Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012,M. Garbini, Università &...
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Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012 ,M. Garbini, Università & INFN Bologna, Centro Fermi Roma1
Status of the EEE ProjectStatus of the EEE Project(Extreme Energy Events)(Extreme Energy Events)
in Emilia Romagnain Emilia RomagnaDott. M. Garbini
Project leader Antonino Zichichi
Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi:
RISULTATI E PROGETTI
Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012 ,M. Garbini, Università & INFN Bologna, Centro Fermi Roma2
Introduction
Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012 ,M. Garbini, Università & INFN Bologna, Centro Fermi Roma3
The Emilia Romagna telescopes
INFN
Liceo Sabin
Liceo Galvani
Liceo Fermi
~ 1000 m
~ 2200 m
~ 2300 m
~ 1600 m
ITIS Nobili
Liceo Marconi
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School istallation
Liceo GalvaniITIS NobiliLiceo Fermi
After construction at CERN the MRPCs are delivered in Italy, tested and installed inside schools.
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Status of the telescopes
Telescope Status SinceINFN (BO) DAQ 2008
ITIS Nobili (RE) DAQ 2007Liceo Fermi (BO) DAQ 2008
Liceo Galvani (BO) DAQ 2009Liceo Sabin (BO) DAQ 2011*
Liceo Marconi (PR) Inst. complete
2012
DAQ started at the end of 201.Long time between installation and Data
taking due to school renovation
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Data Analysis
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Available Data: November 2008-July 2009
Site Nb. of Livetime (h) <Rate> (Hz)
INFN 7.8 ·108 6087 36
FERMI 7.5 ·108 5850 36
GALVANI 5.0 ·108 3455 40
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Available Data: January-June 2010
Site Nb. of Livetime (h) <Rate> (Hz)
INFN 3.4 ·108 2752 34
FERMI 4.4 ·108 3162 39
GALVANI 4.3 ·108 2997 38
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Available Data: January-December 2011
Site Nb. of Livetime (h) <Rate> (Hz)
INFN 5.8 ·108 5594 32
FERMI 8.6 ·108 6176 39
GALVANI 5.4 ·108 3994 38
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Bologna Telescopes rate summary
2009 2010 2011
FERMI
INFN
GALVANI
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Search for 2 fold CoincedencesBuild the t distribution, where
t= T1-T2
And T1 and T2 the muon arrival times at telescope 1 and 2 (GPS)
EventTime1:year.month, day, s, ns
EventTime 2: year,month,day,s,ns
Coincidence peak on top of flat background
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t distribution of 2 fold coincidences 2011
INFN-GALVANI INFN-FERMI
The t are flat in agreement with detection of accidental coincidences
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2 fold coincidences in 2011
INFN-Galvani
INFN-Fermi
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INFN-GALVANI INFN-FERMI
t distribution 2009 and 2010
INFN-FERMI INFN-GALVANI
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Search for 3 fold Coincedences
2009
Livetime (h) 2964
Found 54
Expected (accidental) 56
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Search for 3 fold Coincedences
2010
Livetime (h) 2313
Found 42
Expected (accidental) 43
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Search for 3 fold Coincedences
2011
Livetime (h) 3345
Found 57
Expected (accidental) 57
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Monte Carlo Simulations
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Evaluation of the expected fluxWe built a MC simulation to evaluate the expected number of events due to the measured primary cosmic ray flux
E-2.7
E-3
Knee
max
min
)(E
E
EV AdETEN
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Case studies: Bologna - L’Aquila
BOLOGNA
Liceo 2(100,0)
Liceo 1(-100,0)
200 m
L’AQUILA
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 x (m)x (m)
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ResultsExpected Nb. of events per year in
BolognaINFNFermi
INFN Galvani
GalvaniFermi
INFN Sabin
38 303 75 11083
Expected Nb. of events per year in L’Aquila
2 telescopes 200 m apart35892 (~100 per day)
In good agreement with measures
Expexted number of 3 fold coincidences ~0.6/y
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Activity in schools
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Main Activities
1. Lessons: Cosmic Rays, particle detectors and focus on EEE Project MRPCs.
2. Training on detector monitoring: once again thanks to teacher and students we obtained a large data set.
3. Local measurements:
• MRPCs Efficiency (periodical)• Muon rate and enviromental conditions
(P,T)
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Conclusions•The EEE Project telescopes installed in Emilia Romagna are almost all fully operational. The DAQ phase of the Parma telescope will start in few months.•Thanks to the effort of all students teachers, researchers and technicians involved we are able to collect data for long periods.•We built a Monte Carlo simulation to evaluate the expected number of events. The new approach allows to study, in relatively short times, different arrays and geometrical configurations.•Concerning the second phase of the EEE Project (started in 2009) we provided trigger cards (and support) for the new installatons.
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An example of impact of the EEE Project
2 new Physics studentsbut there are many others
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EXTRA
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Forbush effect February 2011
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Rate & Pressure
Rate decrease after pressurecorrection
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Found and expected coincidences in 2009
INFN-Galvani
INFN-Fermi
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2 fold coincidences in 2010INFN-Galvani
INFN-Fermi
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L'analisi effettuata prevede la ricerca delle coincidenze di muoni in telescopi diversi la cui differenza di tempi UTC, Tev, sia minore di una determinata quantità Tcoinc:
Ricerca di coincidenze in 2 telescopi
La finestra temporale è stata determinata valutando la massima differenza di tempo di arrivo al livello del mare di muoni appartenenti allo stesso sciame. Considerando la distanza media tra i telescopi a Bologna Tcoinc è stata fissata a 10 s.
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• Parallelismo delle tracce ricostruite nei due telescopi: sono stati selezionati solo gli eventi in cui le tracce ricostruite formano un angolo minore di 10°.
• Eventi multi-traccia: sono stati selezionati solo gli eventi in cui più di un muone è rivelato in almeno un telescopio.
I risultati indicano che pur avendo ridotto il fondo dovuto alle coincidenze accidentali, non si ha
evidenza di segnali dovuti a muoni appartenenti allo
stesso sciame.Risultati analoghi per la coincidenza INFN-FERMI
Criteri di selezione
INFN-GALVANI 2009
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La logica di trigger
Logica sviluppata ad hoc per superare i limiti introdotti dal Bridge CAEN e dal GPS che sfrutta al massimo le potenzialità dei TDC.
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La scheda di trigger di a Bologna (1)Per motivi “storici” a Bologna abbiamo sviluppato una scheda di trigger a partire dalla
scheda LTM (Local Trigger Module) utilizzata in ALICE (TOF).
La LTM ha in ingresso i 6 segnali di OR Provenienti dalle FEA e come output il trigger dato dall’AND dei sei segnali.Le caratteristiche principali sono
1.L’uso di una FPGA2.La possibilità di essere letta via VME
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La scheda di trigger di a Bologna (2)
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La scheda di trigger di a Bologna (3)Dato che è possibile accedere alla scheda via VME abbiamo implementato la misura dei rate dei rivelatori. In particolare si può misurare il rate di singola MRPC, di doppia e ovviamente il rate di tripla. Tramite un programma sviluppato in LabView (8.2) è possibile monitorare il funzionamento delle MRPC
CAENVME Library Rel. 2.4
Windows XP
Utile strumento in fase di setup del telescopio.
MANon è sufficiente per acquisire dati dei telescopi quindi abbiamo introdotto la
GPS-INTERFACE
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GPS-Interface
La scheda, seguendo lo schema della logica di trigger, unisce le informazioni del trigger dalla LTM (coincidenza tripla = muone) a quelle del GPS.