Sviluppo e prototipizzazione del veto dell’esperimento DarkSide per la ricerca di materia oscura

Gemma Testera
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Gemma Testera
Alessio Caminata
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Alessio Caminata

Ambito della ricerca

Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali

Abstract

DarkSide è un esperimento internazionale di ricerca diretta di materia oscura (urti di particelle di materia oscura su nuclei) situato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso in fase di costruzione. L’apparato sperimentale prevede una TPC a doppia fase riempita con Argon liquido depleto in 39Ar. Grazie ad un’accurata strategia di selezione dei materiali e di veto, DarkSide è un esperimento a fondo nullo. Attualmente la versione DarkSide-50, contenente 50 kg di Argon liquido ultrapuro è in fase di presa dati e la collaborazione è impegnata nella finalizzazione del progetto di DarkSide-20k, che permetterà di aumentare la massa in analisi di tre ordini di grandezza ed utilizzerà tecnologie innovative per la rivelazione della luce di scintillazione prodotta dall’argon liquido.
Il sistema di veto, di responsabilità genovese, ha il compito di moderare, catturare e rivelare neutroni (fondo per la misura di materia oscura) utilizzando particolari materiali plastici e luce di scintillazione in argon liquido

In questa tesi proponiamo lo sviluppo e la caratterizzazione in ambiente criogenico dei moduli fondamentali di cui sarà composto il veto (Veto Detection Unit - VDU). Ogni VDU sarà composta da un moderatore di neutroni drogato con gadolinio (grande sezione d’urto di cattura ed energia rilasciata nel processo (n, γ)), una quindicina di rivelatori di luce (silicon photomultipliers) e schede di elettronica per l’alimentazione dei sensori e per la trasmissione del segnale attraverso fibre ottiche.