ETD

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• SciFi
• scintillatori
• scintillators
• sistematiche
• systematics
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The thesis focuses on the characterization and optimization of the design of the ToF (Time of Flight) detector for the MuEDM experiment at PSI. By providing a measurement of the time of flight of the injected muons, the detector plays a crucial role in controlling the systematic effects of the experiment. To ensure an excellent time resolution, the detector was tested in the laboratory using a Strontium-90 radioactive source, while the actual time-of-flight measurement was obtained through the installation of the detector along the muon beamline during the MuEDM experiment beam time. Furthermore, the detector design was further optimized through Monte Carlo simulations.

The second part of the thesis work focuses on the future developments of the high-intensity muon beamlines that will be built at PSI and from which all precision experiments, including MuEDM, will benefit. Both for the initial characterization and for the subsequent beam-monitoring operations, two new detectors capable of meeting the requirements of the future high-intensity beamlines were studied. In particular, the thesis presents the studies that led to the definition of the final designs of the SciFi and MatriX beam-monitoring detectors.

La tesi si concentra sulla caratterizzazione e sull’ottimizzazione del disegno del rivelatore ToF (Time of Flight) dell’esperimento MuEDM al PSI. Fornendo una misura del tempo di volo dei muoni iniettati, il rivelatore svolge un ruolo cruciale nel controllo delle sistematiche dell’esperimento. Per garantire un’eccellente risoluzione temporale, il detector è stato testato in laboratorio mediante una sorgente radioattiva di Stronzio-90, mentre la misura effettiva del tempo di volo è stata ottenuta attraverso l’installazione del rivelatore lungo la linea di fascio di muoni durante il beam time dell’esperimento MuEDM. Inoltre, tramite simulazioni Monte Carlo, il disegno del rivelatore è stato ulteriormente ottimizzato. La seconda parte del lavoro di tesi è invece incentrata sugli sviluppi futuri delle linee di fascio di muoni ad alta intensità che verranno costruite al PSI e di cui beneficeranno tutti gli esperimenti di precisione, tra cui MuEDM. Sia per la caratterizzazione iniziale sia per le successive operazioni di monitoraggio del fascio, sono stati studiati due nuovi detector in grado di soddisfare i requisiti delle future linee ad alta intensità. Nella tesi sono infatti riportati gli studi che hanno portato alla definizione dei disegni finali dei rivelatori di monitoraggio fascio SciFi e MatriX.