Lo studio dei neutrini - Mattia Beretta 5/3/2019, Evento di orientamento - Fisica delle particelle - Bicocca
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Lo studio dei neutrini
Mattia Beretta
5/3/2019, Evento di orientamento – Fisica delle particelle
Cosa pensiamo di sapere: il modello standard
LEPTONI QUARK MASSA
FORZE
1/20
Cosa pensiamo di sapere: il modello standard
LEPTONI QUARK MASSA
FORZE
NEUTRINI
• Vettori in spazio dei parametri
• mν = 0
Solo interazione debole: bassa probabilità di interazione
(sezione d’urto)
Rivelatori Energia
dedicati mancante
Sensibili Grandi 1/20
2/20
Il neutrino: cosa (non) sappiamo
Osservazione
sperimentali
?
2/20
3/20
Il neutrino: cosa (non) sappiamo
Osservazione
sperimentali
?
Oscillazione di sapore
Base di Base di
Interazione
sapore
≠ Massa
Trasporto
2/20
4/20
Il neutrino: cosa (non) sappiamo
Osservazione
sperimentali
?
Oscillazione di sapore
Base di Base di
Interazione
sapore
≠ Massa
Trasporto
i neutrini hanno massa Non sono standard
2/20
5/20
Quali domande ci sono
massa natura
Quanto vale?
Come li rappresento?
Perché è così piccola?
Da dove viene?
3/20
6/20
Quali domande ci sono
massa natura
Quanto vale?
Come li rappresento?
Perché è così piccola?
Da dove viene?
Lo studio dei neutrini dà nuove informazioni
Definizione dei limiti del Validazione di nuove
modello standard teorie
3/20
7/20
Qua in bicocca?
4/20
8/20
Qua in bicocca?
4/20
9/20Qua in bicocca?
4/20
10/20Qua in bicocca?
4/20
11/20Qua in bicocca?
4/20
12/20E per ogni progetto ...
Più fasi nel raggiungimento dell’obiettivo
5/20
13/20E per ogni progetto ...
Più fasi nel raggiungimento dell’obiettivo
Prototipi
Performance
Software
Ricerca e sviluppo
5/20
14/20E per ogni progetto ...
Più fasi nel raggiungimento dell’obiettivo
Prototipi
Montaggio Verifica
Performance
Software
Messa in opera
Ricerca e sviluppo (Commissioning)
5/20
15/20E per ogni progetto ...
Più fasi nel raggiungimento dell’obiettivo
Prototipi
Presa dati
Montaggio Verifica
Performance analisi
Software
Messa in opera
Ricerca e sviluppo (Commissioning) Misura
5/20
16/20Cosa vuol dire studiare i neutrini?
Come è possibile fare la propria parte?
Cosa aspetta chi si avventura?
6/20
17/20Cosa vuol dire studiare i neutrini?
Vi porto un esempio:
Come è possibile fare la propria parte?
Il mio
Cosa aspetta chi si avventura?
6/20
18/20Perchè il decadimento beta?
Trasformazione nucleare e-
mediata dalla forza debole
Decadimento beta
Nucleo
candidato
8/20
23/20Perchè il decadimento beta?
Trasformazione nucleare e-
mediata dalla forza debole
Decadimento beta
Decadimento doppio beta (2νββ)
Nucleo
candidato
8/20
24/20Perchè il decadimento beta?
