L’ipotetico bosone X17: studio delle prestazioni di scintillatori plastici per un esperimento a n_TOF - CERN

Nella seguente dissertazione verrà studiato il comportamento di diversi fotomoltiplicatori accoppiati a bacchette di scintillatori plastici, in vista di un futuro esperimento presso la facility di tempi di volo n_TOF situata al CERN di Ginevra. In particolare, l'esperimento consisterà nello studio di un'anomalia nella correlazione angolare delle coppie elettrone-positrone emesse nella diseccitazione di uno stato eccitato dell'elio. Tale anomalia potrebbe rivelarsi di cruciale importanza, in quanto possibile indice dell'esistenza di un nuovo bosone leggero, detto X17. Dopo aver discusso le motivazioni scientifiche che sottendono al progetto di ricerca, vengono presentate le caratteristiche della facility n_TOF, della sala sperimentale EAR2, e dell'apparato sperimentale, con particolare enfasi sui rivelatori a scintillazione, su cui è incentrata la parte finale della tesi. Nell'ultima sezione è illustrata un'analisi qualitativa dei dati acquisiti in un esperimento di collaudo di scintillatori plastici, che verranno utilizzati nel futuro esperimento sull'ipotetico bosone X17. In particolare, vengono studiate le risposte di due diversi rivelatori, costituiti da una bacchetta di scintillatore plastico accoppiata a due tubi fotomoltiplicatori differenti, per determinare quale dei due si adatta meglio alle esigenze del futuro esperimento. Dall'analisi condotta è stato determinato quale PMT produce un segnale migliore, risultando il più indicato per il futuro esperimento.