Sviluppo di un sistema di trigger per studi di efficienza del nuovo rivelatore di vertice per l'esperimento FOOT

L’adroterapia è una tecnica oncologica che utilizza fasci di protoni o ioni pesanti per concentrare la dose nella regione tumorale sfruttando il rilascio di energia nel picco di Bragg. La precisione della tecnica è tuttavia limitata dalle incertezze sulle interazioni nucleari tra fascio e tessuti, che producono frammenti secondari alterando la distribuzione della dose. In questo contesto si inserisce l’esperimento FOOT dell’INFN, volto a misurare le sezioni d’urto di frammentazione nucleare per l’adroterapia e la radioprotezione spaziale. L’apparato di FOOT comprende diversi rivelatori per ricostruire le proprietà dei frammenti, tra cui un rivelatore di vertice fondamentale per ricostruire il punto di interazione e le tracce delle particelle. L’attuale rivelatore di vertice usa sensori MIMOSA-28, con risoluzione spaziale di 10 μm ma con un tempo di lettura di 185 μs, limitante ad alti rate. Per questo è in corso l’upgrade a sensori MIMOSIS-2.1, che offrono migliori prestazioni temporali e una maggiore capacità di acquisizione. Questo lavoro di tesi riguarda lo sviluppo e lo studio di un sistema di trigger per caratterizzare i sensori MIMOSIS-2.1. Vengono descritte la scelta dei rivelatori per il trigger, la logica di coincidenza e l’analisi temporale dei segnali, volta a verificare la sincronizzazione tra i sistemi di lettura. Infine, viene presentata l’analisi preliminare dell’efficienza dei chip con i dati della Beam Test Facility dei Laboratori Nazionali di Frascati. Nell’intervallo di soglia operativo per l’esperimento FOOT (15-35 unità ADC), l'efficienza globale di ricostruzione si mantiene intorno al 95%, mentre la maggior parte dei singoli chip mostra efficienze tra il 70% e l’85%; un singolo chip presenta prestazioni inferiori che saranno oggetto di ulteriori verifiche.