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Descrizione
I calorimetri destinati alle future Higgs factories dovranno garantire un’eccellente risoluzione energetica per distinguere i decadimenti adronici dei bosoni W e Z. L’algoritmo di Particle Flow (PFA), che combina i dati provenienti da diversi sottosistemi, è particolarmente adatto a questo scopo. Questo contributo presenta lo sviluppo di un calorimetro adronico basato su Micropattern Gaseous Detector (MPGD), progettato per esperimenti presso futuri collisori circolari e ottimizzato per un approccio Particle Flow. In quest’ottica, un Muon Collider multi-TeV viene trattato come caso di studio di riferimento.
Grazie alla possibilità di raggiungere un’elevata granularità di readout (~cm²), gli MPGD sono ideali come strati attivi in un calorimetro adronico a sampling per il PFA. Inoltre, queste tecnologie si adattano particolarmente bene alle condizioni di fondo del Muon Collider, poiché sono altamente resistenti alle radiazioni e capaci di sostenere tassi di interazione elevati (fino a 10 MHz/cm²). In particolare, gli MPGD resistivi, come le Micromegas resistive e le µ-RWELL, offrono un’ottima risoluzione spaziale, elevata stabilità operativa (grazie alla mitigazione delle scariche) e uniformità, rendendole soluzioni estremamente efficaci per applicazioni calorimetriche.
Questo contributo presenta studi sulla risoluzione energetica e temporale, condotti sia tramite simulazioni standalone con Geant4, sia all’interno del framework di simulazione completo per il Muon Collider. Inoltre, si riportano studi di caratterizzazione effettuati con fasci di muoni presso il CERN SPS su rivelatori Micromegas resistivi e µ-RWELL, valutandone efficienza, uniformità della risposta, risoluzione spaziale e temporale. Infine, si presentano i risulati riguardanti la risposta energetica di un prototipo di cella HCAL, costituito da otto strati (~1 λ) di acciaio inox alternati a rivelatori MPGD, testato con fasci di pioni fino a 10 GeV presso il CERN PS.
