Electromagnetic calorimeter for the AMS-02 experiment

(1)

HAL Id: in2p3-00021556

http://hal.in2p3.fr/in2p3-00021556

Submitted on 2 Jun 2003

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Electromagnetic calorimeter for the AMS-02 experiment

R. Kossakowski, F. Cadoux, V. Chambert-Hermel, G. Coignet, J.M. Dubois, D. Fougeron, N. Fouque, L. Girard, C. Goy, R. Hermel, et al.

To cite this version:

R. Kossakowski, F. Cadoux, V. Chambert-Hermel, G. Coignet, J.M. Dubois, et al.. Electromagnetic

calorimeter for the AMS-02 experiment. International Conference on Calorimetry in Particle Physics

10 CALOR 2002, Mar 2002, Pasadena, United States. pp.108-113. �in2p3-00021556�

(2)

LAPP-EXP 2002-14 December 2002

Electromagnetic calorimeter for the AMS-02 experiment

R. Kossakowski, F. Cadoux, V. Chambert-Hermel, G. Coignet, J.M. Dubois, D. Fougeron N. Fouque, L. Girard, C. Goy, R. Hermel, B. Lieunard, S. Rosier-Lees, J.P. Vialle

LAPP-IN2P3-CNRS, BP. 110, 74941 Annecy-le-Vieux Cedex, France

G. Chen, H. Chen, Z. Liu, Y. Lu, Z. Yu, H. Zhuang IHEP, Chinese Academy of Science, 100039 Beijing, China

F. Cervelli, S. Di Falco, T. Lomtadze, G. Venanzoni, INFN Sezione di Pisa, Via Livornese 1291, 56010 S. Piero a Grado, Italy

E. Falchini, P. Maestro, P.S. Marrocchesi, R. Paolietti, F. Pilo, N. Turini, G. Valle

INFN Siena Physics Dept., 55 v. Banchi di Sotto, 53100 Siena, Italy

Presented by R. Kossakowski

at CALOR 2002, Pasadena (USA), March 25-29, 2002

(3)

+,

-/.10323414150327684903:<;>=?.A@B5CD2EF/;9G.H@?I5JLKBMN-NO?PQIMR-JLMTSR;AU.V@W2:XUYMTO;

Z1.AJ.HCEKB2:X4[;\C.V=]2E3UMR-2Y;\Y.H=*2E^EMW;1SN.VU:_-`5`-C;1@`.AU32Wa;

-D.1IMN-JLMNSN;HK`.ASb:cMREY5-`C;94[.1-2349:_MN-7PdS]MNM?4A;9Z1.Ve*.1G:_5S]SfM

gVhTi]ikj*l*inmmpo<qTrXsut<sumDh?vuv\wcxzy3j|{w<j~}Awz bwcwc(q[VQv\xcw

U.V@?IMRY;1I.@?IMRY;H*.VSb:_E/;9a.VSbE;H*.1aE;9I.V[I`E5Y3U

dTfikj7Av\w<XwWhTxcw<y/dB1xzwzv\xcwq*mpoopot/lTwzXv~qBVv\

=?.A@BMR-]GMTSfSf:<;V4[.1C:?=95`S*@W2;HO.AS]23JLO*5`CD[MW;VU.1GMRY5Y3b2Y:

dTb8j*1wXv\wViRX~q}[gb~Xv\wzXwmptm~qNompoDHHiRw<Q &Qp~q]c¡¢{y

MW.H=95`S*@?I`:_Y:z;1e&.VJL5MT41OB-2;1e*.V4[.HJL5`--23@W@?IMT49:z;1-D.Heb52SfMTOWOB:z;H=?.VeN:_S*2;

Y/.VOBE`-`:dY:z;1U.HG&5`S]SfM

&X<£p£b{{w|¡¤3dTb8j*9wzv\i]ycxz?¥wd£\¡|q¤pD&lTv\xX*b1¡¤¡¢~q&pmpoo39w<v\~qfc¡¢{y

¦

£\Qw<Xwzvu¡¢wc§zy¨WV©`cX~ª«bdª(&¡WVh?gN¬]¨oo((q]R{[®Nª_X~ª«fQªQ¯&{X££H°vuz£9pX¢±

²R³>´T´µ°´¶X·_¸d¹ºD»(¼½>´X·_¾°¶T¾°ºD»(¼¾°½>¼W¶z»(µ°¹¸_¾°º3´X·d´z¸fºD»(¿>´R¹(ÀVÁV´z»(¿D»(½>¿DÂd¶z¾°½·d¾°µ°µÃ»~·_¾°½>¼WÄuÅ\´¸_ÂbÆN¾°µ°µ

¾°¿>´½p·d¾ÀÇ·_³È´B³>¾°¼³D´½>´¸_¼(Ç3µ°´ÉÈ·d¹½>ÂN»(½>¿3Ê¸_»zÇÂ&¾°½3ËBÌ ÍpÎ¢ÏÐ´XÑÉ9´¸d¾°º3´z½·*¹½3·d³>´BÒ¢½·_´¸d½u»~Î

·_¾°¹½>»(µ\ÍÉu»(¶´TÍp·_»~·_¾°¹½HÓbÔf³pÇÂ_¾°¶Âb¸_´ÕÖÈ¾°¸_´º3´½p·dÂb»(½>¿Â_É>»(¶z´RÕpÖu»(µ°¾Äu¶z»~·d¾°¹½¶¹½>Âd·d¸c»(¾°½·_Âfµ°´z»(¿

·_¹Â_´X×´¸_´`¹ÉÈ·_¾°º3¾°Øz»~·d¾°¹½>ÂW¹(À]·d³>´¿È´·d´¶X·_¹¸¿>´Â_¾°¼½HÙ9·d³>´º3´¶c³u»(½>¾°¶Â7»(½>¿·d³>´´µ°´¶X·_¸d¹½>¾°¶Â

À¹¸&·d³>¾°Â7ÚzÛÈÙÜ(ÝÞ`¶z»(µ°¹¸d¾°º3´·d´¸RÂc»(º3É>µ°´¿/ÅpÇ ÚzÐßÛ´µ°´¶X·_¸d¹½>¾°¶7¶c³u»(½>½>´µ°ÂzÓ

