos el veto de los ACC.

2) creación de electrones y positrones en el ECAL: cuando una partícula deja su energía en el ECAL se producen electrones y positrones de retroceso (ilustración derecha en la figura). Estas partículas pueden salir por la superficie del calorímetro y dejar una señal en los ACC. Para no perder estos sucesos se impone la condición: ToF y no más de 4 bandas de ACC con señales.

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¿Cómo están construidos los ACC?

Los ACC están formados por dieciséis bandas de material centelleador que rodean al Detector de Trazas. La luz que se genera en dichas bandas cuando las atraviesa una partícula cargada se recoge en unas fibras de 1 mm de diámetro que desplazan la longitud de onda (wavelength shifters) y están alojadas en unas ranuras mecanizadas en el material centelleador. En los dos extremos de cada banda, las fibras se agrupan en dos paquetes de 37 fibras cada uno y se acoplan a unos colectores situados en los rebordes cónicos del tanque de vacío del imán. Desde estos colectores la luz se dirige, mediante fibras ópticas, hacia 8 fotomultiplicadores situados en el borde del tanque de vacío. Los fotomultiplicadores de los ACC son similares a los utilizados en el ToF, están situados a unos 40 cm de las bobinas que conforman el campo magnético y orientados con sus ejes paralelos a las líneas de campo para minimizar su efecto.

La gran eficiencia y homogeneidad de las fibras centelleadoreas nos asegura un veto de los ACC rápido y fiable para las partículas que inciden con una inclinación elevada.

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Para saber más:

» La Página del Time-of-Flight

» La Página del ACC-TRD-TAS de AMS (Aachen)

» Cerberus (Wikipedia)