Studio dell'impatto dei cortocircuiti sulle prestazioni dei rivelatori a tripla-GEM di CMS

Electrical discharges in triple-Gas Electron Multiplier (GEM) detectors can lead to permanent short circuits, altering the high-voltage distribution and potentially compromising detector performance. This issue also affects the GEM detectors installed in the muon system of the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment at the Large Hadron Collider (LHC). This thesis investigates the impact of such defects on detection efficiency through laboratory measurements performed with a small-scale triple-GEM detector, in which the electrical effects of short circuits are reproduced by controlled variations of the applied voltages. The effects of voltage variations across individual GEM foils and gas gaps, as well as configurations involving multiple affected foils, are systematically characterized, revealing a different sensitivity of the detector efficiency to the voltage applied across each foil. These results provide an experimental basis for understanding the consequences of short circuits on triple-GEM detector performance and their implications for the operation of GEM detectors in CMS.

Le scariche elettriche nei rivelatori a tripla Gas Electron Multiplier (GEM) possono portare a cortocircuiti permanenti, alterando la distribuzione dell'alta tensione e compromettendo potenzialmente le prestazioni dei rivelatori. Questo problema interessa anche i rivelatori GEM installati nel sistema a muoni dell'esperimento Compact Muon Solenoid (CMS) al Large Hadron Collider (LHC). Questa tesi studia l’impatto di tali difetti sull’efficienza di rivelazione tramite misure di laboratorio effettuate con un rivelatore a tripla-GEM di piccole dimensioni, in cui gli effetti elettrici dei cortocircuiti sono riprodotti mediante variazioni controllate delle tensioni applicate. Gli effetti delle variazioni di tensione sui singoli fogli GEM e sulle gas gap, così come le configurazioni con più fogli coinvolti, sono caratterizzati in modo sistematico, evidenziando una diversa sensibilità dell’efficienza del rivelatore alla tensione applicata a ciascun foglio GEM. Questi risultati forniscono una base sperimentale per comprendere le conseguenze dei cortocircuiti sulle prestazioni dei rivelatori a tripla-GEM e le loro implicazioni per il funzionamento dei rivelatori GEM in CMS.