à]á

â*ãpäuåRæ?çTè9ãédåfâ

êë[ìîíïkðHñXò1óHôìpõAöfì÷<øùLìpúHûü\øùLýü\ûùLìü9ý<þ[÷~øúbÿkû~ë[ìHýzùLø÷(ü8ý<öfìû<÷(ü øú û~ë[ì

÷(ü\ú[ÿ1ì ìpú[ì÷<ÿ |÷1ùì û êNì 9÷û<ë[÷~ìpì9ìÈü\÷(ý1úîû<ëbìXúHû<ì÷<úfüuû<ø9úfü7ðVöbüì

ðHû(üuû~ø1úzð[ðBêë[ììõAö]ìp÷~øùLìú1û(üýzìpûzñcþ[ö 1úbýzø¤ýzû~ý! 3ükýzþ[ö]ìp÷"1ú$#Aþ$û<øú[ÿùü\ÿ1ú[ìû%

ünýzøø1úû<÷(ü"&1ìp÷!ü9ú$#8üîúVþ[ù'fì÷ /ü#(#[øû~ø1úbü)#Aìû~ìû*9÷(ý%+#[ìý<øÿ1ú[ì# û*kùLìü1ýzþ[÷~ì

û~ë[ììpú[ì÷<ÿ8ü\ú$# û* ø#Aìú1û~ø, û<ë[ìúfüuû<þb÷<ì- !HýzùLø÷~üAý êë[ìÈýzì.#Aìpû<ìû1÷~ýü9÷<ì/

û~ë[ì!û~÷~ü9úbý<øû~ø1úî÷~ü#Aø¤üuû<ø9ú#[ìû<ìû*9÷10Qê3254768%]û<ëbì!û~øùLì +9bøÿ9ëHû10Qê:<;=65>3ëbø(ëküý

ö[÷*@?Vø#[ìý3üLýû(ü\ú$#bü\÷"#íïkðû<÷~øÿ1ÿ9ì÷%Vû~ë[ì÷<øú[ÿøùü\ÿ9øú[ÿBA`ìp÷~ìpú$&@?C1þ[úHû<ì÷D0E23A)F<6

ü9ú$# û<ëbì!ììû<÷*9ùü\ÿ1ú[ìû~øpü9÷~øù ìpû<ì÷0EGHAíIJ6]êëbì#Aìpû~ü\øì##AìÈýp÷<øöAû~ø1ú Wû~ë[ì

íïkðHñXò1ó#Aìû~ìû9÷5ü\ú'fì7 1þ[ú$#ì¤ý<ì>3ë[ì÷<ìK@

(4)

êë[ìììû~÷1ùLü9ÿ9ú[ìpû<ø3pü1÷<øùLìû<ì÷%>3ë[ø(ëøýL']ìpøú[ÿ9úbýzû<÷~þ$û~ì#1'Mü\úí/ú[ú[ì

0E;b÷~ü9ú$ì68%MN`ìøOøú[ÿB0PA`ë[øúbü6Wü9ú$#RQ7ø¤ý~üuñðVøìúbüR0cû(ü(6=¤ü'S9÷(üuû~ø1úT%>3øS'fìüùü@OU9÷

øúfýû~÷<þ[ùLìú1ûLû* ø#Aìú1û~ø, ììû~÷1úbý%7öVHýzøû<÷*9úfý ü9ú$#XWfñc÷~üAý ü\ú$#8ûùLìü1ýzþ[÷~ìû<ë[ìø÷

ìpú[ì÷<ÿîøú öbü\÷<û<øþ(¤ü\÷øúû<ëbìë[øÿ1ë ìpú[ì÷<ÿîöbü9÷zûD `û~ë[ìý<öfìû<÷~þ[ù- êë[ìCG)AíYI øý

ü\ú øùü\ÿ1øúbÿZpü1÷<øùLìû~ìp÷9úbý<ø¤ýû~øú[ÿ[ <\îù1]#Aþ(ìý ùü#Aì ¤ü9ì÷~ý <IRìü#8ü\úV#

ýpøúHû~øü\û<øú[ÿ^$']ìp÷(ýR0E;?øÿ1þ[÷~ì`_68RGü(ëkù1]#Aþ(ì ëfü9ý ü-abc\õ(abcCd`d K ýzìû<ø9úü\úV#

_cùLùe#AìöAû<ëf%g>3ë[ø(ëZ9÷~÷~ìý<öV1ú$#[ýû*h_c÷(ü#[øü\û<ø9ú.ìpú[ÿ9û<ëbýYXúîûU>Lý<þ$ìý~ý<ø?1ì

ù1M#[þ(ìÈýBû<ëbìL^V'fì÷~ý7ü9÷<ì÷*\û~ü\û<ì#'M\1òü9ú$# @>i9újk9÷mln#Aø÷<ìû~ø1úT?êëbìL^V'fì÷~ý

füù1]#Aþ(ìü9÷<ì÷~ìü#9ú( üuûm9úbì`ìú$#'M û~ë[ìö[ë(\û*9ùþ(û~øö$øìp÷+2Yoa9ò1òuñXò9òuñXï.b) |÷*9ù

F/ü9ùLü9ùüuû~ý<þ$p%bö(¤üpì# üû<ì÷<úbü\û<ø?9ì`9ú ìü(ë ý<ø#Aì:ú[ìö[ë$\û1ù!þ(û<øö(øì÷Y9úbý<øýzû~ý

Sb øúV#Aìpö]ìpú$#[ìpúHû öbøõAì¤ýJXúû<ë[ø¤ý=>ü û<ë[ìììù ìúHû~ü\÷*pì] bû~ë[ì5pü1÷<øùLìû~ìp÷Bëbü9ý

û<ë[ìD#[øùLìpúfýzø9ú- =abqcuõ(\d`d K 01÷\uõ(abqcdd K 6øúj/ñrl#Aø÷~ìû<ø9úbý3ü9ú$#-\ ù ù øú

