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L'esperimento ATOMKI ha osservato un'anomalia nella distribuzione angolare della produzione interna di coppie nella transizione 7Li(p,e+e-)8Be. Questa anomalia può essere interpretata come la presenza di un "fotone oscuro", mediatore di una eventuale quinta forza, relativa all'interazione delle particelle con particelle di materia oscura.
L'esperimento MEG II è stato costruito con lo scopo di osservare il decadimento raro del muone in un fotone e un positrone. Esso è quindi composto da un calorimetro a Xe liquido e uno spettrometro magnetico, rivelatori per fotone e positrone rispettivamente. Un acceleratore Cockroft Walton viene utilizzato per produrre fotoni per la calibrazione del calorimetro a Xe liquido.
Questo produce protoni con energia fino a un massimo di circa 1 MeV che vanno ad impattare su un bersaglio di ossido di Litio. Può essere dunque prodotto lo stato eccitato del Be studiato ad ATOMKI.
E' quindi possibile ripetere questa misura con più precisione a MEG II, utilizzando il Cockroft Walton e la camera a deriva dello spettrometro magnetico. Delle simulazioni preliminari mostrano come sia possibile confermare o escludere il risultato di ATOMKI in poche settimane di presa dati.
La mia attività di ricerca consiste nel preparare la misura del "fotone oscuro" con i detector di MEG II. Lavorerò allo sviluppo delle simulazioni dell'evento, in particolare la simulazione dell'interazione dei protoni prodotti dal Cockroft Walton e della geometria del bersaglio con il quale i protoni interagiscono.
Svilupperò la simulazione di efficienza e risoluzione con GEANT4, e la tenuta termo-meccanica del bersaglio con ANSYS. Parteciperò inoltre alla presa dati al Paul Scherrer Institut (Villigen, Svizzera) dove si trovano i detector dell'esperimento MEG II, in modo da seguire dal vivo lo sviluppo della misura, intervenendo sull'hardware o sul software se necessario. Successivamente lavorerò all'analisi dei dati presi.