• MEG
• Trigger.µ
• violazione sapore leptonico

L'esperimento MEG si prefigge di ricercare il decadimento µ->e+gamma, che viola la conservazione del sapore leptonico, con una sensibilità sul rapporto di decadimento, BR=µ->e+gamma/µ->X, di 10^{-13}.

Il Modello Standard (MS) assume la conservazione completa del numero leptonico e quindi predice un valore nullo di BR ad ogni ordine della teoria. Con l'introduzione nel MS del fenomeno delle oscillazioni dei neutrini di Dirac si ottengono valori di BR non nulli, tuttavia non misurabili sperimentalmente BR circa 10^{-50}. Alcune classi di teorie Supersimmetriche di Grande Unificazione prevedono invece valori di BR vicini a 10^{-13}. L'esperimento MEG può quindi dare un importante contributo per ricercare nuova fisica oltre il MS.

Il suddetto limite di sensibilità è di ben due ordini di grandezza inferiore al limite sperimentale attuale, ottenuto dalla collaborazione MEGA. Il raggiungimento di tale obiettivo è possibile solo utilizzando il più intenso fascio continuo oggi esistente al mondo di µ (10^{8} µ/s), presente al Paul Scherrer Institute (PSI). La segnatura dell'evento risulta semplice quando i µ decadono a riposo nel laboratorio: il positrone ed il fotone sono emessi contemporaneamente, con energia definita ed in direzioni opposte. Una reiezione del fondo che garantisca il raggiungimento della sensibilità di progetto richiede l'utilizzo di rivelatori che abbiano risoluzioni molto spinte nella misura delle variabili cinematiche caratteristiche del processo. Per tali motivi il calorimetro elettromagnetico e lo spettrometro per i positroni sono stati progettati utilizzando le più avanzate tecnologie oggi disponibili.

L'apparato dell'esperimento MEG dovrà registrare i decadimenti di oltre 10^{13} muoni in condizioni di elevato affollamento. A questo scopo è stato progettato un sistema di Trigger che in tempo reale selezioni gli eventi di interesse.

Il sistema è basato sulla digitizzazione delle forme degli impulsi provenienti dai fotomoltiplicatori dell'apparato e sull'analisi in tempo reale delle forme d'onda con algoritmi implementati in FPGAs. Questo approccio garantisce da un lato una selezione veloce degli eventi e dall'altro la flessibilità del sistema di Trigger per far fronte ad eventuali altre esigenze dell'apparato sperimentale.

La simulazione dell'apparato ha consentito di individuare gli estimatori delle osservabili cinematiche (impulso, direzione e tempo di volo) delle particelle nello stato finale utili alla selezione degli eventi candidati µ->e+gamma.

Durante il mio lavoro di tesi ho contribuito allo sviluppo degli algoritmi di ricostruzione delle osservabili cinematiche, alla loro traduzione nei linguaggi utili all'implementazione sugli FPGA ed al loro test per mezzo di forma d'onda simulate. Ho provveduto alla definizione ed all'applicazione delle procedure per l'accettazione delle schede elettroniche che costituiscono il sistema di Trigger. Ho inoltre contribuito alla scrittura dei programmi di configurazione ed acquisizione delle schede che verranno inglobati nei programmi di acquisizione dati dell'esperimento. Ho infine partecipato all'acquisizione e alla successiva analisi di spettri di emissione di un generatore di fotoni da 9 MeV, che verrà utilizzato per la calibrazione del calorimetro elettromagnetico. La misura è stata eseguita con una scheda del sistema di Trigger opportunamente configurata affinché agisse simultaneamente come sistema di selezione degli eventi e di acquisizione