û<ë[ìsC#Aø÷~ìû<ø9úTJcûm9÷~÷<ìÈýzöS9úV#[ýN÷*9þbÿ9ë(û üò$%t/ï.ø÷~ì÷(ü#[øþbýJ 1÷Tû~ë[ì`û<÷(ü\úbý?9ì÷~ý<ì

#Aøù ìúbý<ø1ú 7û~ë[ì ììû~÷1ùü\ÿ9úbìû<ø ý<ë(@>ìp÷ü9ú$# û*üò$%\÷~ü#Aø¤üuû<ø9ú.ìpúbÿ\û<ënøúkû<ë[ì

1ú[ÿ9øû<þV#AøúfüL#[ø÷~ìû<ø9úTkí öbü\÷<û<øìøùLö[øúbÿ9øú[ÿu?1ìp÷<û<øpüu9úû~ë[ì`GHAíIv÷*1ý~ýzìÈý

ü'S9þAû3_a(%wt3÷(ü#Aø¤üuû~ø1úDìú[ÿ\û~ëbýWü\úV#û<ëbì)9úbÿ9øû<þ$#AøúbüAö[÷^$ìL [û<ë[ìììû<÷*9ùü9ÿ9ú[ìpû<ø

ýzë$@>`ì÷ø¤ý3ý~ü\ùLö(ì#'M_c øú$#Aìpö]ìpúV#AìpúHûDùLìü1ýzþ[÷~ìpùLìú1û(ý!0E;?øÿ9þ[÷~ì1_68

x[¾°¼Ö>¸d´DÚÓnyz&ËTÁ À¹¸T·d³>´Ë?Ì ÍpÎE{BÐ´XÑÈÉ\´¸_¾°º3´½·?¾°½ÈÂ_¾°¿>´7·_³È´`ÂdÖ>É>É\¹¸d·d¾°½>¼/Âd·d¸_Ö>¶X·dÖ>¸_´Ó=|Ð"}DÉ>³È¹(·_¹(Î

º`Ö>µ·_¾°ÉÈµ°¾°´z¸dÂbÆN¾°µ°µ\Å\´?³>¹ÖÈÂ_´¿D¾°½D·d³>´TµÃ»~·_´¸c»(µ9Éu»(½>´µ°ÂzÓ[²N³È´?´µ°´¶·d¸_¹ºD»(¼½È´·d¾°¶BÂd³>¹<Æ&´¸&¾°Â*Â_»(º3É>µ°´¿3¾°½3~

»(½>¿ ¿È¾°¸_´¶X·_¾°¹½>ÂRÅÇ/Â_¶¾°½p·d¾°µ°µÃ»~·d¾°½>¼ÄuÅ\´¸_ÂN¼µ°Ö>´¿·d¹·d³>´7¾°½>Â_¾°¿>´?¹(ÀA·_³>´7¼¸d¹¹z×´z¿µ°´<»(¿/À¹¾°µ°ÂzÓ

êë[ì ùLüOU9÷H(ëbüìpú[ÿ1ì 1÷û~ë[ì ö[ë(\û*9ùþ(û~øö$øìp÷3ü\úV#C 1÷øû~ýL |÷*9úHûzñcìpúV#ììû<÷*9úAñ

øýøý÷~ì¤üuû~ì#û*!û~ë[ì7?9ì÷1¤ü\÷~ÿ9ìY#(Húfü\ùLø÷(ü\ú[ÿ1ì føÿ9ëHû3ö[þ(¤ý<ìýH÷~ìü\û<ì#øú`9öAû~øü

^$']ìp÷(ý'M 1ý<ù ø÷~üAý8êë[ìý<øÿ9úbü`øú û~ë[ì ö[ë(9û9ùþ(û<øö(øìp÷L÷(ü\ú[ÿ1ìý |÷1ù ü |ì>

ö[ë(9ûVììû<÷*9úbýH 1÷DùLøúbøùþ[ù ø9úbøøú[ÿöfü\÷<û<øìýD0dï.UQL6û*ü'S9þ[û_ò ö[ë(\û*Vììñ

û<÷*9úbý3 9÷3ììû<÷*9ùü\ÿ1ú[ìû~ø ý<ë(@>ìp÷(ý39÷~÷~ìý<öV1ú$#Aøú[ÿ!û*R?9ì÷ëbøÿ1ëìpú[ì÷<ÿöbü\÷<û<øìý

0 1÷øúbýzû~ü9ú$ì ü\úììû~÷1úB L_ êNì ìú[ìp÷~ÿ(6 =Qm@>`ì÷L1úbý<þ[ùLöAû<ø9úB 9÷3ügG)AíI

ììû<÷*9ú[øpý!0Qøú$þV#AøúbÿCQïîên'(ìì#Aì÷~ý"6`øý5øùLøû~ì#û-_ò1ò

(5)

í/ú(\û~ë[ìp÷!(ëbüìpú[ÿ1ì9ùLìý 9÷ ùLì(ëbü9ú[øpýY 7û~ë[ìRG)AíI&êë[ì!û*\û(üm>`ìøÿ1ëHûø¤ý

øùLøû<ì# û*7a9ò&Hÿ10¢û~ë[ì3>ìpøÿ9ëHû [û<ëbìHINìü# û~ë[ì)^$']ìp÷(ýTø¤ý+t]_>ó3&Vÿq6%^b÷(ýûW÷~ìý9úbü9ú$ì

|÷~ìHþ[ìú$ `û~ë[ìýzû<÷~þ$û~þ[÷<ìùþbýzû7']ìë[øÿ9ëbìp÷ û<ëfü\ú t\ò-F5ü9ú$#nøû ëbü1ý ûý<þ[ö[öS9÷<û

?Vø'[÷~ü\û<ø9úbýü\ú$# üìì÷~ü\û<ø9úbýLþbö û óqo>ÿ #Aþ[÷~øú[ÿû<ë[ì ýzöfüìHþbüø^Vüuû<ø9ú û~ìýzû~ý

