Esperimento FOOT: prima presa dati al GSI

L’esperimento FOOT ha come obiettivo lo studio dei processi di frammentazione nucleare che avvengono durante i trattamenti adroterapici. Al fine di includere nei sistemi di pianificazione dei trattamenti i contributi dovuti a tali processi, lo scopo dell’esperimento è quello di effettuare misure di sezioni d’urto differenziali in funzione dell’angolo e dell’energia dei frammenti prodotti con una risoluzione del 5%. Nel mese di Aprile 2019, presso il centro di ricerca GSI, l’esperimento FOOT ha acquisto run di dati utilizzando un fascio di ioni ossigeno a 400 MeV/u. L’analisi condotta nel presente lavoro di tesi è basata su un run dedicato alla calibrazione dello scintillatore presente nell’apparato e tre run di frammentazione, dai quali è stato possibile effettuare un'analisi preliminare di identificazione dei frammenti prodotti. I dati a disposizione per la calibrazione sono stati acquisiti indirizzando il fascio di ioni ossigeno direttamente sulla superficie dello scintillatore. Si è verificata la corretta calibrazione del rivelatore tramite la ricostruzione del valore di carica delle particelle incidenti: come atteso, poiché il fascio era costituito da ioni ossigeno, il valore di carica ricostruito è risultato distribuito attorno ad 8. A partire dai dati della calibrazione è stato possibile realizzare la distribuzione dei segnali in carica dei run di frammentazione, in cui sono stati evidenziati picchi ben distinti in corrispondenza di diversi depositi di energia dovuti alle diverse cariche dei frammenti prodotti. Infine, è stato possibile analizzare il tempo di volo dei frammenti e valutare la risoluzione temporale del sistema TOF: si è visto che il tempo di volo dei frammenti è determinato con una risoluzione pari a 89 ps. Le performance dello scintillatore previsto per l'apparato sperimentale FOOT, sia dal punto di vista di ricostruzione dei frammenti sia di risoluzione del tempo di volo, soddisfano i requisiti richiesti dall’esperimento.