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Article Dans Une Revue Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Année : 2021

The Drift Chamber detector of the FOOT experiment: Performance analysis and external calibration

Yunsheng Dong , Silvestre Gianluigi , Colombi Sofia , Alexandrov Andrey , Alpat Behcet , Ambrosi Giovanni , Argirò Stefano , Raul Arteche Diaz , Barbanera Mattia , Bartosik Nazar , Belcari Nicola , Bellinzona Elettra , Biondi Silvia , Maria Giuseppina Bisogni , Bruni Graziano , Carra Pietro , Cerello Piergiorgio , Ciarrocchi Esther , Clozza Alberto , Giovanni de Lellis , Alberto del Guerra , Micol de Simoni , Antonia Di Crescenzo , Benedetto Di Ruzza , Donetti Marco , Durante Marco , Ferrero Veronica , Fiandrini Emanuele , Finck Christian (1) , Fiorina Elisa , Fischetti Marta , Francesconi Marco , Franchini Matteo , Franciosini Gaia , Galati Giuliana , Galli Luca , Gentile Valerio , Giraudo Giuseppe , Hetzel Ronja , Iarocci Enzo , Ionica Maria , Kanxheri Keida , Aafke Christine Kraan , Lante Valeria , Chiara La Tessa , Laurenza Martina , Lauria Adele , Ernesto Lopez Torres , Marafini Michela , Massimi Cristian , Mattei Ilaria , Mengarelli Alberto , Moggi Andrea , Maria Cristina Montesi , Maria Cristina Morone , Morrocchi Matteo , Muraro Silvia , Narici Livio , Pastore Alessandra , Pastrone Nadia , Vincenzo Patera , Pennazio Francesco , Placidi Pisana , Pullia Marco , Raffaelli Fabrizio , Ramello Luciano , Ridolfi Riccardo , Rosso Valeria , Sanelli Claudio , Sarti Alessio , Sartorelli Gabriella , Sato Osamu , Savazzi Simone , Scavarda Lorenzo , Schiavi Angelo , Schuy Christoph , Scifoni Emanuele , Sciubba Adalberto , Sécher Alexandre (1) , Selvi Marco , Sitta Mario , Spighi Roberto , Spiriti Eleuterio , Sportelli Giancarlo , Stahl Achim , Tomassini Sandro , Toppi Marco , Traini Giacomo , Valeri Tioukov , Serena Marta Valle , Marie Vanstalle (1) , Mauro Villa , Weber Ulrich , Zoccoli Antonio , Giuseppe Battistoni , Leonello Servoli , Francesco Tommasino
Yunsheng Dong
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Silvestre Gianluigi
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Colombi Sofia
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Alexandrov Andrey
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Alpat Behcet
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Ambrosi Giovanni
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Argirò Stefano
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Raul Arteche Diaz
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Barbanera Mattia
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Bartosik Nazar
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Maria Giuseppina Bisogni
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Bruni Graziano
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Carra Pietro
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Cerello Piergiorgio
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Alberto del Guerra
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Antonia Di Crescenzo
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Marie Vanstalle
Mauro Villa
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Weber Ulrich
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Zoccoli Antonio
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Giuseppe Battistoni
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Leonello Servoli
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Francesco Tommasino
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Résumé

The study that we present is part of the preparation work for the setup of the FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment whose main goal is the measurement of the double differential cross sections of fragments produced in nuclear interactions of particles with energies relevant for particle therapy. The present work is focused on the characterization of the gas-filled drift chamber detector composed of 36 sensitive cells, distributed over two perpendicular views. Each view consists of six consecutive and staggered layers with three cells per layer. We investigated the detector efficiency and we performed an external calibration of the space–time relations at the level of single cells. This information was then used to evaluate the drift chamber resolution. An external tracking system realized with microstrip silicon detectors was adopted to have a track measurement independent on the drift chamber. The characterization was performed with a proton beam at the energies of 228 and 80 MeV. The overall hit detection efficiency of the drift chamber has been found to be 0.929±0.008 , independent on the proton beam energy. The spatial resolution in the central part of the cell is about 150±10 μ m and 300±10 μ m and the corresponding detector angular resolution has been measured to be 1.62±0.16 mrad and 2.1±0.4 mrad for the higher and lower beam energies, respectively. In addition, the best value on the intrinsic drift chamber resolution has been evaluated to be in the range 60−100 μ m. In the framework of the FOOT experiment, the drift chamber will be adopted in the pre-target region, and will be exploited to measure the projectile direction and position, as well as for the identification of pre-target fragmentation events.

Dates et versions

hal-03086812 , version 1 (22-12-2020)

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Citer

Yunsheng Dong, Silvestre Gianluigi, Colombi Sofia, Alexandrov Andrey, Alpat Behcet, et al.. The Drift Chamber detector of the FOOT experiment: Performance analysis and external calibration. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2021, 986, pp.164756. ⟨10.1016/j.nima.2020.164756⟩. ⟨hal-03086812⟩
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