í`ììpùLìpúHû~ý!ëbü?9ì û*.'fìB#[ìý<øÿ1ú[ì# û*îýzþ[öböV1÷zû1òò9ò9òû~ë[ìp÷~ùüMìÈýD#Aþ[÷~øú[ÿZt

1ìü\÷(ý< )9÷*'[øû~øúbÿ$êë[ìRG)AíYIi>3ø+'fìR#Aøö[ö]ì#øúHûû<ë[ìýzû<÷(üùü\ÿ1ú[ìû~ø^bì#Z

û~ë[ìý<þ[ö]ìp÷"1ú$#Aþ$û<øú[ÿnùü9ÿ9ú[ìpû%7÷(ü\ú[ÿ1øúbÿîþ[ö ûZ1ò9ò[ ü\þbý~ý8êëbì`>ìpøÿ9ëHû'bþ$#Aÿ9ìpû

ü@>`ì#C 1÷Dû~ë[ì#Aìpû<ìû1÷/ü\ú$#û~ë[ì!ý<öbüpì ü?uü\øü'(ì7']ìûU>ìpìúö[ë(\û*9ùþ(û~øö$øìp÷(ýDü\÷~ì

?1ìp÷*[øù øû<ì#g%>3ëbø(ë øùLö(øìÈýLü^búbì`1öAû<øùLøÈüuû<ø9úX'fìpûU>`ììpú8û~ë[ì ÷<ìÈýzöS9úfýzì` Dû~ë[ì

ö[ë$\û1ù!þ(û<øö(øì÷~ýf9úû~ë[ìùü9ÿ9ú[ìpû<øm^bì# ü9ú$#û<ë[ì)#Aìý<øÿ9ú! Aû~ë[ìùü9ÿ9ú[ìpû<ø7ýzëbøì#Aøú[ÿV

XúLû~ë[ì3 @>3øú[ÿ ý<ìû<ø9úbý+>`ì5>3øbö[÷~ìý<ìpúHûWû<ëbì/ö]ìp÷ 9÷~ùLü9ú$ìÈým *û<ëbì/ö[ë(9û1ù!þ(ñ

û~øö(øìp÷!ü9ú$#køû~ý! |÷1ú1û ìú$# ììû<÷*9ú[øpý ü\úV#kû~ë[ìC#AìÈýzøÿ9ú[ û<ë[ìùü9ÿ9ú[ìpû<ø ý<ë[øì#Aøú[ÿ

ü9ú$#Bøÿ9ëHûìû<ø9ú ýAýzû<ìpù øú$9÷~öV1÷~ü\û<ì#øú1û*Lû<ë[ìùLì(ëbü\ú[øpü&ýû~÷<þ$û<þ[÷~ì

) á

,!TåfãåSnç|ãÈémQér1ä1[â?æ é|ãRdäuå]â*ãRHâ?ækMEVè\ãäuåfâ?éQè

êë[ìû*\û(ü$ Hó@b ö[ë(9û1ù!þ(û<øö(øì÷~ý+2<o@a9ò1òuñXò9ò\ñcï.b5 |÷1ùF/ü9ùü\ùüuû(ýzþ1>3ø(']ìDþbý<ì#T

êë[ì!÷<ìÈýzø¤ýû(ü\ú$pì< 9÷5?Vø'[÷~ü\û<ø9úbý%A÷~ìý<øýzû~ü9ú$ì< 9÷/ùLü9ÿ9ú[ìpû<ø<^bì#g%]ýHþbü9÷<ì< 9÷~ù-%V9ù ñ

öbüû~ú[ìý~ýü\ú$#Z@>>`ìøÿ1ëHû7>ìp÷~ìû<ë[ìLùü@OU1÷Y Qüû*9÷(ýYìü#Aøú[ÿûû<ë[ìR(ë(1øpì1 û~ë[ø¤ý

ý<öbüpì!1þfüø,^bì#öbë(\û*9ù!þ$û~øö(øìp÷

êë[ìö[÷*9ö]ìp÷<û<øìý 72Yo@a1ò9ò\ñcò1òuñXï.b->`ì÷<ììõVû<ìúbý<ø?1ì8ýû~þ$#Aøì# øú9÷"#Aìp÷û1öAñ

û~øùLøpìøû(ý#(Húfü\ùLø÷(ü\ú[ÿ1ì@8í/ýùLìpúHû<ø9úbì#8øú8û~ë[ìøúHû<÷*]#Aþ$û<ø9úT%Wû~ë[ììõAöfìû~ì#

øÿ1ëHûý<øÿ1úbü$ |÷1ù û<ë[ì7pü1÷<øùLìû~ìp÷÷(ü\úbÿ9ìý+ |÷1ù ü! |ì> ö[ë(9ûVììû<÷*9úbýû_òDö[ë(9ñ

û*Hììû~÷1úbý ðVì?9ì÷~üNûUVö]ìý< '$ìì#Aì÷~ýY>`ì÷<ì!û<ìÈýû~ì# ü\ú$#îû<ë[ì1#]Vúbü\ùLø!÷(ü\úbÿ9ìD 1÷

ìÈü(ëB'$ìì#Aì÷)>ìp÷~ì7#Aìû~ìp÷~ù øú[ì#þbý<øú[ÿ û<ë[ì!IfGL4øÿ9ëHû3ö[þ(¤ýzìÈýWêë[ì!#Aì?Vøü\û<ø9úC |÷*9ù

û~ë[ìRøú[ìÈü\÷~øûUZ>ü1ý!#Aìû~ìû~ì#['MZ9ùLöbü\÷~øú[ÿû~ë[ìBQ`ïîê÷~ìý<öV1úbý<ì 1÷û<ëbìýzøÿ9úbü=

ûU>)IJG4ý9]ü9ý<ë[øúbÿý<øùþ(û(ü\ú[ì9þbý>3øû<ëû<ë[ì ý<þ[ù N÷~ìý<öS9úbý<ìýûIfG4ýL9fü9ý<ë[øú[ÿ

