Erste Ergebnisse mit dem NA60 Pixeldetektor Das NA60 Experiment am CERN SPS Der NA60 Pixeldetektor Labormessungen Einsatz bei Pb-Pb-Kollisionen –Effizienz, Ortsauflösung –Spurrekonstruktion Markus Keil, CERN, EP-Division Für die NA60-Kollaboration

Das NA60 Experiment Myonspektrometer und Hadronabsorber von NA50 Vertexteleskop zur Spurenmessung in Vertexnähe 2,5 T Magnetfeld zur Impulsmessung Strahlteleskop zur Bestimmung des Wechselwirkungspunktes –Kryogenische Si-Streifendetektoren (130K) –Transversale Auflösung:  20  m ZDC Myon Spektrometer Tracking MWPCs Trigger Szintillatoren Toroidmagnet Myonfilter MYON FILTER Strahlteleskop TARGET BOX VERTEXTELESKOP 2,5 T Dipolfeld Strahl

Das NA60 Experiment Zur Unterscheidung von prompten Zwei-Myonen Ereignissen und “open charm” (D/Dbar): –Bestimmung des Vertex- offsets aus Information von Strahl-teleskop und Pixelteleskop Prompt dimuons Open charm µ D  µD  µ , K  µ offset < 1mm ~10 cm vertex Muon filter

Der NA60 Pixeldetektor 16 Ebenen: 10  4 Chips + 6  8 Chips –Ca Pixel –Aktive Fläche ca. 153 cm² –Erwartete maximale Strahlendosis: 1 Mrad / Woche Oktober 2002: –Erster Test im Experiment bei Pb-Pb-Kollisionen –3 Ebenen mit jeweils 4 Chips

Der Pixelchip Alice1LHCb Pixel Chip –8192 Pixelzellen à 50  425  m² –Erfolgreich getestet bis 12 Mrad (Teststrukturen bis zu 30 Mrad) –10 MHz Auslese Matrix aus 32 × 256 Pixelzellen (sensitive Fläche 13,6 mm × 12,8 mm) 15 mm 14 mm

Der Pixelchip Die Pixelzelle –Diskriminator mit globaler Schwelle und lokaler 3-bit Schwellenkorrektur –4 Event-FIFO –Testpuls-/Maskiermöglichkeiten –Parallele Auslese aller 32 Spalten

Die Pixelmodule Trägerkeramiken mit 4/8 Chips –Mehrlagen-Keramiken 4 Chip: 300  m BeO 8 Chip: 370  m AlN –Ansteuerung/Auslese der Chips über gemeinsamen BUS –Montage der Keramiken auf gedruckten Schaltungen (PCBs) –4- und 8-Chipmodule im Labor erfolgreich getestet + je 4 Lagen Au/Dielektrikum

Die Pixelmodule Jeweils 2 gegeneinander rotierte 8-Chipmodule werden zu einer logischen Ebene zusammengefasst. Layout abgestimmt auf die Akzeptanz des Myonspektrometers

Schwelle und Rauschen Schwellenverteilung einer vollständigen 4- Chipebene: Typische Werte: –Schwellendispersion: 150 – 200 e - (ohne Feineinstellung) –Rauschen: 150 – 200 e - Einstellung im Experiment: 2000 e !

Erste Datennahme im Experiment Oktober 2002: 3 Ebenen mit 4 Pixelchips 20/30 GeV/Nukleon –3 Blei-Targets: 1.5, 1.0 und 0.5 mm dick –Bis zu 100 geladene Spuren/Trigger –Strahlflecke, integriert über  1h Ebene 0Ebene 2Ebene 1 Offene/kurzgeschlossene Wire bonds

Effizienz und Ortsauflösung Effizienzbestimmung (Ebene X): –Spurmessung mit den übrigen Ebenen, Extrapolation auf Ebene X –Schnitte auf die Trefferzahlen zur Unterdrückung des kombinator. Untergrundes bei der Spurmessung  Effizienz > 95% Residuenverteilungen: –Ortsauflösung im erwarteten Bereich (< 50  m/  12)

Vertexauflösung Z vertex [cm] dN/dZ Korrelationsbreite ~ 30  m Strahlteleskop vs. Pixelteleskop X vertex (Pixelteleskop) [cm] X vertex (Strahlteleskop) [cm] Vertexauflösung: σ Z ~190  m σ X ~20  m 3 Pb Targets Target Box Fenster Strahltel. Sensor Strahl

Zusammenfassung Die ersten drei Ebenen des NA60 Pixelteleskops wurden erfolgreich in Pb-Pb-Kollisionen betrieben. –Betrieb bei Schwellen von 2000 – 2500 e –Treffereffizienz > 95% –Auflösung des Spurpunktes  14  m –Vertexauflösung: σ Z ~190  m σ X ~20  m Nächste Schritte: –Aufbau von weiteren 4-Chipebenen sowie sechs 8- Chip-Ebenen –Teststrahl im Sommer 2003 –Einsatz im Experiment bei In-In-Kollisionen Sept.-Okt. 2003