Ricerc@Sapienza

Lo studio di oggetti astrofisici extra-galattici e dei loro meccanismi di funzionamento, nonché la ricerca della materia oscura sono dei campi di grande interesse scientifico. I neutrini astrofisici di alta energia possono essere usati come portatori di informazione sulle sorgenti che li hanno emessi e possono essere rivelati, sulla Terra, per mezzo di grandi telescopi per neutrini come KM3NeT (dimensioni di più di 1 km cubo), che è in costruzione nel Mar Mediterraneo. Questi telescopi sono ottimizzati per la rivelazione di neutrini muonici che, interagendo nelle vicinanze dell'apparato sperimentale, danno luogo ad un muone, che, libero di viaggiare per lunghe distanze in acqua, può essere rivelato e la sua traccia ricostruita grazie alla luce Cherenkov indotta dal suo passaggio nel mezzo. Per questo, KM3NeT consisterà in un array tridimensionale di foto-sensori disposti su stringhe verticali ancorate al fondo marino. La caratteristica nuova di KM3NeT sta nell'uso di moduli ottici con all'interno 31 mini-fotomoltiplicatori (PMT), questo permette di incrementare le informazioni sulla direzione degli eventi osservati e le risoluzioni spaziali e temporali dei segnali e quindi una migliore ricostruzione delle tracce dei muoni originati dalle interazioni di neutrini. A questo scopo è fondamentale una corretta calibrazione dei PMT. Il progetto di ricerca qui presentato si pone l'obiettivo di usare il fondo di fotoni prodotto dal decadimento del Potassio 40 disciolto in mare come utile strumento per la calibrazione dei PMT all'interno dei singoli moduli ottici. Le coppie di fotoni originate nel decadimento possono essere viste da PMT adiacenti "contemporaneamente": lo studio dei tempi di arrivo dei segnali permette di calibrare l'elettronica dei PMT e di valutarne l'efficienza, inoltre, la frequenza temporale dei segnali del 40K può fornire una stima della stabilità del guadagno dei PMT.