øú$#Aø?Vø#Aþfüí/ýDü\ú['fìý<ìpìúøú;?øÿ1þ[÷~ìó(%T 1÷ üÿ1ø?1ìpú['(ìpì#[ìp÷!ü9ú$#kÿ1ø?1ìpú ë[øÿ9ë

?û~ü\ÿ1ì%Vû~ë[ì!ý~üuû<þb÷~ü\û<ø9ú-]þb÷~ý3ü\ûDû<ë[ìý<ü9ù ì!1þAû<öbþAûY(ëbü9÷<ÿ1ì 1÷/üT 1þ[÷Dö[øõAì¤ý3

û~ë[ìDQïîê7

;?øÿ9þ[÷~ìý<ë(@>DýDû~ë[ìL÷<ìü\û<ø9úZ'fìpûU>`ììpúnû<ë[ìLúVþ[ù']ìp÷7 `ö[ë(9ûVììû<÷*9úbýüuû û~ë[ì

ý~üuû~þ[÷~ü\û<ø9úöS9øúHûü\úV# û<ë[ìÿ1ü9øúR &û<ë[ìö[ë(\û*9ùþ(û~øö$øìp÷ 9÷`ûU>L#[ø,*ìp÷~ìpúHûL'$ìì#Aì÷~ý

:ú[ì3ü\ú'bý<ìp÷*?9ì7û~ëbüuûWû~ë[ì3ý<ü\û<þ[÷(üuû~ø1ú!öS9øúHû=#[ø,*ìp÷(ým'M ü Qüû*9÷m gt5']ìûU>ìpìú!û~ë[ìý<ì

ûU>)B'(ìpì#Aìp÷(ýDA`ë$qHýzøú[ÿû<ë[ìLý<ü\û<þ[÷(üuû~ø1úküuûû<ëbìì?1ì _Èòö[ë(\û*Vììû~÷1úbý/ü9ú$#

N ûUHö]ì7'(ìpì#[ìp÷(ý0dýzìì÷~ì |ì÷<ìú$ìY 9÷5#Aìpû~ü\ø6ýzìpû~ýû<ëbìÿ1ü\øú üuûD_ò@

cû<>ü1ýY(ë[ì"&9ì#û<ëbü\ûøúîû~ë[ìý<ì9ú$#Aøû<ø9úfýDû~ë[ì ý<øÿ9úbüJ1÷<÷~ìý<öS9ú$#Aøú[ÿû*ü'V1þAû

\ ö[ë(9ûVììû<÷*9úbý70QìõAöfìû~ì#` 9÷Dï.UQ`ý*6Lpü9ú`']ìDìü9÷ý<ìpöbü9÷~ü\û<ì#C |÷1ù"û<ëbì<'fü"&Hñ

ÿ1÷1þ[ú$#[0E;?øÿ1þ[÷~ì<bC6

íýü÷<ìÈýzþ(û%]û~ë[ì#[ìý<øÿ1ú. 7û~ë[ì |÷*9úHûìpú$#ììû~÷1ú[øý0r#Aì#Aøpü\û<ì#kíð]A(ë[øöV6

>ü9ý`ùü#Aìû üpìpöAû3ý<øÿ1úbü¤ý= |÷*9ù1ò! A û*Ló úSA)mXúû<ë[ø¤ýL |÷1ú1ûìpú$#`(ë[øöý<øÿ1úbü¤ý

|÷*9ùhQ`ïîê ü9ú(]#AìýLü9÷<ìý<ìpöbü9÷~ü\û<ì#8û@> ü\ú$# ë[øÿ9ë ü\ùLö(øû~þ$#Aìöbü9÷zû(ý.0|÷(üuû~ø[

(6)

-0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1

10² 10³ 10⁴

Collected charge (pC)

Saturation function

x[¾°¼Ö>¸d´*ÐÈÓ ²R³>´*Â_»~·_Ö>¸_»~·_¾°¹½¹(À>·d³>´*¸d´zÂdÉ\¹½>Â_´*¹(ÀÈ·_³>´]É>³>¹(·d¹ºÖ>µ·d¾°É>µ°¾°´¸[»(Â[»RÀÖ>½>¶X·d¾°¹½`¹(ÀÈ·_³>´]¶z¹µ°µ°´¶X·d´z¿

¶c³>»(¸_¼´3¡¢·¢ÇÈÉ\´£f¤kÅ>µ°´´¿>´¸B»(½È¿×¹µ·_»(¼´ÂdÖ>É>É>µÇ/¹(ÀAÎ|ÛÏÏ*¤kÎfÂ_´´B·_´XÑp·¦¥cÓ

10³ 10⁴

10⁵

10⁴ 10⁵ 10⁶ 10⁷

Gain

§N photoelectrons at saturation

x[¾°¼Ö>¸d´m|ÈÓv¨N´µÃ»~·d¾°¹½Å\´X·¢Æ&´´½·d³>´B½pÖ>ºÅ\´¸&¹(À[É>³>¹(·d¹´µ°´¶X·_¸d¹½>ÂT»~·TÂ_»~·_ÖÈ¸c»~·d¾°¹½É\¹¾°½·?»(½È¿/·d³>´W¼»(¾°½

¹(ÀA·d³>´7É>³>¹(·d¹ºÖ>µ·d¾°É>µ°¾°´¸&À¹¸&·¢Æ&¹¿>¾©9´z¸d´½p·N³>¾°¼³/×¹µ·c»(¼´7Å>µ°´´¿>´¸_ÂzÓ

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

450

ª

500 550 600 650 700 750 800 850 900

High Voltage (V)

Signal - Background separation (σ )

x[¾°¼Ö>¸d´L}>Ó ²R³>´Âd´Éu»(¸c»~·d¾°¹½ ¹(À*·_³È´Â_¾°¼½>»(µf»(½È¿ ·d³>´É\´¿>´Âd·_»(µf»(Â7»DÀÖ>½>¶X·d¾°¹½!¹(Àf·_³È´3»(É>É>µ°¾°´¿ ³>¾°¼³

