INFN-LNF Laboratori Nazionali di Frascati
L’esperimento ATLAS al CERN presenta rivelatori per muoni nuovi di zecca: le due New Small Wheel (NSW). Il sistema delle NSW di ATLAS è composto da due rivelatori a forma di ruota posti alle estremità opposte della caverna sperimentale, che si sviluppa in direzione parallela all’asse dell’esperimento.
Ogni NSW pesa più di 100 tonnellate ed ha un diametro di quasi 10 metri. Tuttavia, esse vengono definite “Small” in virtù del confronto con i rilevatori “Big Wheel” di ATLAS da 25 metri di diametro.
L’installazione, effettuata con successo, è il coronamento di quasi dieci anni di duro lavoro (tra progettazione e costruzione) e segna un’importante pietra miliare per l’esperimento ATLAS verso l’era ad alta luminosità per l’acceleratore Large Hadron Collider (HL-LHC).
Occorre ricordare che le modifiche ad alta luminosità del Large Hadron Collider aumenteranno notevolmente il tasso di collisioni nell’esperimento ATLAS; ciò comporterà una maggiore quantità di dati disponibili che permetteranno di esplorare alcuni dei processi più rari nell’Universo…al prezzo di riuscire a sostenere i livelli di radiazione più elevati!
La sfida di ATLAS è stata appunto modificare i sotto-rivelatori che avrebbero sofferto l’aumento di radiazione usando nuove tecnologie in grado di mantenere eccellenti prestazioni anche se sottoposte ad elevati flussi di particelle.
Le MicroMegas sono state scelte per la misura di precisione dell’impulso dei muoni che attraversano il rivelatore nella regione in avanti di ATLAS. La costruzione della ruota, per quanto riguarda le MM, è stata divisa in spicchi Large e Small (LM e SM), a loro volta divisi in 2 moduli ciascuno. La ruota si compone dunque di 4 tipi di MM: SM1 costruita dall’INFN, SM2, LM1 ed LM2.
Il personale dei LNF ha contribuito in modo sostanziale a risolvere, in fase di costruzione, il problema della stabilità nella tenuta dell’alta tensione di questi rivelatori, portando alla luce un problema di disegno tecnico e di produzione, la cui risoluzione ha permesso di terminare la costruzione dei rivelatori MicroMegas (MM) per la NSW in tempo per il Run3.
La tecnica “frascatana” è stata adottata da tutti gli altri siti di produzione al fine di portare a termine la costruzione nei tempi stabiliti.
Per garantire ciò, al termine della produzione italiana, i nostri tecnici e colleghi hanno partecipato in prima linea all’assemblaggio dei moduli LM1 presso il sito di produzione francese a Saclay mettendo a punto, in tempi record, una struttura di assemblaggio dei quadrupletti MM presso il CEA Paris-Saclay.
Lavoro analogo è stato svolto presso il CERN, dove il nostro team ha di nuovo lavorato in prima linea nel test, assemblaggio e riparazione dei moduli prodotti in vari siti di produzione, italiani e non.
I nostri colleghi hanno partecipato con ruoli di responsabilità al progetto NSW, alla validazione dei settori MM pronti per essere assemblati sulle ruote NSW ed al commissioning delle stesse, coordinando l’attività e contribuendo in modo essenziale ai servizi ed alla validazione in alta tensione, progettando e realizzando anche le nuove schede per la distribuzione dell’alta tensione.
Il personale LNF ha continuato e continua a lavorare al commissioning underground delle ruote, che grazie all’incredibile lavoro portato avanti negli anni scorsi, ha permesso ad ATLAS di installare, in tempo per il Run3, non una ma bensì entrambe le ruote.
Di fronte allo stupore ed incredulità dei più non possiamo che rendere omaggio ai nostri colleghi che hanno preso parte, in prima linea, a questa splendida impresa che è stata la costruzione delle NSW. I risultati ottenuti sono ancor più che eccezionali se si tiene anche conto dell’avvento della pandemia e, in seguito, della perdita di persone care e fondamentali per il progetto, come Stefano Cerioni e Stefanie Zimmerman che ricordiamo con profonda stima e affetto.