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L’esperimento SND@LHC e il gruppo di Bologna
SND@LHC è un nuovo genere di esperimento nel panorama della fisica delle particelle.
In virtù delle sue caratteristiche uniche, è stato approvato dal CERN con l’obiettivo di realizzarlo in tempi brevi. Ha ricevuto l’OK a Marzo 2021, sarà installato entro fine anno e raccoglierà dati al Large Hadron Collider dal 2022 al 2025.
SND@LHC osserverà per la prima volta in modo diretto neutrini di altissima energia (TeV) prodotti nelle collisioni protone-protone di LHC. Tutte e tre le specie di neutrino ( elettronico, muonico, tauonico ) saranno studiate.
I neutrini sono oggi l’unica anomalia certa nella fisica delle particelle. Perché, in contrasto con quanto teorizzato nel Modello Standard, hanno una massa non-nulla. E non la ricevono dal meccanismo di Higgs. Deve esistere un qualcosa a noi ancora sconosciuto. Ma finora i dati sulle interazioni dei neutrini con la materia sono incompleti. Gli studi con neutrini dell’elettrone sono rari. Quelli con neutrini del tau rarissimi.
Il detector di SND@LHC è compatto (0.6×0.8×2.5 metri cubi). È posto nel tunnel di LHC a 480 m da ATLAS e intercetta l’intenso flusso di neutrini emessi a piccolissimo angolo nelle collisioni protone-protone. Interagendo con il materiale/bersaglio di SND@LHC (0.8 ton di tungsteno) i neutrini producono particelle che attraversano piani di emulsioni nucleari e fibre scintillanti, i cui segnali rendono possibile la ricostruzione e la visualizzazione dell’evento. A valle del bersaglio, piani di scintillatori plastici letti da fotodiodi di silicio (SiPM), inseriti tra blocchi di ferro, identificano la specie del neutrino e misurano l’energia rilasciata nell’interazione.
Il team INFN di Bologna contribuisce sia al rivelatore elettronico che allo scan e analisi delle emulsioni. Ecco alcune alcune foto prese durante la costruzione e il test delle camere con matrici di scintillatori sottili.
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*** Argomenti per tesi di laurea magistrale o di laurea triennale
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Documentazione:
- 2021 technical proposal
- Presentazione di M. Dallavalle al Consiglio di Sezione del 7/12/2021
- Overview talk di F.L.Navarria at TAU2021
- Physics potential of an experiment using LHC neutrinos, N Beni et al 2019 J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 46 115008
- Further studies on the physics potential of an experiment using LHC neutrinos, N Beni et al 2020 J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 47 125004