Studio di un trigger di molteplicit`
a basato su
un rivelatore RICH
Il lavoro di tesi in questione `e stato svolto all’interno del gruppo dell’INFN di Pisa che partecipa all’esperimento NA62 presso i laboratori del CERN di Ginevra, in particolare nell’ambito del gruppo che si occupa del sistema di trigger e acquisizione dati (TDAQ) dell’esperimento.
L’obiettivo finale ha riguardato la valutazione della possibilit`a di messa a punto di un trigger, attraverso il sistema di acquisizione dati oggetto di studio, basato sul rivelatore RICH dell’esperimento NA62.
Inizialmente, `e presentata un’introduzione riguardante l’esperimento NA62: viene brevemente descritto l’obiettivo dell’esperimento, la misura del Branch-ing Ratio del decadimento ultra raro 𝐾+− > 𝜋+𝜈 ¯𝜈 con una precisione del
10%; successivamente sono esposti dei cenni alla fisica del decadimento, con le conseguenti motivazioni della misura obiettivo dell’esperimento, seguiti dalla strategia sperimentale, in particolare in riferimento agli aspetti importanti legati ai rivelatori e alla selezione e reiezione degli eventi di fondo.
In secondo luogo viene descritto l’apparato sperimentale di NA62: sono presentate brevi indicazioni riguardanti la produzione del fascio di 𝐾+ e i
singoli rivelatori, quali il CEDAR, il GigaTracker, il sistema per il veto dei fotoni (LAV, LKr, IRC, SAC), il CHANTI, lo spettrometro, il complesso di veto per i muoni. L’esposizione `e invece pi`u ampia per la strumentazione di-rettamente coinvolta nel lavoro originale della tesi: riguardo al RICH, dopo alcuni cenni sull’effetto Cherenkov e sul principio generale del RICH, `e de-scritto il setup del RICH dell’esperimento, menzionando le caratteristiche di risoluzione e la capacit`a di separazione pione-muone; in seguito vi `e un’ampia descrizione del sistema di trigger e acquisizione dati, partendo dallo schema generale del TDAQ, per poi arrivare all’architettura del sistema, in cui `e presente una spiegazione abbastanza dettagliata dei componenti elettronici (HPTDC, TDCB, TELL1) e delle loro modalit`a di funzionamento.
Nella parte principale dell’elaborato viene presentato il lavoro originale, diviso in tre parti: le prime due riguardano la partecipazione ai due test del prototipo RICH-400 e del sistema di acquisizione dati TELL1-TDC, la terza
focalizza l’obiettivo dello studio della realizzazione di un trigger di molteplic-it`a basato sul rivelatore RICH.
In riferimento al primo test, dopo un’introduzione sulle motivazioni e sulla descrizione del layout sperimentale, viene esposta dettagliatamente l’analisi dati eseguita personalmente, e sono mostrati i risultati ottenuti riguardanti in particolare il calcolo della risoluzione temporale dei fotomoltiplicatori, e lo studio di problemi emersi quali la presenza di canali rumorosi e di hits mancanti.
In merito al secondo test, dopo aver anche qui esposto gli obiettivi e il setup dell’apparato, viene mostrato il lavoro personalmente svolto consistente nel-la realizzazione di un monitor online; sono poi presentati alcuni risultati di rilievo ottenuti dal test, riguardanti propriamente il RICH.
La terza e ultima parte descrive minuziosamente la ricostruzione di eventi di segnale (𝐾+ → 𝜋+𝜈 ¯𝜈), generati con una simulazione Montecarlo GEANT4;
in particolare viene analizzato il comportamento del rivelatore RICH, stu-diando la possibilit`a di applicazione di diverse configurazioni del sistema di readout TELL1-TDC al rivelatore stesso. L’analisi messa a punto, e i risultati presentati, mostrano la risposta del sistema all’applicazione di una soglia sul trigger di molteplicit`a: su eventi di segnale, in termini di efficienza al variare della soglia impostata, e su eventi corrispondenti ai principali decadimenti di fondo del 𝐾+ (𝐾+ → 𝜇+𝜈
𝜇,𝐾+ → 𝜋+𝜋0,𝐾+ → 𝜋+𝜋0𝜋0,𝐾+ → 𝜋+𝜋+𝜋−), in
termini di riduzione del rate totale sul RICH.
Candidato Relatore
Bruno Angelucci Prof. Marco Sozzi
