Identificazione di carica e interazioni secondarie nel rivelatore MSD dell’esperimento FOOT

La presente tesi è stata sviluppata nell'ambito della Collaborazione FOOT (FragmentatiOn Of Target), che mira a misurare i processi nucleari rilevanti per l'adroterapia oncologica, per migliorarne efficacia e precisione dosimetrica. Dopo un'introduzione al ruolo dell'adroterapia nel trattamento di neoplasie solide e alle motivazioni fisiche e radiobiologiche dei suoi vantaggi, il lavoro analizza i processi di interazione nucleare tra gli ioni del fascio e i nuclei dei tessuti attraversati, evidenziando l'importanza di caratterizzare la frammentazione del proiettile e del bersaglio per la pianificazione del trattamento. Vengono poi presentati gli obiettivi e la metodologia dell'esperimento FOOT, con attenzione alle componenti dedicate allo studio della frammentazione del bersaglio e alle tecniche di ricostruzione di massa, carica e quantità di moto dei frammenti prodotti. La parte conclusiva è dedicata allo sviluppo di un algoritmo per la ricostruzione della carica dei frammenti secondari rivelati dal Micro Strip Detector (MSD) di FOOT. L'algoritmo è stato testato su due set di dati acquisiti al CNAO di Pavia nel settembre 2025 e ricostruiti con il software SHOE, senza bersaglio e con bersaglio di carbonio. Analizzando il profilo di rilascio energetico sui sei piani dell'MSD è possibile ricostruire eventi di frammentazione primaria e secondaria; il confronto tra la carica ricostruita e quella misurata dal ToF Wall (Time of Flight Wall) permette di individuare dove è avvenuta la frammentazione e valutarne l'accuratezza. Lo spettro della carica presenta sei picchi ben separati per Z = 1, ..., 6 e l'accuratezza globale rispetto al ToF Wall supera il 99% in entrambi i run. I disaccordi residui mostrano distribuzioni bimodali per i frammenti con Z ≤ 3, che suggeriscono errori del ToF Wall legati alla granularità del rivelatore: la ricostruzione di Zmsd è quindi un controllo indipendente della carica e recupera eventi di pile-up altrimenti analizzati erroneamente.