×¹µ·_»(¼´Ó²N³È´½u»~·dÖ>¸_»(µT«>Ö>¶X·_Öu»~·d¾°¹½¹(À?·d³>´Âd¾°¼½u»(µR¶z¹¸d¸_´Â_É\¹½>¿È¾°½>¼·_¹¬ÈÓÜÉ>³>¹(·d¹´µ°´¶X·_¸d¹½>ÂD¶z¹¸d¸_´XÎ

ÂdÉ9¹½È¿>ÂN·d¹3¨NÌ Í<kÐÈÙßÈÓ

ü'S9þAûR9òq68%û<ëbü9ú ý<ëbü\ö]ì# ü\ú$# øúHû~ìpÿ9÷(üuû~ì#X>3øû~ë óu®Rýû<øù ì.9úbýzû~ü9ú1ûü\úV#^búbü

û<÷~ìü\û<ì#u'M û<÷(ü"&ü\ú$#kë(#9ÿ1ø êë[ìLýzøÿ9úbüf |÷*9ù¯¤ü9ýzû!#]Vú(]#Aìø¤ýü¤ýö[÷*]ìpì#

(7)

'Mu@> ÿ1ü\øú(ëbü\úbú[ì`;?øúbünû<ëbìù!þ(û<øö(ìõAìp÷!øú$9÷~öV1÷~ü\û<ì#køúû<ë[ì`(ë[øö ý<ìpú$#bý

û~ë[ìý<ì\ýzøÿ9úfü¤ýDû*û<ëbì íY47AYRêë[ì>3ë(ì ýAýzû<ìpù°0QøúVþ$#Aøú[ÿíY47AH6/ø¤ýö$üì#9ú

û~ë[ìý<ùübììû<÷*9ú[ø3'S1ü9÷*#R#Aø÷~ìû*R9þ[ö(ì# û* û~ë[ì'(ìpì#Aìp÷L'VHü\÷"#gBêë[ìøúbìü\÷~øûU

û~ìýzû~ý`öfì÷ 1÷<ùLì#11úû<ëbì5^b÷(ýûL?9ìp÷(ý<ø1úR *û<ë[ì7(ë[øöü\÷~ìDö[÷~ìý<ìpúHû<ì#Løú`;Tøÿ9þb÷<ì7t1Wêë[ì

÷~øÿ1ëHûLøú[ìÈü\÷~øûU1>ü9ý'Aû(ü\øú[ì#øúû<ë[ì<>3ë(ì/ìpõAöfìû<ì#÷(ü\ú[ÿ1ì/ü\úV#û<ëbìYì?1ìS Nú(1øý<ì

ø¤ý51ùLöbüuû~ø'(ì7>3øû~ëû<ë[ìD#Aìpû<ìû<ø9ú- ?ï.UQ`ý

10^-4 10^-3 10^-2 10^-1 1 10

10^-2 10^-1 1 10 10² 10³ 10⁴

±

PMT output (pC)

²

Front-End Chip output (V)

x[¾°¼Ö>¸_´RÜÈÓ ²R³>´R¹ÖÈ·dÉ>ÖÈ·]Â_¾°¼½u»(µ¹(À9·d³>´R¿>´¿>¾°¶z»~·d´z¿À¸_¹½·b´½>¿ËWÍpÒEz ¶c³>¾°É»(Â]»TÀÖ>½>¶X·_¾°¹½¹(Àu·_³>´RÂd¾°¼½u»(µ

¿>´µ°¾×´¸_´¿ ÅÇ·d³>´3É>³È¹(·_¹º`Ö>µ·_¾°ÉÈµ°¾°´z¸zÓ!{?½È´3¶<»(½¹Å>Â_´¸Q×´»¼¹¹p¿Lµ°¾°½>´z»(¸_¾·¢Ç ¾°½!·_³È´DÆN³>¹µ°´3¸d´ÕÖ>¾°¸d´¿

¿ÈÇ½u»(º3¾°¶B¸c»(½È¼´7»(½>¿·d³>´W½>¹¾°Â_´7»~·R·d³>´7µ°´X×´zµH¹(À&ÚzÏ³ ¹(ÀA·d³>´Ì Ò¢ÔÂd¾°¼½u»(µ¤Ó

´Ná (µ]âJHãédè-?éEMQæ?éQâµubâTæ¶déEµS*ã è1åVrEVè\ãÈéQå]âi·TãM

íýLøûC>ü9ý ùLìpúHû<ø9úbì# øú û<ë[ì øúHû<÷*M#[þ$û~ø1úT%7û~ë[ìîýû~÷~üùü\ÿ1ú[ìû~ø`^bì#X |÷*9ù û~ë[ì

íïkðHñXò1ó ýzþböfì÷*9ú$#AþVû<øú[ÿùü\ÿ1ú[ìûø¤ýR û<ë[ì.1÷*#Aì÷R ó\ò9òkñ1ò9ò ü\þbý~ýLøú û~ë[ì

÷~ìpÿ1ø1ú`>3ë[ì÷<ì û<ë[ìü9÷~øùLìpû<ìp÷3ø¤ý3ö(¤üpì#gêë[ìDøù øû ?û~ë[ìD>ìpøÿ9ëHû/ü\úV#û~ë[ì!ý<ùü

ý<öbüpìü?uü\øü'(ìR'fìpûU>`ììpú ö[ë(9û1ù!þ(û<øö(øì÷~ý!ùLü&9ìÈýøû ú[ìpìý~ý<ü9÷kû1öAû<øùLøìû~ë[ì

û~ë[ø"&Vú[ìÈý<ý Bû<ëbì!ùüuû~ìp÷~øüNþbý<ì# 1÷/ùü\ÿ1ú[ìû~ø ý<ë[øì#Aøú[ÿ$5;?øú[øû~ì!ììù ìúHûYpüpþ(ü\ñ

û~ø1úbýY9÷~÷<ìÈýzöS9úV#AøúbÿLûû~ë[ø¤ýY1öAû<øùLøÈüuû~ø1úupü9ú.'fì 9þ[úV#øún÷<ì |ìp÷~ìpú$pì¸@<Xúû~ë[ìý<ì

