Logo Università degli Studi di Milano


Dipartimento di

 
 
Notizie  

Elettrometria moderna

Il Dr. Stefano Capra, dottorando del nostro Dipartimento di Fisica (cicloXXVIII), di cui è tutore il Prof. Alberto Pullia, ha vinto il premio Alessandro Volta dell'Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere. La ricerca premiata, oggetto della sua tesi magistrale in Fisica, consiste in uno studio teorico-sperimentale finanziato dall'esperimento "SYNERGY" dell'INFN, ed aveva in precedenza portato a un brevetto in co-titolarita' UniMI (50%) e INFN (50%). Si tratta di una nuova tecnica di misura della carica elettrica generata dai rivelatori di particelle/radiazioni, che migliora di un ordine di grandezza il range dinamico delle misure. Il premio verra' conferito il giorno 21 febbraio 2013 presso il Salone Napoleonico in via Brera, 28, ore 17, in occasione dell'inaugurazione dell'Anno Accademico dello stesso Istituto (http://www.istitutolombardo.it/).

Chiediamo a Stefano Capra ulteriori ragguagli sulla sua ricerca : 'Il lavoro di tesi, finanziato da UniMi e INFN, si inserisce nel contesto delle attività di un network europeo denominato “SGFD” (Synergy Group for Front-End Electronics and Data Acquisition) ,nato con lo scopo di condividere knowledge relativo alla strumentazione elettronica, sviluppata nei vari paesi per gli esperimenti di fisica nucleare fondamentale di ultima generazione. Il lavoro nello specifico consiste nello sviluppo teorico e sperimentale di un preamplificatore ASIC (Application Specific Integrated Circuit), che implementa un'innovativa tecnica di misura della carica emessa da rivelatori di particelle e radiazioni ionizzanti. Concepito inizialmente per rivelatori al germanio iper-puro (HPGe), il sistema può essere applicato anche a rivelatori al silicio (come micro-strip detectors) e, con alcune modifiche, anche a rivelatori a gas. La caratteristica saliente della tecnica consiste nella sua capacità di restituire una misura lineare della carica elettrica, anche quando il numero di portatori di carica emessi è tale da provocare la saturazione del dispositivo. Il principio di funzionamento si basa sul fatto che la carica raccolta al nodo di ingresso del circuito non si disperde a massa, neanche quando quest'ultimo esce dal suo range di risposta lineare, e quindi l’informazione primaria di interesse resta intatta. La misura viene effettuata drenando in modo controllato la carica raccolta, e misurando il tempo necessario per la sua completa rimozione, con un approccio simile a quello su cui si basa il convertitore di Wilkinson. In questo modo si ottiene una misura lineare della carica su un range molto più elevato del limite imposto da un’architettura circuitale classica. Inoltre la tecnica risulta particolarmente efficace in condizioni di alti tassi di arrivo di segnali dal rivelatore, riducendo sensibilmente il cosiddetto “tempo morto”.


Ho verificato sperimentalmente che la linearità della misura è eccellente, cioè è affetta da un errore inferiore all’uno per mille, su un elevatissimo range dinamico pari a circa 10^5; diviene possibile misurare accuratamente una carica elettrica dieci volte maggiore di quella che provoca la saturazione del circuito. Lo strumento realizzato si configura come una sorta di bilancia elettrometrica in chiave moderna.'

Torna ad inizio pagina