D. Peresunko¹ per la collaborazione ALICE
¹Istituto “Kurchatov” NRC, Mosca, Russia;
E-mail: [email protected]

Lo spettrometro di fotoni (PHOS) dell’esperimento ALICE è un calorimetro a cristalli di PbWO₄ ad alta granularità con lettura tramite fotodiodi a valanga (APD). Il suo principale obiettivo fisico è la misurazione degli spettri e delle correlazioni di fotoni diretti e mesoni neutri nelle collisioni pp, p-A e A-A. PHOS ha partecipato al Run 1 (2009–2013) e al Run 2 (2015–2018) del LHC, durante i quali è stata raccolta una grande quantità di dati fisici nelle collisioni pp, p-Pb e Pb-Pb.

La scelta di un materiale attivo con un piccolo raggio di Molière consente al PHOS di operare in un ambiente ad alta molteplicità e di ricostruire i pioni neutri tramite decadimenti a due fotoni fino a momenti trasversi molto elevati (~60 GeV/c). Per aumentare il rendimento di luce dei cristalli e ridurre il rumore elettronico, il PHOS viene raffreddato e mantenuto a una temperatura costante di -25°C. Questo ha permesso di ottenere eccellenti risoluzioni in energia e posizione. Trigger dedicati di livello L0 e L1 sono stati utilizzati per aumentare la luminosità integrata raccolta durante la presa dati.

Presenteremo una panoramica delle prestazioni del PHOS durante i Run 1 e 2 e i piani di aggiornamento per il Run 4 del LHC e oltre, con l’obiettivo di migliorare la risoluzione temporale ed energetica e di estendere l’intervallo dinamico verso basse energie. Questo obiettivo può essere raggiunto aggiornando i fotorivelatori da APD a contatori di fotoni multipixel (MPPC), migliorando l’elettronica di front-end e la meccanica del rivelatore. Verranno presentati i miglioramenti attesi delle risoluzioni temporale ed energetica e sarà discussa la conseguente riduzione delle incertezze sistematiche nelle analisi in corso e le nuove possibilità che ne deriveranno.

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