Publication

Performance of the SiPMs and Beta ASIC in the FIT Scintillating Fiber Tracker

2025

Résumé

The scintillating FIber Tracker (FIT) has been designed as a tracking detector for the upcoming High Energy cosmic-Radiation Detection (HERD) facility. The FIT combines excellent angular resolution with precise charge reconstruction measurements for cosmic-ray detection. The tracker consists of multiple tracking planes made of fiber mats, arranged in two orthogonal directions, and read out with Hamamatsu S13552-10 SiPM arrays. A custom-made ASIC, the BETA ASIC, has been developed to fulfill the stringent requirements for noise, linearity, dynamic range, and power consumption of space applications. This work reports the performance of the SiPMs and the BETA read-out system used in FIT. Our setup has been optimized, characterized, and calibrated using an LED light source. Additionally, we discuss the system’s performance in generating efficient triggers for the identification of ionizing particles.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/dddcf7ab-ae66-47ed-976c-6f4505a763f8

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Détecteur de particules

vignette|Photographie de rayonnements α détectés dans une chambre à brouillard. Un détecteur de particules est un appareil qui permet de détecter le passage d'une particule et, généralement, d'en déduire différentes caractéristiques (en fonction du type de détecteur) telles que sa masse, son énergie, son impulsion, son spin, ou encore sa charge électrique. Cavité de Faraday Chambre à brouillard Chambre à bulles Chambre à dérive Chambre à étincelles Chambre à fils Chambre d'ionisation Chambre à plaques paral

Particule α

Les particules alpha (ou rayons alpha) sont une forme de rayonnement émis, principalement, par des noyaux instables de grande masse atomique. Elles sont constituées de deux protons et deux neutrons combinés en une particule identique au noyau d' (hélion) ; elles peuvent donc s'écrire 4He2+. La masse d'une particule alpha est de , ce qui équivaut à une énergie de masse de . Radioactivité α Les particules alpha sont émises par des noyaux radioactifs, comme l'uranium ou le radium, par l'intermédiaire du processus de désintégration alpha.

Rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique est le flux de noyaux atomiques et de particules de haute énergie (c'est-à-dire relativistes) qui circulent dans le milieu interstellaire. Le rayonnement cosmique est principalement constitué de particules chargées : protons (88 %), noyaux d'hélium (9 %), antiprotons, électrons, positrons et particules neutres (rayons gamma, neutrinos et neutrons). La source de ce rayonnement se situe selon les cas dans le Soleil, à l'intérieur ou à l'extérieur de notre galaxie.

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