Studio di identificazione di frammenti nucleari nell'ambito dell'esperimento FOOT

L’esperimento FOOT è un progetto di fisica nucleare approvato nel 2017 con l’obiettivo di misurare le sezioni d’urto relative a processi di frammentazione nucleare tra un fascio di protoni o ioni e un bersaglio, in un intervallo di energia tipico dell’adroterapia e della radioprotezione spaziale. Ad oggi il progetto conta 101 membri appartenenti a 10 diverse sezioni INFN e coinvolge numerosi laboratori e università italiane e internazionali. Al fine di misurare queste sezioni d’urto, risulta fondamentale identificare univocamente i frammenti nucleari prodotti. In questa tesi è stato effettuato uno studio sull’identificazione dei frammenti prodotti in seguito all’urto tra un fascio di 16O, avente energia cinetica pari a 200 MeV/u, e un bersaglio fisso di polietilene (C2H4). L’analisi è stata effettuata sui dati simulati dal programma FLUKA, includendo le risoluzione sperimentali di tutti i sottorivelatori ottenute da test effettuati su fascio. In primo luogo, considerando gli 8 frammenti maggiormente prodotti (1H, 4He, 7Li, 9Be, 11B, 12C, 14N, 16O), è stato effettuato uno studio sulla ricostruzione della carica z ottenendo una risoluzione percentuale tra il 5% per 1H e il 2% per 16O. In secondo luogo, è stata realizzata una ricostruzione del numero di massa A attraverso metodi diretti e con l’uso di un metodo di fit basato sulla minimizzazione di una funzione di χ2. La migliore risoluzione percentuale di A è risultata del 3% per i frammenti pesanti e del 4% per quelli leggeri. E` stata dimostrata la capacità dell’esperimento nel fornire l’identificazione dei frammenti prodotti, primo passo per la misura delle sezioni d’urto di interesse.