Picosec: optimization of a fast timing detector for applications at a Muon Collider experiment Picosec: ottimizzazione di un rivelatore ad alta risoluzione temporale per applicazioni ad un esperimento al Muon Collider

The Micropattern Gaseous Detectors (MPGDs) boast excellent spatial resolution performance. However, they typically exhibit modest temporal resolution due to fluctuations in the position where ionization occurs within the gas. Picosec addresses this issue amplifying, via a Micromegas, electrons generated by the conversion of Cherenkov light produced from an incident particle on a radiator crystal. Picosec achieves resolutions on the order of tens of picoseconds in this manner. The ongoing study aims to optimize this technology for its application in future experiments at the Muon Collider. This optimization involves evaluating performance using different radiators, various photocathodes, and new-generation gas mixtures that also have a reduced environmental impact. Additionally, the study will outline future prospects, particularly focusing on the scalability of this technology.

I micropattern gaseous detector (MPGD) sono caratterizzati da ottime prestazioni in termini di risoluzione spaziale; tuttavia, presentano solitamente una modesta risoluzione temporale a causa delle fluttuazioni sulla posizione in cui avviene la ionizzazione nel gas. Picosec risolve questo problema basando il suo funzionamento sull’amplificazione, tramite una Micromegas, di elettroni generati dalla conversione di luce Cherenkov prodotta da una particella incidente su un cristallo radiatore. Picosec raggiunge in questo modo risoluzioni dell’ordine della decina di ps. L’obiettivo dello studio in corso è quello di ottimizzare questa tecnologia al fine della sua applicazione in futuri esperimenti presso il Muon Collider, valutando le prestazioni con diversi radiatori, diversi fotocatodi e diverse miscele di gas di nuova generazione, che abbiano anche un minor impatto ambientale. Verranno inoltre indicate le prospettive future, con particolare attenzione alla scalabilità di questa tecnologia.