Studio del flusso di neutroni e della funzione di risoluzione nell'esperimento n_TOF al CERN

La tesi è incentrata sullo studio del flusso di neutroni e della funzione di risoluzione del progetto n_TOF al CERN di Ginevra. Dopo aver ricordato le motivazioni scientifiche e tecnologiche che stanno alla base di questo progetto di collaborazione internazionale, si trattano sommariamente alcune delle più importanti applicazioni della fisica neutronica e si descrive la facility di Ginevra. Nella parte finale del lavoro si presenta una misura di precisione ottenuta dal flusso di neutroni utilizzato nell'esperimento n_TOF nel 2012, la cui conoscenza è di fondamentale importanza per la misura di sezioni d'urto di reazioni indotte da neutroni. L'esperimento n_TOF ha proprio lo scopo di misurare sezioni d'urto di reazioni indotte da neutroni, in particolare reazioni di fissione e cattura neutronica. Ad n_TOF si utilizza un fascio di protoni, accelerato a 20 GeV dal ProtoSincrotrone del CERN, per crearne due di neutroni, uno verticale e uno orizzontale, tramite spallazione nucleare indotta su un bersaglio di Piombo. Dalle analisi dei dati si deduce come questo studio possa essere maggiormente ottimizzato migliorando la funzione di risoluzione energetica dei neutroni, attraverso simulazioni Monte Carlo.

Test hardware del secondo batch di schede ROD per il layer 2 del pixel detector dell'esperimento ATLAS al CERN

In questa tesi viene seguito il lavoro di test delle schede ROD del layer 2 del Pixel Detector dell’ esperimento ATLAS, che mira a verificare la loro corretta funzionalità, prima che vengano spedite nei laboratori del CERN. Queste nuove schede gestiscono i segnali in arrivo dal Pixel Detector di ATLAS, per poi inviarli ai computer per la successiva elaborazione. Le schede ROD andranno a sostituire le precedenti schede SiROD nella catena di acquisizione dati dell’esperimento, procedendo dal nuovo strato IBL, e proseguendo con i tre layer del Pixel Detector, corroborando l’aggiornamento tecnologico e prestazionale necessario in vista dell’incremento di luminosità dell’esperimento.

The AEgIS experiment at CERN for the measurement of antihydrogen gravity acceleration

The Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy (AEgIS) experiment is conducted by an international collaboration based at CERN whose aim is to perform the first direct measurement of the gravitational acceleration of antihydrogen in the local field of the Earth, with Δg/g = 1% precision as a first achievement. The idea is to produce cold (100 mK) antihydrogen ( ¯H) through a pulsed charge exchange reaction by overlapping clouds of antiprotons, from the Antiproton Decelerator (AD) and positronium atoms inside a Penning trap. The antihydrogen has to be produced in an excited Rydberg state to be subsequently accelerated to form a beam. The deflection of the antihydrogen beam can then be measured by using a moir´e deflectometer coupled to a position sensitive detector to register the impact point of the anti-atoms through the vertex reconstruction of their annihilation products. After being approved in late 2008, AEgIS started taking data in a commissioning phase in 2012. This paper presents an outline of the experiment with a brief overview of its physics motivation and of the state-of-the-art of the g measurement on antimatter. Particular attention is given to the current status of the emulsion-based position detector needed to measure the ¯H sag in AEgIS.

NA61/SHINE facility at the CERN SPS: beams and detector system

NA61/SHINE (SPS Heavy Ion and Neutrino Experiment) is a multi-purpose experimental facility to study hadron production in hadron-proton, hadron-nucleus and nucleus-nucleus collisions at the CERN Super Proton Synchrotron. It recorded the first physics data with hadron beams in 2009 and with ion beams (secondary 7Be beams) in 2011. NA61/SHINE has greatly profited from the long development of the CERN proton and ion sources and the accelerator chain as well as the H2 beamline of the CERN North Area. The latter has recently been modified to also serve as a fragment separator as needed to produce the Be beams for NA61/SHINE. Numerous components of the NA61/SHINE set-up were inherited from its predecessors, in particular, the last one, the NA49 experiment. Important new detectors and upgrades of the legacy equipment were introduced by the NA61/SHINE Collaboration. This paper describes the state of the NA61/SHINE facility — the beams and the detector system — before the CERN Long Shutdown I, which started in March 2013.

Testing the Weak Equivalence Principle with an antimatter beam at CERN

The goal of the AEgIS experiment is to measure the gravitational acceleration of antihydrogen – the simplest atom consisting entirely of antimatter – with the ultimate precision of 1%. We plan to verify the Weak Equivalence Principle (WEP), one of the fundamental laws of nature, with an antimatter beam. The experiment consists of a positron accumulator, an antiproton trap and a Stark accelerator in a solenoidal magnetic field to form and accelerate a pulsed beam of antihydrogen atoms towards a free-fall detector. The antihydrogen beam passes through a moir ́e deflectometer to measure the vertical displacement due to the gravitational force. A position and time sensitive hybrid detector registers the annihilation points of the antihydrogen atoms and their time-of-flight. The detection principle has been successfully tested with antiprotons and a miniature moir ́e deflectometer coupled to a nuclear emulsion detector.