Simulazione e progettazione di nuovi rivelatori per la visualizzazione di tracce di particelle e interazioni di neutrino in Argon liquido

Ambito della ricerca

Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali

Abstract

I rivelatori ad Argon Liquido, molto diffusi negli esperimenti di grande scala nella fisica del neutrino e della materia oscura, sono comunemente usati per la ricostruzione di tracce di particelle attraverso TPC (Time Projection Chamber) in grado di sfruttare il segnale generato dalla carica di ionizzazione. Tuttavia, data l’abbondanza della luce di scintillazione generata nell’Argon liquido, attraverso un adeguato sistema ottico e i rivelatori di luce (Silicon Photon Multiplier), potrebbe essere possibile ottenere immagini delle tracce di particelle e dei vertici delle interazioni dei neutrini direttamente dalla luce di scintillazione.

Il lavoro di tesi sarà centrato sulla progettazione e simulazione del sistema ottico costituito da lenti per la riproduzione delle immagini generate dalle tracce delle particelle cariche all’interno del volume del rivelatore. Simulazioni di “ray-tracing” per l’ottimizzazione del sistema ottico e per la progettazione di un prototipo e lo sviluppo di eventuali test del prototipo e dei sensori di luce in ambito criogenico saranno l’obiettivo della tesi. Una buona conoscenza dei dispositivi fotografici e la passione per la fotografia sono prerequisiti certamente molto utili (anche se non strettamente necessari) per lo svolgimento del lavoro.