Výkonnost plastových scintilátorů při detekci částic

Abstract

Plastové scintilátory jsou často používány ve fyzice vysokých energií pro detekci částic. Jedním z příkladů je Dopředný Difrakční Detektor (FDD), subsystém nově přidaného spouštěcího detektoru Fast Interaction Trigger (FIT), který byl přidán k detektoru ALICE během vylepšení pro běhy 3 a 4. Tato práce pojednává o zprovoznění FDD a hodnotí jeho výkonnost v běhu 3. Aby bylo možné splnit rostoucí požadavky na budoucí scintilátory, jako je ultrarychlá časová odezva, nízká cena a dobrá radiační odolnost, je třeba vyvinout nové materiály a technologie. Za tímto účelem je diskutována výroba vlastních scintilátorů s anorganickými nanokrystaly CsPbBr3 zabudovanými v organických polystyrenových a silikonových matricích. Námi vyrobené scintilátory jsou charakterizovány pomocí nově zřízené testovací lavice, která využívá mionů z kosmických spršek ke studiu jejich výkonnosti.

Plastic scintillators are widely used in high-energy physics for particle detection. One example is the Forward Diffractive Detector (FDD), a sub-system of the newly-added trigger detector Fast Interaction Trigger (FIT), which was incorporated to the ALICE apparatus during a major upgrade for Runs~3 and~4. This work discusses the commissioning of the FDD and evaluates its performance in Run~3. In order to fulfill the increasing requirements on future scintillators such as ultrafast time response, low cost and good radiation hardness, novel materials and technologies need to be developed. To this end, the production of custom-made scintillators with inorganic CsPbBr3 nanocrystals embedded in organic polystyrene and silicone matrices is discussed. As part of this thesis, a test bench was set up to use cosmic-ray muons to characterise the samples and study their performance.