Geral

O HEPIC@IFUSP, em cooperação com o LSI-PoliUSP, desenvolveu um novo ASIC, denominado SAMPA, para a atualização da leitura dos detectores Câmara de Projeção Temporal (TPC) e da Câmara de Múons (MCH) do ALICE. O chip fornece duas configurações principais de tempo de ganho/formação, e adapta-se à leitura tanto dos detectores de câmara proporcionais de micropattern e multiwires, e foi escolhido como chip de leitura também pelo STAR-TPC@BNL e pelo MPDTPC@NICA. Por outro lado, o chip não é atualmente tão útil para atividades locais e pequenas experiências, uma vez que a leitura eletrônica específica da experiência implementada pelas grandes colaborações acima não pode ser facilmente adaptada para experiências de pequena escala. No âmbito da colaboração RD51, estamos atualmente trabalhando na integração do SAMPA no ecossistema do Scalable Readout System (SRS). O SRS é um sistema de leitura modular e escalar, desenvolvido para fornecer uma eletrônica flexível e confiável a grupos envolvidos na P&D dos Multi Pattern Gaseous Detectores (MPGD), bem como a pequenos experimentos que fazem uso de tais detectores. O desenvolvimento de um sistema autônomo para a leitura de um único detector GEM também está nos nossos planos futuros. Após uma breve introdução às capacidades do chip SAMPA, vamos apresentar as realizações até agora e o planeamento para o futuro próximo do nosso esforço para uma leitura baseada no SAMPA para um sistema de aquisição de experiências em pequena escala.

Abstract: The HEPIC@IFUSP, in cooperation with LSI-PoliUSP, developed a new ASIC, named SAMPA, for the readout upgrade of ALICE Time Projection Chamber (TPC) and Muon Chamber (MCH) detectors. The chip provides two main gain/shaping time configurations, and it suits the readout of both micropattern and multiwire proportional chambers detectors, and it was chosen as readout chip also by STAR-TPC@BNL and by MPDTPC@NICA. On the other side the chip is presently not so useful for local activities and small experiments, since the experiment-specific readout electronic implemented by the above big collaborations cannot be easily adapted for small scale experiments. In the framework of the RD51 collaboration, we are presently working on the integration of SAMPA in the Scalable Readout System (SRS) ecosystem. The SRS is a modular, scalar, readout system, developed to provide a flexible and reliable electronics to groups involved in the R&D of Multi Pattern Gaseous Detectors (MPGD), as well as to small experiments that make use of such detectors. Developing of a stand-alone system for the readout of single GEM detector is also in our future plans. After a brief introduction to the SAMPA chip capabilities, we will present the achievements so far and the planning for the near future of our effort for a SAMPA-based readout for small scale experiments acquisition system.

O uso de pártons de alta energia como sonda para estudar a matéria quente e densa produzida em colisões de íons pesados é uma ferramenta que já se mostrou útil na área. O fato de estas sondas de alta energia serem exclusivamente produzidos nas fases iniciais da colisão e, portanto, são espectadores de todo o processom os torna particularmente bons "scans" do Plasma Quarks e Glúons. Neste trabalho apresentamos os resultados das simulações realizadas com o modelo JEWEL para Jet Quenching acoplado à condições iniciais realistas, evento a evento, do TRENTo, seguido do código hidrodinâmico viscoso relativista, v-USPhydro. O v2 do jato, a subestrutura e as variáveis de forma são calculados para colisões PbPb a 2.76TeV. O principal objetivo aqui é explorar os efeitos de uma de forma realista sobre estes observáveis e utilizar esta informação para futuros modelos de restrição em ambos modelos para o arrefecimento de jatos, bem como nos modelos para as condições iniciais e também para a evolução hidrodinâmica. Os efeitos das condições iniciais foram analisados separadamente, utilizando tanto as condições iniciais suaves de Glauber como também as condições iniciais do TRENTo tanto, ambos utilizando a hidrodinâmica Bjorken com expansão apenas longitudinal. Outras restrições sobre os coeficientes de transporte do meio produzido nestas colisões também podem ser fornecidas por estes estudos. Esperamos que este trabalho proporcione motivação para realizar mais medições deste setor, em particular de observáveis de íons pesados

Abstract: The use of high energy partons as a probe to study the hot and dense matter produced in heavy-ion collisions is tool that has already proven itself useful in the area. The fact that these high energy probes are exclusively produced in the initial stages of the collision and, therefore, are spectators to the whole process makes them particularly good ”scans” of the Quark-Gluon Plasma. In this work we present results of simulations performed with the JEWEL model for Jet Quenching coupled to realistic event-by-event initial conditions from TRENTo followed by the relativistic viscous hydrodynamic code, v-USPhydro. The jet v2, substructure, and shape variables are calculated for PbPb 2.76TeV collisions. The primary goal here is to explore the effects of a more realistic medium on these observables and to use this information to future constrain models in both on the models for jet quenching, as well as on the models for initial conditions and also hydrodynamic evolution. The initial conditions effects were analyzed separately, by using both Glauber smooth initial conditions and TRENTO initial conditions both on Bjorken hydro with only longitudinal expansion. Further constraints onthe transport coefficients of the medium produced in these collisions may also be provided by these studies. It is our hope that this work provides motivation to perform more measurements of this particular sector of heavy-ion observables.