üþ(¤üuû~ø1úbýøû>ü9ý ý<ë(@>3ú û<ëbü\û>3ë[ìúû~ü&Høú[ÿøúHûkü1þ[úHû û<ëbìÿ'bü1ú]^bÿ1þAñ

÷(üuû~ø1úu `ùLü9ÿ9ú[ìpû<ø!ùü\û<ìp÷~ø¤ü¤ý0|û<ë(Hýzì 9÷7'S\û<ë23A)F ü\úV#û<ëbì1ü9÷~øùLìpû<ìp÷868%]û~ë[ì

ùü\ÿ1ú[ìû~ø!^bì#pü9úøúV÷~ìü9ý<ìD'M ü1 Qüû9÷Y `óLøúký9ùLì öbü9÷zû~øpþ(¤ü\÷D÷~ìpÿ1ø1úbý%V>3ë[ìp÷~ì

û~ë[ìY#Aìúbý<øûU Rý<þ[÷<÷*9þbú$#Aøú[ÿùü\ÿ9úbìû<ø3ùüuû~ìp÷~øüýøýøùLöS9÷<û~ü9ú1û?êëbøý`øýL#Aþ[ì3û* û~ë[ì

ü\ûzû<÷(üû<ø9ú 3ùü\ÿ1ú[ìû~ø^fì#øú[ìý'Mîû<ëbìýzû<÷~þ$û~þ[÷<ìê?ü&Vøú[ÿøúHû*kü9þbú1ûû~ë[ø¤ý

ì]ìû%[û<ë[ì7Müg1ú]^bÿ1þ[÷~ü\û<ø9úC Rû<ëbìùLü9ÿ9ú[ìpû<øý<ë[øì#Aøú[ÿ>ü9ýHüþ(¤üuû~ì#gmcû3>ü1ý

ý<ë(@>3ú û<ëbü\ûû<ë[ìýzë[øì#Aøú[ÿ ö[ë$\û1ù!þ(û<øö(øì÷~ýD'qi_pùLùû~ë[ø"&S%Bý*1þfü\÷~ìLý ¢ûø÷*9ú

û~þ('fìÈýC0Qý<ìû<ø9ú Dó]b-ù'Mó]bpùü\úV#Zìpúbÿ\û<ë 3oùC6<@>`ì÷~ýû~ë[ìùü\ÿ9úbìû<ø

^bì# øú û<ë[ìû<þ$'fì.#]@>3ú û*i_ÈòZ ü9þbý<ýøú8û<ëbìpìpúHû<÷(üöbü\÷<û êë[ìùLìü1ýzþ[÷~ìpùLìú1û(ý

ö]ìp÷ 9÷~ùLì#C1úý9ùLìöfü\÷<û<øþ(¤ü\÷)9ú(^bÿ9þ[÷(üuû~ø1úbý)9ú(^b÷<ùLì#Lû<ë[ì<?uüø#[øûUR Jpüpþ(ü\ñ

û~ø1úbý=cû3>ü9ýü¤ý(ë[ì"&9ì#g%Hû<ëbü\ûû~ë[ì÷~ìý<öV1úbýzì< Tû<ë[ì ö[ë$\û1ù!þ(û<øö(øì÷3øý3ü]ìû~ì#

(8)

'MCìÈý<ýû~ëbü\ú_Èòq¹'Mý<þ$(ëü^bì#]

;Tøúbü%û<ë[ìøÿ9ëHûRìû<ø9ú ýAýû~ìpùº']ìûU>ìpìpú û<ë[ì`^$']ìp÷(ý Dû~ë[ì.pü9÷~øù ìpû<ì÷

ü\ú$# û~ë[ìö[ë$\û1ù!þ(û<øö(øì÷>ü9ý!1öAû<øùLøì#g/ìÈü?Vøú[ÿ û~ë[ìR^$']ìp÷ û<ëbì`pü1÷<øùLìû~ìp÷%

û<ë[ì7øÿ1ëHûHp÷Hý<ý<ìý`ýzþ$ìÈý<ý<ø?1ìü2BêHOU9øúHû%(9ò9ùLùQ+ìõAøÿü1ý9ú[øpüSøÿ9ëHûÿ1þ[ø#Aì%

üý<ì9ú$#B2?êHOU1øúHû3ü\ú$#ìpúHû<ì÷û~ë[ì ö[ë(9û9ùþ(û<øö(øìp÷Wêë[ì7ìû~ø1úì»Rpøìú$R

û<ë[ø¤ýDý<ìû3þ[ö->ü9ýùLìü1ýzþ[÷~ì#û1']ì ü'S9þAû<o\òq¹¼

½Ná å]âTèQçédåfâ

êë[ì51öAû<øùLøÈüuû<ø9ú1 fû~ë[ìDö[÷*]ìý~ý<øú[ÿ! fû~ë[ì5øÿ1ëHûýzøÿ9úbü] |÷*9ùû~ë[ìDììû<÷*9ùü9ÿ9ú[ìpû<ø

pü1÷<øùLìû<ì÷m bû~ë[ì3í/ïkðVñcòHó/ìpõAöfì÷<øùLìpúHûWøý=#AìÈýp÷<ø']ì#gBêë[ììõVû<ìúbý<ø?1ìýzû<þ$#( fû<ë[ì

2Yo@a1ò9ò\ñcò1òuñXï.bö[ë(9û9ùþ(û<øö(øìp÷) |÷*9ùFü\ùü\ùüuû(ýzþ>ü9ý)#]9ú[ì7ìü#Aøúbÿ!û* @>3øúbÿ

1ú$þbý<ø1úbý/

0U_6û~ë[ìë[øÿ9ë¾?û(ü\ÿ9ì-'(ìpì#Aìp÷R û~ë[ìûUVö]ìN |÷*9ù¿Fü\ùü\ùü\û~ý<þ ü@>Dý û<ë[ì

