Garfield

Il rivelatore GARFIELD

[ M. Bruno et al., “GARFIELD + RCo digital upgrade: A modern set-up for mass and charge identification of heavy-ion reaction products”, EPJ A 49 (2013) 128; https://link.springer.com/article/10.1140/epja/i2013-13128-2 ]

Figura 1: Schema del rivelatore GARFIELD + RCo.

L’apparato GARFIELD (a General ARray for Fragment Identification and for Emitted Light particles in Dissipative collisions) è un multi-rivelatore basato sulla tecnica DE-E di identificazione di frammenti e particelle cariche leggere. È stato istallato ai Laboratori Nazionali di Legnaro negli anni ’90 per studiare eventi nucleari complessi prodotti in reazioni indotte da ioni pesanti nel range di energie medio-pesanti (5-20 MeV/u). Dal 2010, è accoppiato al rivelatore ancillare Ring Counter (RCo) posizionato agli angoli in avanti (5°-17°). Entrambi sono letti con elettronica completamente digitale. L’intero apparato ha 488 celle di rivelazione con una copertura geometrica angolare dell’ordine del 80% di 4π­.

Figure 2: La camera in avanti di GARFIELD.

GARFIELD ha simmetria cilindrica, copre la regione angolare polare θ=30°−150° ed è composto da due camera a deriva, posizionate l’una di spalle all’altra e riempite di CF4 flussato a una pressione di 50 mbar. Ogni camera è divisa in settori azimutali di 7°; inoltre, in ogni settore 4 scintillatori CsI(Tl) definiscono 4 regioni polari di 14°. In entrambe le camere la tecnica DE-E permette l’identificazione in carica di particelle e frammenti. Le particelle leggere (fino a Z=3) sono identificate sia in carica che in massa grazie alla tecnica di pulse shape analysis (PSA) fast vs. slow dei segnali dei CsI(Tl). Le energie di particelle e frammenti sono determinate con un’accuratezza dell’ordine di qualche percento con soglia a 0.8÷1 MeV/u.

Figure 3: Il rivelatore ancillare RCo.

Il Ring Counter (RCo) è un rivelatore anulare a 3 stadi di forma di tronco di cono, progettato per essere centrato a 0° rispetto al fascio. È costituito da una camera a ionizzazione (IC), riempita con CF4 a una pressione di 25 mbar e diviso in otto settori azimutali, ognuno seguito da rivelatori al silicio suddivisi in otto strip polari (Si) e da 6 scintillatori CsI(Tl). Tale suddivisione permette una risoluzione angolare si circa 1.4° per l’angolo polare e di 22° per l’angolo azimutale. L’identificazione di particelle e frammenti è ottenuta tramite la tecnica DE-E in IC-SI e Si−CsI(Tl) e/o con la tecnica di PSA dei segnali delle strip di silici o dei segnali fast-slow degli scintillatori CsI(Tl).