Resumo: O objetivo das colisões entre íons pesados relativísticos é investigar as propriedades do plasma de quarks e glúons (QGP) criado em temperaturas e/ou densidades suficientemente altas. Para este propósito, quarks pesados, isto é, charm e beauty, são muito úteis para a caracterização do QGP. Eles são produzidos nos estágios iniciais das colisões por meio de espalhamentos duros iniciais, e, portanto, experimentam a evolução completa do sistema. No entanto, para quantificar os efeitos de QGP, é necessário primeiramente entender a produção de quarks pesados em colisões próton-próton como um sistema de referência e também em colisões de próton-chumbo com objetivo de determinar os efeitos da matéria nuclear fria. Em particular, os mecanismos de produção de quarks pesados podem ser estudados através de suas correlações angulares que são herdadas por seus decaimentos, como os elétrons. O objetivo deste projeto é estudar os mecanismos de produção de quarks pesados como função da correlação angular entre elétrons.

Os detectores de gás representam, há muitas décadas, uma ferramenta poderosa e fundamental para a pesquisa em partículas e em física nuclear, assim como para a detecção de radiação ionizante em geral. A tecnologia associada a elas evoluiu ao longo do tempo, melhorando suas capacidades e desempenhos. Uma das atuais fronteiras neste campo é representada pelos Micropattern Gas Detectors (MPGD). O Gas Electron Multiplier (GEM), um tipo de MPGD, vai ser usado para a atualização da Câmara de Projeção de Tempo (TPC) do detector ALICE na Large Hadron Collider (LHC) no CERN, Suíça. O Grupo de Íons Pesados Relativísticos do Centro de Instrumentação de Física a Altas Energias (HEPIC) da Universidade de São Paulo está participando ativamente neste plano de atualização, realizando estudos de otimização de detectores GEMPA e, principalmente, ser responsável, em colaboração com a Escola de Engenharia da USP, pelo desenvolvimento do SAMPA, um novo Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) projetado para a leitura contínua de detectores de gás GEM e multifios. Os MPGDs oferecem boa resolução temporal e espacial, juntamente com a flexibilidade para projetar detectores personalizados, mesmo de grande área/volume, a um custo que é uma pequena fração de detectores baseados em estado sólido. Por isso, nosso grupo também está investigando e desenvolvendo detectores MPGD (atualmente, principalmente GEM, e sua variante ThickGEM) para outros aplicações além da física de alta energia, como as imagens de fluorescência de raios X aplicadas a história das artes, e detectores de nêutrons sensíveis à posição. A disponibilidade "in house" do chip SAMPA, permitirá desenvolver sistemas de trabalho completos, com leitura integrada. Esta palestra apresentará uma visão introdutória dos detectores MPGD atuais, concentrando-se então no desenvolvimento que está sendo realizado no Brasil. Exemplos das atividades em curso e ideias para desenvolvimentos futuros também serão apresentadas.

Abstract: Gas detectors represent, since many decades, a powerful and fundamental tool for the research in particle and in nuclear physics, as well as for detection of ionising radiation in general. The technology associated with them evolved over time, improving capabilities and performances. One of the current frontiers in this field is represented by the Micropattern Gas Detectors (MPGD). The Gas Electron Multiplier (GEM), a type of MPGD, is going to be used for the upgrade of the Time Projection Chamber of the ALICE detector in the Large Hadron Collider at CERN, Switzerland. The Relativistic Heavy Ions Group of the High Energy Physics and Instrumentation Center of the Physics Institute in the University of São Paulo is taking active part in this upgrade plan, performing optimisation studies on GEM detectors, and, mainly, being responsible, in jointventure with the USP Engineering School, for the development of SAMPA, a new Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) designed for the continuous read-out of GEM and multiwire gas detectors. The MPGDs offer good time and spatial resolution, joint with the flexibility to design custom detectors, even of big area/volume, at a cost which is a small fraction of solid state based detectors. Therefore our group is also investigating and developing MPGD detectors (presently, mainly GEM, and its variant ThickGEM) for other applications beside high-energy physics, like X-ray fluorescence imaging applied to history of arts, and position sensitive neutron detectors. The availability “in house” of SAMPA chip, will allow developing complete working systems, with integrated read-out. The talk will present an introductory overview of the current MPGD detectors, focusing then on the development being performed in Brazil. Examples from the ongoing activities and ideas for future developments will be presented as well.

Poster presentation received the "Best Poster" award.