Simulazione della risposta di fotomoltiplicatori al silicio utilizzati come rivelatori di elettroni

In questa tesi viene studiata la risposta dei Silicon Photomultipliers (SiPM) utilizzati come rivelatori di elettroni, con particolare riferimento al loro possibile impiego nell’esperimento ALICE 3 presso il Large Hadron Collider (LHC). Questa possibilità si basa sull’utilizzo della radiazione Cherenkov per distinguere gli elettroni dalle altre particelle cariche a bassi/medi impulsi, creando quindi un rivelatore Cherenkov a soglia. Dopo una panoramica sui rivelatori al silicio e sul funzionamento dei SiPM, viene presentata un'analisi sperimentale condotta presso la facility PS-T10 del CERN, dove alcuni SiPM sono stati testati esponendoli a fasci di particelle cariche. I dati raccolti sono stati utilizzati per validare una simulazione Monte Carlo in C++, che modella la produzione di fotoni Cherenkov e la risposta del sensore in diverse configurazioni. Grazie a tale programma di simulazione sono state studiate le prestazioni dei SiPM al variare di alcuni parametri come l’indice di rifrazione o il volume del gas utilizzato come radiatore Cherenkov, dimostrando che un rivelatore di questo tipo può essere in grado di fornire una hadron rejection prossima al 100% con un’efficienza di rivelazione per elettroni compresa tra il 50% e il 90%, dipendente dal tipo di setup simulato.