Enhanced NeUtrino BEams from kaon Tagging (ENUBET)

La nuova generazione di esperimenti sulla fisica del neutrino avrà come principale scopo la risposta ad alcune domande sulle proprietà di queste elusive particelle tra le quali la determinazione della gerarchia di massa e la misura di una possibile violazione della simmetria CP nel settore leptonico. Per avere una solida misura della violazione di CP é necessaria una ottima conoscenza delle sezione d’urto dei neutrini elettronici, quantità che al momento è affetta dall’errore sistematico maggiore tra quelli che entrano in gioco nella ricerca di questo fenomeno.

ENUBET è un progetto finanziato dalla comunità europea (ERC Consolidator Grant 2015) il cui obiettivo è quello di fornire ai fisici una tecnologia innovativa per la produzione di una sorgente intensa e ben controllata di neutrino elettronici.

Il nuovo approccio per una misura della sezione d’urto proposto da ENUEBT si basa sul monitoraggio dei positroni ad ampio angolo provenienti dal decadimento a tre corpi del mesone K+ → e+νeπ0 instrumentando una linea di fascio convenzionale con calorimetri di tipo shashlik letti con fotomoltiplicatori al silicio. Inoltre per avere ridurre il fondo indotto dai pioni neutri (che, dal solo sciame, possono essere confusi con i positroni) i calorimetri saranno affiancati da dei “Photon veto” sempre costituiti da scintillatori plastici.

 

Attività svolte a Bologna

Il gruppo di Bologna ha la responsabilità di due “Working Package” del progetto:

  • WP2 il cui obiettivo è quello di progettare e costruire un prototipo del rivelatore con cui instrumentare la linea di fascio di lunghezza longitudinale ridotta (3 m) e una copertura azimutale di circa il 50%. Questo rilevatore deve anche dimostrare la fattibilità dell’identificazione del positrone in condizioni realistiche.
  • WP4 il cui obiettivo è progettare e realizzare un sistema in grado di separare positrioni da pioni carichi con una risoluzione temporale di qualche nanosecondo.

Il gruppo di Bologna, in stretta collaborazione con l’officina meccanica della sezione di Bologna, si è inoltre occupato della realizzazione dei prototipi testati in questi anni sulle linee di fascio del CERN.

In figura è mostrato il primo prototipo di modulo shashlik realizzato in sezione e costituito da 5 strati di scintillatori plastici alternati a 5 strati di assorbitori in ferro.

Qui sopra un pezzo del calorimetro a lettura laterale esposto alla linea di fascio T9 del CERN durante un test del Settembre 2018 con doppietti di foton veto nella parte inferiore. Il gruppo di Bologna si è interamente occupato della verniciatura delle tiles di scintillatore plastico e dell’incollaggio delle fibre WLS collaborando strettamente sia con i Servizi Tecnici Generali che con l’officina meccanica per quanto riguarda tutta la fase di lavorazione delle tiles di scintillatore (taglio a misura, realizzazione degli scassi in cui incollare le fibre,…). 

L’elettronica di amplificazione e lettura dei SiPM utilizzati per il photon veto è stata realizzata, sempre a Bologna, dal Servizio di Elettronica e i prototipi sono sempre stati testati alle linee di fascio del CERN mostrando di soddisfare i requisiti richiesti dal progetto.

Il gruppo ENUBET Bologna

 

Link utili

 

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