Impiantazione di rivelatori criogenici per la misura diretta di massa del neutrino

Ambito della ricerca

Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali

Abstract

L'esperimento HOLMES dell'European Research Council vuole misurare la massa del neutrino attraverso una misura calorimetrica diretta, studiando l'endpoint del decadimento dell'isotopo Ho163 che decade per cattura elettronica. La misura verra' effettuata utilizzando matrici di microcalorimetri criogenici in cui l'isotopo verra' impiantato per poter operare in modalità calorimetrica. 

Il gruppo di Genova ha  realizzato un impiantatore ionico con energia di 50 keV che ha il duplice scopo di impiantare Ho163 nelle matrici di rivelatori criogenici e di eliminare altri isotopi radioattivi che possono produrre background per la misura, attraverso una selezione in massa.

Il lavoro di tesi consiste nello studiare il fascio dell'impiantatore, dalla sorgente ionica alla targhetta che conterrà i rivelatori utilizzando l'isotopo stabile Ho165. 

Il candidato dovrà sia simulare il fascio con SW dedicati (Elegant, MAD-X, geant4 beamline), che verificare sperimentalmente le sue caratteristiche (efficienza di estrazione dalla sorgente, profilo e diagnostica del fascio). 

Al termine del lavoro nella sorgente ionica verrà inserita una piccolissima quantità di Ho-163 prodotta assieme al gruppo di radiochimica del Paul Scherrer Institut, presso il quale il candidato si recherà per brevi periodi di collaborazione; il candidato collaborerà quindi alla produzione della prima matrice di rivelatori contenenti Ho radioattivo, realizzati insieme ai colleghi del NIST Boulder-Colorado, e all'analisi dei primi dati acquisiti.