• Tracker towers
• LAT
• GLAST

Construction, test and performance analysis
of the Tracker
flight towers for the Large
Area Telescope of GLAST.

Riassunto della tesi
candidato: Melissa Pesce-Rollins
relatore della tesi: Prof. Ronaldo Bellazzini

L'interesse verso l'astronoma gamma, sia nello spazio che a terra, e` andato
notevolmente crescendo negli ultimi decenni. Lo studio dei fotoni di maggiore
energia dello spettro elettromagnetico ha mostrato alcuni dei fenomeni celesti
piu` energetici e dinamici conosciuti ad oggi. Inoltre la scarsa probabilita` di
interazione con la materia che caratterizza i raggi gamma e l'insensibilita` ai
campi magnetici galattici ed extragalattici permette di osservare, con relativa
facilita`, sorgenti a distanze notevoli da noi.
L'esperimento GLAST (Gamma-Ray Large Area Telescope) e` una missione
spaziale internazionale ideata con lo scopo di studiare il cielo gamma
nell'intervallo di energia cha va da 10 KeV a 300 GeV, che costituisce ad oggi
una finestra osservativa ancora largamente inesplorata. GLAST rappresenta
la naturale evoluzione delle precedenti misssioni spaziali, in particolare
il Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) , oltre che un fondamentale
punto di incontro tra esse e gli esperimenti a terra che sono in grado di
rivelare fotoni di energie superiori al TeV.
Lo strumento principale a bordo della missione e` il LAT (Large Area
Telescope), un telescopio a produzione di coppie realizzato utilizando le piu`
moderne tecniche sviluppate nel campo della fisica delle particelle elementari.
Esso include essenzialmente un tracciatore-convertitore a microstrip di
silicio ed un calorimentro di CsI(Tl), il tutto circondato da uno schermo di
anticoincidenza (ACD, Anti Coincidence Detector) per la reiezione del fondo
dovuto ai raggi cosmici.
La collaborazione italiana (in particolare l'INFN) e` responsabile della
costruzione e caratterizzazione del tracciatore al silicio, che con i suoi 80 m^2 di
superficie attiva e` di gran lunga il piu` grande mai costruito per una missione
spaziale. La struttura del LAT e` completamente modulare e strutturata in
una matrice 4 per 4 di torri identiche. La costruzione dei 16 moduli di volo del
tracciatore si e` conclusa con estremo sucesso alla fine del 2005; oltre a questi
sono stati realizzati due moduli spare che permetteranno la calibrazione dello
strumento su fascio.
Questo lavoro di tesi descrive in dettaglio le attivita`, legate alla costruzione
ed ai successivi test per la verifica delle prestazioni, cui ho preso parte direttamente.
Ho partecipato ai test elettrici che sono stati eseguiti sui singoli wafer
di silicio con lo scopo di verificarne la qualita`. Ho collaborato alla scrittura
del software online per la gestione dell'acquisizione dati e all'implementazione
delle procedure di test per la verifica delle funzionalita` dell'hardware a tutti
i livelli della costruzione, oltre ovviamente all'esecuzione materiale dei test
stessi. La tesi contiene una descrizione esaustiva dei risultati ottenuti ed
in particolare una caratterizzazione completa dei moduli del tracciatore in
termini di rumore, efficienza di rivelazione ed allineamento. L'ultima parte
dell'elaborato e` dedicata ai test ambientali (vibrazioni e termo vuoto) che
sono stati eseguiti su ogni singolo modulo prima dell'integrazione sulla griglia
di volo.