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Rivelatori al quarzo per fasci di particelle

crysbeam-news-thumb“Vedere” particelle di alta energia è un’operazione che richiede la costruzione di rivelatori speciali che sfruttano particolari fenomeni di interazione delle particelle con la materia. L’effetto Cherenkov è uno di questi – ovvero la produzione di lampi di luce blu (o ultra-violetta) da parte di una particella che attraversa un materiale (un “radiatore”). Si verifica qualora la particella attraversa il radiatore con una velocità superiore alla velocità della luce nello stesso, effetto analogo al “bang” degli aerei supersonici quando superano la velocità del suono.

Questo fenomeno è usato dai ricercatori del progetto CRYSBEAM dell’INFN (finanziato con fondi europei dell’ERC – Consolidator Grant) per costruire rivelatori di particelle in cui il radiatore è costituito di quarzo sintetico che ha la proprietà di essere trasparente alla luce dell’effetto Cherenkov. Il quarzo sintetico può essere messo in una camera a vuoto di un acceleratore per “vedere” le particelle dentro l’acceleratore.

CRYSBEAM ha appena terminato una settimana di presa-dati alla Beam Test Facility (BTF) dei Laboratori Nazionali di Frascati unitamente a ricercatori appartenenti al Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire (Orsay, France). Grazie alla grande stabilità di fascio della BTF e sfruttando elettroni da 450 MeV , il team congiunto ha studiato diversi tipi di radiatori accoppiati con rivelatori di luce di varia natura, in modo da trovare “l’occhio giusto” per il radiatore migliore.

Questi dati consentiranno di progettare e costruire un rivelatore da installare sugli acceleratori del CERN (il Super Proton Synchrotron e il Large Hadron Collider – LHC) per osservare, nell’ambito dell’esperimento UA9, particelle estratte dal fascio primario con una tecnica basata su cristalli di silicio piegati.