ìû<ø9ú1 *ý<øÿ1úbü¤ýBøúû~ë[ì5>3ë(ì3÷~ìHþ[ø÷~ì##]Vúbü\ùLø÷~ü9ú[ÿ9ì!0 |÷*9ù1_ò(À&ôU

A û

óu_ò(ÀSÁRAY%T9÷~÷~ìý<öV1ú$#Aøú[ÿû ï.UQ ü\úV#ûììû<÷*9ùü\ÿ1ú[ìû~øýzë$@>`ì÷~ýY _

êTì ììû<÷*9ú÷~ìý<öfìû<ø?9ì(6L>3øû<ëû<ë[ìÿHü\øú` L_Èò

0dó6û~ë[ìùü\ÿ9úbìû<ø`^bì# øýL÷~ìHþ[ø÷~ì# û*'fì-ìý~ý û<ëbü9ú_ò ü\þbý~ý ûøùLøûû<ë[ì

ý<øÿ1úbü&÷~ì#[þ$û~ø1ú1û*`_Èòq¹¼

êë[ìC#Aì#[øüuû<ì# |÷*9úHû<ñ_ìú$#kíðMA(ëbøö[>ü1ý7#Aìý<øÿ1ú[ì#nü\ú$#kû<ëbìøú[ìü9÷<øûU `û<ë[ì

(ë[øö>ü9ý û~ìýzû<ì# øú û<ë[ìu>3ë(ì ÷<ì1þbø÷~ì##]Vúbü\ùLø ÷~ü9ú[ÿ9ì êë[ìú(9ø¤ý<ì.ì?9ì3>ü9ý

ùLìü9ý<þ[÷~ì#ü\ûû<ëbìì?9ìV =_òq¹Â &û<ë[ìï.UQ8ý<øÿ1úbüWêë[ì/ùü\ÿ1ú[ìû~ø/ýzë[øì#Aøú[ÿ &û<ë[ì

ö[ë(9û9ùþ(û<øö(øìp÷(ý!>ü9ý71öAû<øùLøì#'M^búbøû~ìììpùLìpúHûüþ(¤üuû~ø1úbý`cûD>ü1ý ý<ë(@>3ú

û<ëbü\ûC_pùLù û~ë[ø"&ný ¢û ø÷*9únû<þ(']ìý!@>ìp÷û<ë[ìùü\ÿ1ú[ìû~ø^bì#Z |÷*9ùó9ò9ò\ñP1ò9òB ü9þbý<ý

#]@>3únû ü'S9þAûC_Èò ü9þbý<ýY 1÷ û<ë[ì1>3ë(ìLÿ9ì9ùLìû~÷. û~ë[ìRpü9÷~øù ìpû<ì÷;Tøúbü%

û<ë[ì-øÿ1ëHû1ìû<ø9ú ýAýzû<ìùº'fìpûU>`ììpú8û~ë[ì.pü1÷<øùLìû<ì÷ü9ú$#8û~ë[ìö[ë(\û*9ùþ(û~øö$øìp÷

>ü1ý3#Aìý<øÿ9ú[ì#Z0r2?êH¾OU1øúHû(ýDü\ú$#1ú[øpügøÿ9ëHû3ÿ9þ[ø#Aìýùü#Aì!>3øû~ë.Q+ìõAøÿü1ý*6

BMPHäVâ?èM

Ã .Ä@Å¦ÅUÆ$ÇÈÈÉÊ!Ë(.Ì*Í*ÎUÏf.ÌÄ]È5J4ÉÏqÐÎUÍ*ÑÍ*ÎUÍ"ÏÌ"Í"ËLÒÓÔÅUÍ8ÐDÅUÄqÍ*ÎUÍ.

Õ . K.5Ö×ÆMÉÅ P5J4ÔÏn:X4H4 P5ÅÉÖ×ØÙÚ×ÛÍ"ÏZÔÏuÅUÄqÍ@ÔÏÑÍÎUÍ"ÏqÌ"Í=ÎUÔÏ@ÅUÚ,ÍÎUËCHÍ*ÅUÍ"Ì*ÅUÔÎUË!ÑÔÎ

=ÎUÔÏ@ÅUÚ×Í*Î`efÄ@ÜË¦Ú×Ì"ËWPÝÅUÄeTÚ,ËUÉ JÍ*Í*ÅUÚ×ÏqÙ7ÔÏ5)ÐÛÉÏqÌ"Í8Ð CHÍ*ÅUÍ*Ì*ÅUÔÎUË(;AJ1É8Ü ÕÞÞÞ .

ß .I)ÉÊDÉÊDÉÅUË¦Ó1ÐÉÅÉ<Ë¦ÄÍ"Í*Å;VJ1ÉÎUÌÄ Ã8ààá .

â9.-D.03ÔË¦ËUÉØÔ8ã+Ë¦ØÚVÍ*ÅLÉÖ¢;ASf5eNeRPdMRFe&PÕÞÞÕ PÞÕ È5J4!YLÔÅUÍ ÕÞÞÕ PÞÃPÞß .

ä

.LJÔÏ@ÅUÍ/@mÉÎUÖ×ÔDË¦Ú,ÊYÓqÖ,ÉÅUÚ×ÔÏqË=ã+ÚwÅUÄU)Í8ÉÏ@Å+âP?5J4DÌ"ÔÖ×Ö,Éå]ÔÎÉÅUÚ×ÔÏ

æ .G/.I)Í*ÎUÊ!Í"ÖVP&M?J@[Í"Ö×Í"ÌÅ¦ÎUÔÏqÚ×Ì"Ë=ËPÅÉÅUÓqËBPgÆÎUÍ"Ë¦Í"Ï@ÅÉÅUÚ×ÔÏÔÏ 5J4!OSÍ*ÌÄÏqÚ×Ì8ÉÖA:rÏ@ÅUÍ*ÎUÌÄqÉÏÙÍ

JÍ*Í*ÅUÚ×ÏqÙ1;A@BMN-Y;HZÓÚ,Ï

ÕÞÞÃ

.

á . =?.@mÉÐÔÓç[;V-D.03ÔË¦ËUÉØÔ8ã+Ë¦ØÚ¢;AZ1.e*.G)Ú,ÉÖ×Ö×ÍDP?5J4!YLÔÅUÍ ÕÞÞÃ PÞä PÞÃ .