Il chip del tracker di ALICE fa il check-up alla BTF

È terminata presso la BTF (Beam Test Facility) dei Laboratori una campagna di misure per caratterizzare uno dei più innovativi pixel chip al silicio che l’esperimento ALICE utilizzerà per il nuovo tracciatore che sta costruendo.

La costruzione di un nuovo ITS (Inner Tracking System) interamente basato su rivelatori a pixel di silicio, costituito da 7 strati concentrici di rivelatori con una superficie attiva totale di circa 10 m² di silicio segmentato in più di 12.5 miliardi di pixel, vede un forte impegno dell’INFN e, in particolare, del gruppo ALICE dei LNF che sarà uno dei cinque laboratori, al mondo, impegnato in questa particolare costruzione.

Prima di finalizzare la progettazione e iniziare la produzione è ovviamente essenziale verificare e validare il buon funzionamento del rivelatore; per questo motivo un gruppo di ricercatori del progetto ITS, in collaborazione con i colleghi della BTF ha testato 6 prototipi, verificando le eccellenti caratteristiche dei rivelatori in termini, ad esempio, di efficienza di rivelazione.

Più di 1000 differenti punti di lavoro dei rivelatori sono stati provati sperimentalmente, raccogliendo i dati indispensabili a determinare, tra le possibili opzioni, quelle ottimali per il rivelatore finale, ad esempio, in termini di geometria dell’anodo di collezione o meccanismo di reset. Questi dati, permetteranno la finalizzazione della progettazione del sensore e l’inizio della produzione, una tappa fondamentale per il progetto.

Il risultato è frutto di una lunga e proficua fase di R&D, a cui l’INFN ha dato un contributo fondamentale, e un chip, pALPIDE-3, avente le dimensioni finali (1.5×3 cm²), segmentato in mezzo milione di pixel di dimensioni 28×28 µm², fabbricato usando la tecnologia TowerJazz MAPS (Monolithic Active Pixel Sensor) e avente tutte le funzionalità richieste.

Ciò non sarebbe stato possibile, in un tempo così breve, senza le caratteristiche della BTF, in particolare la possibilità di irradiare il chip in maniera uniforme, malgrado le sue dimensioni, e adattare il flusso di elettroni per ottimizzare la statistica raccolta.