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Studio di un’interazione di neutrino con vertice secondario da interazione adronica

Informazioni tesi

  Autore: Carla Maiorino
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze e tecnologie fisiche
  Relatore: Giovanni De Lellis
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 59

Questo lavoro di tesi, realizzato nell’ambito del gruppo di Napoli che partecipa all’esperimento OPERA, è stato dedicato all’analisi dei vertici di un’interazione di neutrino, con particolare attenzione posta sui vertici secondari di interazione adronica.
Dopo una panoramica sulla natura dei neutrini, sulle teorie sul fenomeno delle oscillazioni di sapore e sugli esperimenti volti a studiare e in particolare osservare questo fenomeno, è stato illustrato l’esperimento OPERA in tutti i suoi aspetti è stato esposto lo scopo di tale esperimento; la strumentazione utilizzata, basata sulla tecnica dell’Emulsion Cloud Chamber (ECC); sono state descritti i rilevatori elettronici ed il loro ruolo nell’identificazione di un evento di neutrino; si è spiegata la composizione dell’unità modulare del bersaglio, denominata “mattone”, costituita da 57 film di emulsione intervallati da 56 lastre di piombo per garantire un’elevata massa e nel contempo manegevolezza è stato illustrato in dettaglio il sistema di scansione noto come European Scanning System (ESS), un sistema di microscopia automatica sviluppato nell’ambito dell’esperimento e dotato di un’elevata velocità di scansione di circa 20 ordini di grandezza maggiore della strumentazione della generazione precedente.
Sono state in seguito affrontate le procedure di analisi dei film di emulsione e le metodologie di ricostruzione delle tracce rilevate, dalla ricerca delle microtracce fino alla scansione di volume per la ricerca dei vertici. Si sono apprese le tecniche di analisi topologica e cinematica di ricostruzione del vertice primario di interazione e di quelli secondari: le variabili fondamentali a tale scopo sono il parametro di impatto delle tracce al vertice, la lunghezza di volo delle tracce uscenti dal vertice, la quantità di moto delle tracce, utile per l’identificazione delle particelle uscenti sia dal vertice primario che da quelli secondari.

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6 INTRODUZIONE Il fenomeno delle oscillazioni di neutrino, ipotizzato da Pontecorvo nel 1959 [1], è stato confermato negli ultimi anni da esperimenti che hanno coinvolto prima neutrini solari ed atmosferici, e in seguito neutrini artificiali prodotti in acceleratori. Tale fenomeno può manifestarsi esclusivamente considerando non nulla la massa del neutrino e ritenendo che ci sia un mescolamento tra diversi sapori; inoltre, finora è stata osservata sperimentalmente solo la sparizione di neutrini di un dato sapore, ma non l’apparizione di neutrini di sapore diverso da quello iniziale. L’esperimento OPERA ( Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus ) è stato progettato per fornire una prova dell’oscillazione n m ->n t attraverso l’osservazione diretta del decadimento del leptone t in un fascio di n m . E’ un esperimento long baseline, con rivelatore posto nei laboratori sotterranei del Gran Sasso, a 730 km dal CERN di Ginevra dove viene prodotto il fascio di neutrini. La presa dati dell’esperimento è cominciata nel 2008 e finora sono state raccolte circa 5400 interazioni di neutrino. Il rivelatore utilizzato si basa sulla tecnica dell’Emulsion Cloud Chamber (ECC): esso presenta una struttura modulare, costituita da rivelatori elettronici che separano pareti riempite di mattoni composti da film di emulsioni nucleari alternati a lastre di piombo: tali emulsioni vengono utilizzate come rivelatore di tracciamento con risoluzione sub-micrometrica. L’utilizzo del piombo consente di ottenere una massa elevata (150000 mattoni, per un totale di 1,25 kton) ed incrementare così la probabilità di interazioni di neutrino. Le emulsioni utilizzate sono circa 9 milioni: la necessità di analizzare un numero tanto elevato di film di emulsione in tempo reale ha portato allo sviluppo di sistemi di scansione automatica molto veloci. Una collaborazione tra diversi laboratori europei ha condotto allo sviluppo di un nuovo sistema di scansione, denominato ESS, il cui prototipo è entrato in funzione nel 2000 a Napoli.

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Parole chiave

brick manipulation system
changeable sheets
emulsione
neutrini atmosferici
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