Study of the track reconstruction in the FOOT experiment for Hadrontherapy

In adroterapia vengono utilizzati fasci di ioni (protoni e ioni carbonio) per il trattamento di tumori profondi; queste particelle possiedono molti vantaggi rispetto ai fotoni utilizzati nella radioterapia convenzionale. Il profilo dose-profondità di questi ioni è caratterizzato da una bassa dose nel canale di entrata e da un massimo molto pronunciato situato alla fine del loro range, chiamato picco di Bragg, la cui profondità dipende dall'energia del fascio. Inoltre gli ioni più pesanti del protone, come il carbonio o l'ossigeno, mostrano un'efficacia biologica maggiore nella regione del picco di Bragg, aprendo così alla possibilità di trattare anche tumori ipossici. Tuttavia il problema più grande nell'utilizzo di questi ioni è la loro frammentazione nucleare che causa una dose non nulla oltre il picco di Bragg. Nei trattamenti con fasci di protoni invece, è la frammentazione del bersaglio ad essere un problema: una conoscenza corretta e approfondita di questo fenomeno sarebbe davvero importante per valutare la reale efficacia biologica dei protoni. L'esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) è stato proposto proprio per fare luce su questi aspetti: il suo obiettivo finale è quello di misurare la sezione d'urto dei frammenti pesanti, con Z>2, con un'incertezza massima del 5% e il loro spettro energetico con una risoluzione dell'ordine di 1-2 MeV/u, così da ottenere una migliore caratterizzazione radiobiologica dei protoni. In questa tesi si intende studiare come si determinano i momenti dei frammenti ricostruendo le loro tracce in campo magnetico usando il filtro di Kalman. Inoltre vengono sviluppati e discussi due algoritmi che hanno lo scopo di assegnare correttamente le hit con le tracce.