Questa tecnologia è realizzata incollando un opportuno di GEM su piano di lettura PCB su cui è stato depositato una piano resistivo. Il rame sul lato inferiore del foglio di GEM è stato modellato per creare dei piccoli punti metallici in corrispondenza di ciascun foro e il deposito resistivo è realizzato mediante una tecnica serigrafica. Un elettrodo che funge da catodo, e che definisce la regione di conversione nel gas, completa la meccanica del rivelatore.

Lo sviluppo di un tale rivelatore nasce dall’esigenza di combinare in un unico rivelatore le soluzioni e i progressi raggiunti negli ultimi anni dai MPGD. Difatti  un rivelatore micro-RWELL ha caratteristiche in comune sia con le GEM che le Micromegas:
- dalle GEM prende la peculiarità di una gap di amplificazione ben definita, assicurando una elevata uniformità di guadagno;
- dalle Micromegas prende l’elettrodo di lettura di tipo resistivo che permette una maggiore soppressione delle ampiezze delle scariche.

Ciò nonostante,  il principale punto di forza dei rivelatori a micro-RWELL rispetto alle precedenti tecnologie è nella realizzazione di rivelatori a larga area: difatti nell’assemblaggio di una micro-RWELL  non sono necessari incollaggi che rappresentano dei passaggi critici e time-consuming  nelle diverse fasi di costruzione dei rivelatori GEM o Micromegas. Inoltre non è necessario lo streching di fogli di GEM o di mesh (1 kg/cm) e conseguentemente l’utilizzo di supporti meccanici rigidi e di grandi dimensioni tali da supportare tensioni meccaniche di circa 100 kg.  

In questa prima fase di sviluppo ho ricoperto il ruolo di Responsabile delle simulazioni del rivelatore. I risultati ottenuti sono stati di estrema utilità nella comprensione del funzionamento del rivelatore: nel particolare si è evidenziato che, anche se l'elemento amplificatore della micro-RWELL è praticamente lo stesso della GEM, il meccanismo di formazione del segnale è completamente diverso: il segnale della micro-RWELL ha una componente elettronica molto veloce (200 ps) seguita dal segnale indotto dagli ioni che dura circa 50 ns. Inoltre si sono simulate diverse geometrie del foglio e del campo elettrico di deriva in funzione di diverse miscele gassose in modo da ottimizzare l’efficienza di infilamento degli elettroni primari nei fori della micro-RWELL.

Ho ricoperto il ruolo di Responsabile dell’analisi dei dati raccolti in laboratorio con una sorgente di raggi X: in queste misure si è verificato che un rivelatore a micro-RWELL può raggiungere guadagni maggiori di 104 sia in Ar/CO2 che Ar/i-C4H10 e si sono verificati i risultati ottenuti con le simulazioni. Si è misurato che l’introduzione di uno strato resistivo tra lo stadio di amplificazione e l’elettrodo di lettura:      

- permette di diminuire l’ampiezza delle scariche (poche decine di nA), mentre è dell’ordine di A nel caso delle GEM;

- riduce la capacità del rivelatore a resistere a flussi molto elevati di particelle raggiungendo una rate capability dell’ordine del MHz/cm2, che è comunque un valore idoneo alla maggior parte delle applicazioni in HEP;

Sono stato il Responsabile dell’analisi dati di un test su fascio al CERN in cui per la prima volta un rivelatore micro-RWELL, con passo tra le strip di 400 microm, è stato equipaggiato con elettronica APV25 ed in presenza di un campo magnetico. I risultati ottenuti in questo test sono stati incoraggianti, ottenendo efficienze dell’ordine del 98% e risoluzioni spaziali di circa 50 microm.

I risultati ottenuti su questo innovativo rivelatore sono molto promettenti e sono stati quindi presentati a diverse conferenze e pubblicati su rivista.