Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012,M. Garbini, Università &...

Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi Progetto EEE, 20/04/2012 ,M. Garbini, Università & INFN Bologna, Centro Fermi Roma1

Status of the EEE ProjectStatus of the EEE Project(Extreme Energy Events)(Extreme Energy Events)

in Emilia Romagnain Emilia RomagnaDott. M. Garbini

Project leader Antonino Zichichi

Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi:

RISULTATI E PROGETTI


Introduction


The Emilia Romagna telescopes

INFN

Liceo Sabin

Liceo Galvani

Liceo Fermi

~ 1000 m

~ 2200 m

~ 2300 m

~ 1600 m

ITIS Nobili

Liceo Marconi

http://maps.google.it/maps?oe=utf-8&rls=org.mozilla:it:official&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&q=lice+Marconi+Parma&fb=1&gl=it&hq=lice+Marconi&hnear=0x47806adcc53e84a1:0xc08da4555d773dca,Parma+PR&cid=0,0,6217062016282243316&ei=YROMT6O2LMTk4QSvu7TcCQ&sa=X&oi=local_result&ct=image&ved=0CAsQ_BI


School istallation

Liceo GalvaniITIS NobiliLiceo Fermi

After construction at CERN the MRPCs are delivered in Italy, tested and installed inside schools.


Status of the telescopes

Telescope Status SinceINFN (BO) DAQ 2008

ITIS Nobili (RE) DAQ 2007Liceo Fermi (BO) DAQ 2008

Liceo Galvani (BO) DAQ 2009Liceo Sabin (BO) DAQ 2011*

Liceo Marconi (PR) Inst. complete

2012

DAQ started at the end of 201.Long time between installation and Data

taking due to school renovation


Data Analysis


Available Data: November 2008-July 2009

Site Nb. of Livetime (h) <Rate> (Hz)

INFN 7.8 ·108 6087 36

FERMI 7.5 ·108 5850 36

GALVANI 5.0 ·108 3455 40


Available Data: January-June 2010


INFN 3.4 ·108 2752 34

FERMI 4.4 ·108 3162 39

GALVANI 4.3 ·108 2997 38


Available Data: January-December 2011


INFN 5.8 ·108 5594 32

FERMI 8.6 ·108 6176 39

GALVANI 5.4 ·108 3994 38


Bologna Telescopes rate summary

2009 2010 2011

FERMI

INFN

GALVANI


Search for 2 fold CoincedencesBuild the t distribution, where

t= T1-T2

And T1 and T2 the muon arrival times at telescope 1 and 2 (GPS)

EventTime1:year.month, day, s, ns

EventTime 2: year,month,day,s,ns

Coincidence peak on top of flat background


t distribution of 2 fold coincidences 2011

INFN-GALVANI INFN-FERMI

The t are flat in agreement with detection of accidental coincidences


2 fold coincidences in 2011

INFN-Galvani

INFN-Fermi


INFN-GALVANI INFN-FERMI

t distribution 2009 and 2010

INFN-FERMI INFN-GALVANI


Search for 3 fold Coincedences

2009

Livetime (h) 2964

Found 54

Expected (accidental) 56



2010

Livetime (h) 2313

Found 42




2011

Livetime (h) 3345

Found 57



Monte Carlo Simulations


Evaluation of the expected fluxWe built a MC simulation to evaluate the expected number of events due to the measured primary cosmic ray flux

E-2.7

E-3

Knee

max

min

)(E

E

EV AdETEN


Case studies: Bologna - L’Aquila

BOLOGNA

Liceo 2(100,0)

Liceo 1(-100,0)

200 m

L’AQUILA

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 x (m)x (m)


ResultsExpected Nb. of events per year in

BolognaINFNFermi

INFN Galvani

GalvaniFermi

INFN Sabin

38 303 75 11083

Expected Nb. of events per year in L’Aquila

2 telescopes 200 m apart35892 (~100 per day)

In good agreement with measures

Expexted number of 3 fold coincidences ~0.6/y


Activity in schools


Main Activities

1. Lessons: Cosmic Rays, particle detectors and focus on EEE Project MRPCs.

2. Training on detector monitoring: once again thanks to teacher and students we obtained a large data set.

3. Local measurements:

• MRPCs Efficiency (periodical)• Muon rate and enviromental conditions

(P,T)


Conclusions•The EEE Project telescopes installed in Emilia Romagna are almost all fully operational. The DAQ phase of the Parma telescope will start in few months.•Thanks to the effort of all students teachers, researchers and technicians involved we are able to collect data for long periods.•We built a Monte Carlo simulation to evaluate the expected number of events. The new approach allows to study, in relatively short times, different arrays and geometrical configurations.•Concerning the second phase of the EEE Project (started in 2009) we provided trigger cards (and support) for the new installatons.


An example of impact of the EEE Project

2 new Physics studentsbut there are many others


EXTRA


Forbush effect February 2011


Rate & Pressure

Rate decrease after pressurecorrection


Found and expected coincidences in 2009

INFN-Galvani

INFN-Fermi


2 fold coincidences in 2010INFN-Galvani

INFN-Fermi


L'analisi effettuata prevede la ricerca delle coincidenze di muoni in telescopi diversi la cui differenza di tempi UTC, Tev, sia minore di una determinata quantità Tcoinc:

Ricerca di coincidenze in 2 telescopi

La finestra temporale è stata determinata valutando la massima differenza di tempo di arrivo al livello del mare di muoni appartenenti allo stesso sciame. Considerando la distanza media tra i telescopi a Bologna Tcoinc è stata fissata a 10 s.


• Parallelismo delle tracce ricostruite nei due telescopi: sono stati selezionati solo gli eventi in cui le tracce ricostruite formano un angolo minore di 10°.

• Eventi multi-traccia: sono stati selezionati solo gli eventi in cui più di un muone è rivelato in almeno un telescopio.

I risultati indicano che pur avendo ridotto il fondo dovuto alle coincidenze accidentali, non si ha

evidenza di segnali dovuti a muoni appartenenti allo

stesso sciame.Risultati analoghi per la coincidenza INFN-FERMI

Criteri di selezione

INFN-GALVANI 2009


La logica di trigger

Logica sviluppata ad hoc per superare i limiti introdotti dal Bridge CAEN e dal GPS che sfrutta al massimo le potenzialità dei TDC.


La scheda di trigger di a Bologna (1)Per motivi “storici” a Bologna abbiamo sviluppato una scheda di trigger a partire dalla

scheda LTM (Local Trigger Module) utilizzata in ALICE (TOF).

La LTM ha in ingresso i 6 segnali di OR Provenienti dalle FEA e come output il trigger dato dall’AND dei sei segnali.Le caratteristiche principali sono

1.L’uso di una FPGA2.La possibilità di essere letta via VME


La scheda di trigger di a Bologna (2)


La scheda di trigger di a Bologna (3)Dato che è possibile accedere alla scheda via VME abbiamo implementato la misura dei rate dei rivelatori. In particolare si può misurare il rate di singola MRPC, di doppia e ovviamente il rate di tripla. Tramite un programma sviluppato in LabView (8.2) è possibile monitorare il funzionamento delle MRPC

CAENVME Library Rel. 2.4

Windows XP

Utile strumento in fase di setup del telescopio.

MANon è sufficiente per acquisire dati dei telescopi quindi abbiamo introdotto la

GPS-INTERFACE


GPS-Interface

La scheda, seguendo lo schema della logica di trigger, unisce le informazioni del trigger dalla LTM (coincidenza tripla = muone) a quelle del GPS.

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