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Tesi etd-04222008-102015


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
PERROZZI, LUCA
email address
lperr20@hotmail.com
URN
etd-04222008-102015
Title
Metodi di calibrazione e ricostruzione degli eventi nell'esperimento MEG
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
SCIENZE FISICHE
Supervisors
Relatore Cei, Fabrizio
Parole chiave
  • fabrizio cei
  • luca perrozzi
  • MEG
  • calibrazioni
  • calorimetro
  • ricostruzione degli eventi
Data inizio appello
23/05/2008;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
%Il seguente riassunto e' compilabile con un editor LATEX%

L'esperimento MEG si propone di ottenere un'evidenza sperimentale della non conservazione del sapore leptonico (in inglese ``Lepton Flavour Violation'', LFV) e si colloca nel filone di ricerca dei decadimenti rari non permessi dal Mo\-del\-lo Standard con neutrini privi di massa; lo scopo dell'esperimento \`e infatti l'osservazione del processo $\mu^{+}\rightarrow e^{+}\gamma$ con una sensibilit\`a sul rapporto di decadimento (in inglese ``Branching Ratio'', BR) pari a BR$_{(\mu\rightarrow e\gamma)}$ $\approx 10^{-13}$, inferiore di due ordini di grandezza rispetto al limite attuale posto dalla collaborazione MEGA (2001).\\
Nel Modello Standard con neutrini massivi, che include le oscillazioni dei neutrini, il processo $\mu^{+}\rightarrow e^{+}\gamma$ $\;$\`e predetto con un rapporto di decadimento non nullo, ma comunque non misurabile sperimentalmente (BR$_{(\mu\rightarrow e\gamma)}<10^{-50}$).
I processi LFV sono invece previsti nella quasi totalit\`a delle e\-sten\-sioni supersimmetriche del Modello Standard con valori del rapporto di decadimento molto pi\`u elevati, attorno a $10^{-12}\div10^{-14}$. Un'osservazione del processo $\mu^{+}\rightarrow e^{+}\gamma$ costituirebbe pertanto un'evidenza incontrovertibile in favore dei modelli supersimmetrici, mentre una non osservazione del decadimento sarebbe di grande utilit\`a nel porre limiti sempre pi\`u stringenti ai parametri liberi delle nuove teorie.\\

La segnatura del decadimento $\mu^{+}\rightarrow e^{+}\gamma$ $\;$a riposo \`e data dalla coincidenza di un positrone e di un fotone, emessi simultaneamente, con un angolo relativo di $180$┬░ ed un'energia di circa $52.8$ MeV ciascuno, pari a met\`a della massa del $\mu^{+}$.\\
Nell'esperimento MEG grande importanza rivestono la comprensione ed il controllo degli eventi di fondo, in cui vengono emesse particelle con caratteristiche simili a quelle di segnale e che possono essere rigettati solo grazie ad elevate risoluzioni sperimentali nella misura delle variabili cinematiche e temporali: energie, angolo relativo e tempo relativo dei prodotti di decadimento. Il rag\-giun\-gi\-men\-to di tali risoluzioni \`e una condizione indispensabile per la buona riuscita dell'esperimento.

Inoltre, per la realizzazione di una misura di precisione cos\`i spinta come quella richiesta per MEG, \`e necessario tenere sotto controllo tutti i parametri legati ai rivelatori, in modo da minimizzare le incertezze sistematiche dovute ad effetti strumentali. Per ottenere tali risultati \`e dunque necessaria un'accurata e costante operazione di Calibrazione e Monito\-raggio dell'intero apparato.\\

Il presente lavoro di tesi include un'attivit\`a di laboratorio ed una di analisi dati. La prima \`e consistita nella partecipazione alla misura dei parametri caratteristici dei fototubi in una stazione di test a Pisa ed all'allestimento del rivelatore, con particolare riferimento al montaggio delle sorgenti $\alpha$ di calibrazione del calorimetro. La seconda, svolta nell'ambito del gruppo di lavoro che si occupa dello sviluppo del software dell'esperimento, comprende l'implementazione di algoritmi per la ricostruzione delle variabili cinematiche delle particelle nei sottorivelatori e per l'automatizzazione delle procedure di calibrazione, uno studio sistematico della risoluzione temporale dell'apparato ed una prima analisi dei dati raccolti nel 2007, con la possibile identificazione di un campione di eventi di decadimento radiativo del muone. A conclusione della tesi verranno discusse le prospettive dei risultati ottenibili durante l'acquisizione dati prevista nel 2008.
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