I rivelatori KM3NeT, attualmente in costruzione nel Mar Mediterraneo, saranno costruiti in due diversi siti - uno a 2,5 km e l'altro a 3,5 km di profondità - e si troveranno a profondità maggiori rispetto ai rivelatori di neutrini IceCube e Baikal. Il rivelatore KM3NeT/ORCA, al largo di Tolone (Francia), mira a determinare l'ordinamento della massa dei neutrini analizzando le distribuzioni dei neutrini atmosferici. Il rivelatore KM3NeT/ARCA, al largo di Portopalo di Capo Passero (Sicilia), mira a scoprire le sorgenti cosmiche di neutrini. I rivelatori KM3NeT sono ottimizzati per la rilevazione di eventi di muoni e neutrini ad energie del GeV-PeV.
Sia la profondità che l'intervallo di energia a cui è sensibile rendono KM3NeT ideale per lo studio dei raggi cosmici (CR), anche con gli attuali rivelatori parzialmente completati. Il progetto di tesi mira sia allo studio del fondo dovuto ai raggi cosmici, in preparazione a studi astronomici e di oscillazione dei neutrini, sia a misure di CR e di sezione d'urto.
Sebbene entrambi i rivelatori KM3NeT siano ottimizzati per rilevare e studiare i neutrini, gli eventi più frequentemente ricostruiti sono in realtà dovuti ai muoni atmosferici. Questo fondo può essere fortemente soppresso selezionando eventi in up-going. Gli eventi "multi-muoni" nei telescopi di neutrini rappresentano uno dei background più critici a causa della grande incertezza teorica sul loro rate e della loro capacità di fuorviare le ricostruzioni convenzionali di eventi a traccia singola.
Nel telescopio KM3NeT/ARCA il segnale delle sorgenti cosmiche viene cercato come eccesso statistico rispetto al fondo irriducibile di neutrini atmosferici. Una corretta stima del fondo influisce quindi direttamente sulla significatività di ogni osservazione.
Il rivelatore KM3NeT/ORCA mira a determinare l'ordinamento di massa dei neutrini analizzando le distribuzioni dei neutrini atmosferici in termini di energia e angolo zenitale. Le distribuzioni teoriche dei neutrini atmosferici sono modificate ipotizzando oscillazioni dei neutrini durante la propagazione nella Terra. I parametri di oscillazione dipendono dalle proprietà dei neutrini e i test di ipotesi di verosimiglianza vengono quindi eseguiti sui dati. Le prestazioni dell'analisi dipendono quindi dalle distribuzioni ipotizzate dei neutrini atmosferici.
L'obiettivo del progetto di tesi è quello di limitare le incertezze dei flussi atmosferici di muoni e neutrini alle profondità del rivelatore KM3NeT. Un modello dei raggi cosmici che descrive i dati nei due rivelatori sia per i muoni atmosferici che per i neutrini atmosferici con una precisione migliore del 10% è un obiettivo realizzabile, il quale aumenterà le capacità di KM3NeT nella determinazione delle sorgenti cosmiche e dei flussi cosmici diffusi e negli studi sull'oscillazione dei neutrini atmosferici. Questo modello è di per sé una misura unica che aiuta a determinare i modelli di raggi cosmici e le sezioni d'urto delle interazioni in uno spazio delle fasi molto ristretto. La composizione dei raggi cosmici è un moderno rompicapo astroparticellare e i dati di KM3NeT possono migliorare le misurazioni esistenti. 

Il gruppo KM3NeT ha un progetto attivo su questo argomento, dunque lo studente si troverà a collaborare con giovani ricercatori impagnati su questa analisi.