Kristal kalorimetrede konum çözünürlüğü

LYSO kristalinin, hızlı bozunma süresine, yüksek ışık verimine, küçük Molière yarıçapına sahip olması ve radyasyona dayanıklılığı gibi temel özelliklerinden dolayı Türk Hızlandırıcı Merkezi Parçacık Fabrikası dedektörünün elektromanyetik kalorimetre (THM-PF EKAL) ünitesinde kullanılması önerilmektedir. Bu çalışmada, 3×3 LYSO matrisinden oluşan bir kalorimetreye gönderilen bir elektron tarafından başlatılan elektromanyetik sağanağın ağırlık merkezinin konumunu belirlemek için ağırlık merkezi yöntemi kullanıldı. Kalorimetre, her birinin ön ve arka yüzü 25 mm × 25 mm olan, 200 mm uzunluğunda dokuz kristalden oluşmaktadır. 0,1 GeV ile 2 GeV aralığında enerjilere sahip elektronlar için, kalorimetre prototipinin performansı incelenmiştir. GEANT4 Monte Carlo simülasyonu kullanılarak, kristal matrisinin merkezindeki kristale dik olarak gönderilen bir elektron için elektromanyetik kalorimetrenin konum çözünürlüğü, x-ekseni doğrultusunda σ_x=(((2,77±0,07))⁄√E)⨁(1,46±0,10) mm ve y-ekseni doğrultusunda σ_y=(((2,77±0,05))⁄√E)⨁(1,31±0,07) mm olarak elde edilmiştir. Ayrıca, EKAL modülünün iki boyutlu konum çözünürlüğü, kristalin merkezinde σ_R=(((3,95±0,08))⁄√E)⨁(1,91±0,11) mm olarak hesaplanmıştır. Son olarak, kristal matrisinin yüzeyine çeşitli açılarda elektronlar gönderilerek konum çözünürlüğünün elektronun geliş açısına bağlı değişimi incelenmiştir. LYSO matrisine gönderilen elektronun geliş açısı arttıkça konum çözünürlüğünün bozulduğu ve en iyi konum çözünürlüğünün elektron matris yüzeyine dik olarak gönderildiğinde elde edildiği gözlemlenmiştir.