Seminer Oturumu: "Sonlu İletkenlikli İki Boyutlu Yüzeylerde Yük Taşınım ve Yük Boşalma Süreçlerinin Benzetimi" Burak Budanur
→
Europe/Zurich
Nazmi Burak Budanur(Bogazici University)
Description
İlk olarak 1996’da geliştirilen [1] MicroMegas dedektörleri şu anda CAST ve COMPASS deneylerinde kullanılmakta ve ilgili ARGE faaliyetleri artarak devam etmektedir. Bu dedektörlerin duyarlılığı gaz kazancıyla doğru orantılıdır. Gaz kazancını sınırlayan faktör ise, yüksek kazançlarla birlikte artan kıvılcım (spark) oluşma olasılığıdır. Kıvılcım olayı, dedektörün tekrar çalışma gerilimine gelene kadar işlevsiz kalmasının (ölü zaman/dead-time) yanısıra, dedektör malzemelerine ve dedektör okuma (read-out) elektroniğine de zarar verebilmektedir.
Kıvılcım etkilerinin kontrol altına alınabilmesi için yüksek özdirençli katmanlar kullanılması ilk olarak Dirençli Tabaka Odalarında (Resistive Plate Chamber, RPC) görülmektedir [2]. Yüksek özdirençli grafit katmanlar ATLAS Muon sisteminde bulunan Kısa Aralıklı Odalarda (Thin Gap Chamber, TGC) da kullanılmaktadır [3].
Büyük Hadron Çarpıştırıcısının önümüzdeki luminosite yükseltmesi sonrasında oluşacak olan yüksek parçacık akılarına duyarlı MicroMegas dedektörleri geliştirmek üzere ARGE çalışmalarını sürdüren MAMMA (Muon ATLAS MicroMegas Activity) grubu dirençli kaplama tekniğini kullanarak kıvılcımlara dayanıklı MicroMegas dedektörleri geliştirmeyi başarmıştır [4]. RPC ve TGC’lerden farklı olarak, bu dedektörlerde, dirençli katmanlar tek bir katman halinde değil; okuma katmanlarına benzer şekilde şeritler (strip) halinde yerleştirilmiştir.
Dirençli yüzeylerdeki yükün yayılımı, hangi okuma elektrodlarında işaret (signal) görüleceğini belirlerken; yük boşalması için gerekli zaman da dedektörün hangi parçacık sıklıklarında performansını koruyabileceğini belirlemektedir. Bu bağlamda, yüklerin dirençli yüzeylerdeki hareketlerinin ve yük boşalma sürecinin anlaşılması büyük önem arz etmektedir. Dirençli şeritlerdeki yük taşınımının eşdeğer elektrik devresinden yola çıkarak ele alındığı bir çalışma mevcuttur [5] ancak bu model boyca özdirenç ve eşdeğer kapasitansı giriş parametreleri olarak almakta ve ikinci boyuttaki yük yayınımına dair bir şey söylememektedir.
Sunumumda, sonlu dirençli iki boyutlu yüzeylerdeki yüklerin zaman boyunca hareketini, elektrik potansiyelin momentler yöntemiyle [6] çözümüne dayalı olarak hesaplayan benzetimlerimi ve bu benzetimlerden elde ettiğim ilk sonuçları anlatacağım.
[1] Y. Giomataris et al., MICROMEGAS: A High granularity position sensitive gaseous detector for high particle flux environments, Nucl. Instr. and Meth. A, 376 (1996) p. 29.
[2] P. Fonte et al, A spark-protected high-rate detector, Nucl. Instr. and Meth. A, 431 (1999) p. 154.
[3] The ATLAS Collaboration, The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider, 2008, JINST 3 S08003, p. 199
[4] J. Burnens et al., A spark-resistant bulk-micromegas chamber for high-rate applications,
Nucl. Instr. and Meth. A, 640 (2011) p. 110.
[5] J. Galan, Signal propagation and spark migitation in resistive strips read-outs, arXiv:1110.6640v2
[6] R. F. Harrington, Field Computation by Moment Methods, 1993, IEEE PRESS, pp. 24-28