Study of the sensitivity of the XENON1T experiment with the profile likelihood method

Oggi sappiamo che la materia ordinaria rappresenta solo una piccola parte dell'intero contenuto in massa dell'Universo. L'ipotesi dell'esistenza della Materia Oscura, un nuovo tipo di materia che interagisce solo gravitazionalmente e, forse, tramite la forza debole, è stata avvalorata da numerose evidenze su scala sia galattica che cosmologica. Gli sforzi rivolti alla ricerca delle cosiddette WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), il generico nome dato alle particelle di Materia Oscura, si sono moltiplicati nel corso degli ultimi anni. L'esperimento XENON1T, attualmente in costruzione presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) e che sarà in presa dati entro la fine del 2015, segnerà un significativo passo in avanti nella ricerca diretta di Materia Oscura, che si basa sulla rivelazione di collisioni elastiche su nuclei bersaglio. XENON1T rappresenta la fase attuale del progetto XENON, che ha già realizzato gli esperimenti XENON10 (2005) e XENON100 (2008 e tuttora in funzione) e che prevede anche un ulteriore sviluppo, chiamato XENONnT. Il rivelatore XENON1T sfrutta circa 3 tonnellate di xeno liquido (LXe) e si basa su una Time Projection Chamber (TPC) a doppia fase. Dettagliate simulazioni Monte Carlo della geometria del rivelatore, assieme a specifiche misure della radioattività dei materiali e stime della purezza dello xeno utilizzato, hanno permesso di predire con accuratezza il fondo atteso. In questo lavoro di tesi, presentiamo lo studio della sensibilità attesa per XENON1T effettuato tramite il metodo statistico chiamato Profile Likelihood (PL) Ratio, il quale nell'ambito di un approccio frequentista permette un'appropriata trattazione delle incertezze sistematiche. In un primo momento è stata stimata la sensibilità usando il metodo semplificato Likelihood Ratio che non tiene conto di alcuna sistematica. In questo modo si è potuto valutare l'impatto della principale incertezza sistematica per XENON1T, ovvero quella sulla emissione di luce di scintillazione dello xeno per rinculi nucleari di bassa energia. I risultati conclusivi ottenuti con il metodo PL indicano che XENON1T sarà in grado di migliorare significativamente gli attuali limiti di esclusione di WIMPs; la massima sensibilità raggiunge una sezione d'urto σ=1.2∙10-47 cm2 per una massa di WIMP di 50 GeV/c2 e per una esposizione nominale di 2 tonnellate∙anno. I risultati ottenuti sono in linea con l'ambizioso obiettivo di XENON1T di abbassare gli attuali limiti sulla sezione d'urto, σ, delle WIMPs di due ordini di grandezza. Con tali prestazioni, e considerando 1 tonnellata di LXe come massa fiduciale, XENON1T sarà in grado di superare gli attuali limiti (esperimento LUX, 2013) dopo soli 5 giorni di acquisizione dati.

When Beauty Goes to Sleep: an analysis of the symbolism behind the sleeping beauty tale

Approaching the world of the fairy tale as an adult, one soon realizes that things are not what they once seemed during story time in bed. Something that once appeared so innocent and simple can become rather complex when digging into its origin. A kiss, for example, can mean something else entirely. I can clearly remember my sister, who is ten years older than I am, telling me that the fairy tales I was told had a mysterious hidden meaning I could not understand. I was probably 9 or 10 when she told me that the story of Sleeping Beauty, which I used to love so much in Disney’s rendering, was nothing more than the story of an adolescent girl, with all the necessary steps needed to become a woman, the bleeding of menstruation and the sexual awakening - even though she did not really put it in these terms. This shocking news troubled me for a while, so much so that I haven’t watched that movie since. But in reality it was not fear that my sister had implanted in me: it was curiosity, the feeling that I was missing something terribly important behind the words and images. But it was not until last year during my semester abroad in Germany, where I had the chance to take a very interesting English literature seminar, that I fully understood what I had been looking for all these years. Thanks to what I learned from the work of Bruno Bettelheim, Jack Zipes, Vladimir Propp, and many other authors that wrote extensively about the subject, I feel I finally have the right tools to really get to know this fairy tale. But what I also know now is that the message behind fairy tales is not to be searched for behind only one version: on the contrary, since they come from oral traditions and their form was slowly shaped by centuries of recountals and retellings, the more one digs, the more complete the understanding of the tale will be. I will therefore look for Sleeping Beauty’s hidden meaning by looking for the reason why it did stick so consistently throughout time. To achieve this goal, I have organized my analysis in three chapters: in the first chapter, I will analyze the first known literary version of the tale, the French Perceforest, and then compare it with the following Italian version, Basile’s Sun, Moon, and Talia; in the second chapter, I will focus on the most famous and by now classical literary versions of Sleeping Beauty, La Belle Au Bois Dormant, written by the Frenchman, Perrault, and the German Dornröschen, recorded by the Brothers Grimm’s; finally, in the last chapter, I will analyze Almodovar’s film Talk to Her as a modern rewriting of this tale, which after a closer look, appears closely related to the earliest version of the story, Perceforest.