Studio della stabilità della misura della luminosità presso l'esperimento ATLAS utilizzando il rivelatore LUCID

La luminosità è un parametro molto importante nella fisica degli acceleratori in quanto permette di calcolare la sezione d'urto di qualunque processo e fornisce informazioni in tempo reale sulle prestazioni dell'acceleratore (LHC). Quindi è necessario utilizzare una tecnica per effettuare misure di luminosità che dia un risultato preciso e che al contempo sia estremamente rapida. Sono già stati sviluppati algoritmi che possiedono queste caratteristiche ma non saranno più applicabili dal 2025 quando avverrà un aggiornamento di LHC e si entrerà nella fase ad alta luminosità dell'acceleratore. Quindi è necessario sviluppare un algoritmo che rispetti i requisiti sopra citati e che sia applicabile anche in condizioni di alta luminosità. A questo scopo sono stati sviluppati due nuovi algoritmi basati sulla carica registrata dai rivelatori di LUCID, il luminometro presente presso l'esperimento ATLAS). Per essere applicati con successo questi algoritmi devono rispettare tre requisiti: la baseline registrata deve essere costante per tutta la presa dati, l'algoritmo deve essere lineare rispetto alla luminosità, ovvero deve essere in grado di misurare con precisione la luminosità a prescindere dal suo valore, e l'algoritmo deve essere stabile durante l'intera presa dati. Lo scopo di questa tesi è proprio la verifica dei tre requisiti sopracitati. In seguito allo studio effettuato si è riscontrato che i primi due requisiti sono soddisfatti in quanto le oscillazioni della baseline sono inferiori al 2% e gli effetti dovuti alla non linearità influiscono al più per il 2% sul valore della misura. Escludendo un periodo iniziale caratterizzato da una forte instabilità dovuta a un problema nella calibrazione, la stabilità temporale degli algoritmi studiati è inferiore al 4% nel lato A. Per quanto riguarda il lato C, invece, si è osservata una deriva temporale di circa il 10%, probabilmente dovuta a problemi nella calibrazione o al deterioramento dell'apparato sperimentale.