Več zaporedno postavljenih večžičnih proporcionalnih komor je najpogostejši
sistem za sledenje delcev. Nabiti delec ionizira plin v komori, na mestu, kjer
je komoro preletel. Več takih zaporednih točk določa sled delca. S sistemom
komor lahko izmerimo kotno porazdelitev vpadnih delcev.
Usposobi sistem dveh zaporedno postavljenih večžičnih komor s čitalno elektroniko.
Izmeri kotno porazdelitev kozmičnih delcev.
Aparaturo sestavljata dve večžični proporcionalni komori napolnjeni s plinom P10 (mešanica 90% Ar in 10% CH4).
Večžično proporcionalno komoro sestavlja ravnina anodnih žičk med dvema katodnima ravninama, segmentiranima na pasove in orientiranama pravokotno.
Pri preletu nabitega delca ioniziran plin povzroči signal na anodnih žičkah. Anodne žičke so med seboj povezane in njihov signal uporabimo za proženje čitalne elektronike. Zaradi enostavnosti so katodni pasovi povezani med seboj preko zakasnilne linije. Del signala zaznamo na enem koncu linije, preostanek pa na drugem. Z meritvijo razlike časov prihoda signalov z obeh koncev zakasnilne linije na ta način lahko določimo eno koordinato preleta delca. Drugo koordinato določimo z meritvijo signalov z druge katodne ravnine.
Signale, ki prihajajo iz večžične proporcionalne komore ojačimo najprej s predojačevalniki, ki se nahajajo že v sami komori, čim bližje izvoru signalov. Signale ojačimo še z ojačevalniki (2 enoti Ortec FTA820 A=200). Tako ojačene signale peljemo na diskriminatorje (2 enoti Ortec CF8000 diskriminator s konstantnim deležem). Oblikovane sunke peljemo na časovno digitalni pretvornik (CAMAC LeCroy 2277),ki ga uporabimo v STOP načinu. STOP način delovanja pomeni, da izmerimo sunke, ki pridejo v določenem časovnem oknu pred prihodom prožilnega signala. Prožilni signal za časovno digitalni pretvornik dobimo kot koincidenco (koincidenčna enota ORTEC CO4010 ) obeh anodnih signalov, ki ga dodatno zakasnimo z uporabo zakasnilne linije (Ortec DL). Za zajem podatkov uporabimo računalnik, ki je preko vmesnika PCIADA povezan z časovno digitalnim pretvornikom.
Priklopi obe večžičnoi proporcinalni komori na plin P10 tako, da bo pretok plina merjeno na izhodni čistilni celici približno mehurček na sekundo
Na predojačevalce priklopi izvor nizke napetosti (+12V,0,-12V)
Preglej delovanje predojačevalcev tako, da odstraniš pokrov komore (odvij vijake) in se s prsti približaš vhodnim stopnjam predojačevalcev. Na osciloskopu opazuj kaj se zgodi. Začetni nivo šuma nekaj mV močno naraste.
Zapri komori in priklopi vsako posebej na izvor visoke napetosti (CAEN N471) . Prepričaj se, da sta polariteti obeh kanalov izvora pozitivni. Če nista, si z navodili za uporabo pomagaj, da spremeniš polariteto.
Komori približaj radioaktivni beta izvor Sr-90. Počasi povečuj visoko napetost največ do +1300V in opazuj anodni signal. Nastavi delovno napetost tako, da bodo signali po obliki vsi enaki in ne deformirani zaradi končnega dinamičnega območja predojačevalcev.
Poglej si še ostale signale na katodah.
Signale napelji na ojačevalnik: katodne na positvno-negativnega, anodna na negativno- negativnega.
Ojačene signale napelji na diskriminator in za vse signale nastavi nivo diskriminacije. Najbolje je, da v ta namen ugasneš visoko napetost in y izvijačem nastaviš nivo diskriminacije na nivo, da ne bodo prepuščali nobenih signalov. To narediš z opazovanjem analognega signala z zadnje strani diskriminatorja na osciloskopu,pri čemer za proženje osciloskopa uporabiš diskriminiran signal.
Anodne signale napelji na koincidenčno enoto in izhod preko zakasnilne enote in NIM-ECL konverterja pelji na proženje TDCja (COM), ECL izhode z zadnje strani diskriminatorja pa napelji na vhode TDCja.
Koincidenčno enoto nastavi v OR način delovanja in poskusi zajeti dogodke, ki jih povzročijo beta elektroni iz Sr-90 na različnih mestih komore.
Ko znaš podatke prečitati, preklopi koincidenčno enoto v AND način in postavi obe komori čim bližje skupaj, da boš lahko pokril čimvečji prostorski kot, od koder prihajajo mioni.
Poženi meritev. Pričakovana pogostost kozmičnih mionov je 1/cm2/min. Zajemanje podatkov traja nekaj dni. Vmes kontroliraj nekajkrta na dan, če ves sitsem deluje (pretok plina, visoke napetosti, računalnik,...)
Za analizo podatkov boš potreboval še geometrijo komore in umeritev komore, da boš lahko iz časovne razlike določil položaj na komori.
Z analizo podatkov določi kotno porazdelitev mionov.
Po končanih meritvah ugasni izvir visoke napetosti, zapri dotok plina, ugasni NIM in CAMAC enoti in računalnik.
• W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer, 1987.
• F. Sauli, Multiwire proportional chamber, v T. Ferber, Experimental techniques in particle physics, World Scientific, Singapore.
• trajanje vaje: meritev 8 ur, obdelava 15 ur