Studio di algoritmi di tracciamento e ricostruzione di vertici di interazione nell'esperimento FOOT

L’adroterapia è un trattamento terapeutico per la cura dei tumori che prevede l’irradiamento della massa tumorale con fasci di particelle cariche adroniche con un’energia compresa tra 200-400 MeV/u. Questo trattamento consente una maggiore precisione e intensità rispetto alla convenzionale radioterapia, ma la possibilità di interazioni nucleari resta una fonte non trascurabile di incertezza del trattamento in quanto mancano dati riguardo le sezioni d’urto a questa scala di energia. L’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) si propone di colmare questa lacuna. Viene presentato un lavoro di studio di ottimizzazione dell’algoritmo di tracciamento del rivelatore di vertice svolto su un campione di dati simulati di un fascio di Ossigeno su un bersaglio di Carbonio. L’algoritmo base ha mostrato un’efficienza del 94.52%. Tramite due tagli sul χ2 (> 500 e > 50) del fit di traccia si è migliorata la purezza dell’algoritmo: nel primo caso si è ottenuta una purezza del 96.00% senza alterarne l’efficienza; nel secondo caso si è ottenuta una purezza del 99.02% perdendo molto poco sull’efficienza (94.49%). In seguito, è stato applicato un taglio che ha consentito la selezione esclusiva delle tracce relative ai frammenti primari. Tale approccio ha prodotto un’efficienza del 94.74% e una purezza del 94.82% nella ricostruzione delle tracce dei soli frammenti primari. A partire dalle tracce ottenute vengono ricostruiti i punti di vertice; questi risultano essere centrati intorno all’origine con una σ di ∼ 3 mm. E` generato in media un solo vertice per evento. I risultati ottenuti hanno evidenziato le prestazioni dell’algoritmo sviluppato, anche in confronto all’algoritmo implementato in SHOE. L’algoritmo discusso nella presente tesi ha preliminarmente dimostrato una valida alternativa nella ricostruzione delle tracce, risultando più efficiente a simile purezza. A ulteriore conferma, i due algoritmi hanno mostrato distribuzioni compatibili per le variabili selezionate.