Trasformazione nucleare e-
mediata dalla forza debole
Decadimento beta
Decadimento doppio beta (2νββ)
Decadimento doppio beta
senza ν (0νββ)
Processo oltre il Modello Standard Nucleo
candidato
8/20
25/20Come si cerca un decadimento?
e-
e-
E depositata
9/20
26/20Come si cerca un decadimento?
e- Segnale
trasduttore
elettronico
Calcolo A
e-
E depositata
9/20
27/20Come si cerca un decadimento?
e-
trasduttore
e-
E depositata Per ogni impulso
calcolo A
9/20
28/20Come si cerca un decadimento?
e-
e-
E depositata
Istogramma delle ampiezze
(Spettro)
9/20
29/20Si attende una forma particolare
Spettro degli elettroni
10/20
30/20Si attende una forma particolare
Spettro degli elettroni
e-
e-
2νββ
10/20
31/20Si attende una forma particolare
Spettro degli elettroni
e-
e-
e- e-
2νββ
0νββ
No energia mancante: picco nello spettro 10/20
32/20Si attende una forma particolare
Spettro degli elettroni
e-
e-
...idealmente
e- e-
2νββ
0νββ
No energia mancante: picco nello spettro 10/20
33/20In realtà è una sfida
1% Quanto bene distinguo le energie 10%
Simulando
cosa può
succedere
F
2νββ O
0νββ N
D
fondo O
11/20
34/20In realtà è una sfida
1% Quanto bene distinguo le energie 10%
Simulando
cosa può
succedere
F
2νββ O
0νββ N
D
fondo O
Non distinguo
nulla
11/20
35/20Ricerca del
doppio beta senza
neutrini (0νββ)
12/20
36/20Alto guadagno
Ricerca del
doppio beta senza
neutrini (0νββ)
Prova di
fenomeni oltre
il Modello
Standard
12/20
37/201ton isotopo:
Basso fondo
Selezione
0νββ
Tempi lunghi
Grande massa
13/20
39/20Basso fondo
Lavoro in
ambienti
controllati
Selezione
0νββ
Laboratori
Tempi lunghi sotterranei
Radiazione
Grande massa cosmica
13/20
40/20Basso fondo In energia
Lavoro in
ambienti
controllati
Selezione
In particella
0νββ ?
Laboratori
Tempi lunghi sotterranei
elettrone altro
Radiazione
Grande massa
✔ ✘ cosmica
13/20
41/20Basso fondo In energia
Lavoro in
ambienti
controllati
Selezione
In particella
0νββ ?
Laboratori
Tempi lunghi sotterranei
elettrone altro
~ 1 ton Radiazione
Grande massa
✔ ✘
5 anni
cosmica
13/20
42/20Prima esperienza: tesi triennale
Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
Bravo a capire
chi è chi
14/20
43/20Prima esperienza: tesi triennale
Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
Bravo a capire
chi è chi
A mano impulso
per impulso
14/20
44/20Prima esperienza: tesi triennale
Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
Bravo a capire MACHINE
chi è chi LEARNING
Software che osserva
gli impulsi...
A mano impulso ..a cui insegno come
per impulso distinguerli
14/20
45/20Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
15/20
46/20Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
Addestramento
15/20
47/20Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
Addestramento
15/20
48/20Presa Rete neurale per l’analisi degli impulsi di CUORE-0
dati
analisi
✘
✔ ✘
Classificazione
La tecnica
funziona...
Addestramento ...ma va espansa
15/20
49/20Proseguendo: Tesi Magistrale
Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce
Cristallo + radiazione = luce
Rivelatore di luce La luce emessa dipende
dalla particella
16/20
50/20Proseguendo: Tesi Magistrale
Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce
Cristallo + radiazione = luce
Rivelatore di luce La luce emessa dipende
dalla particella
Diversi
Prototipi cristalli
Performance
Software Diversi
rivelatori
16/20
51/20Proseguendo: Tesi Magistrale
Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce
Cristallo + radiazione = luce
Rivelatore di luce La luce emessa dipende
dalla particella
Diversi
Prototipi cristalli
Building
Performance Science
Software Diversi
rivelatori
16/20
52/20Ad oggi ...
Adesso (PhD) lavoro
in CUPID ...
Cuore Upgrade with Particle IDentification
53/20Ad oggi ...
Adesso (PhD) lavoro
in CUPID ...
Cuore Upgrade with Particle IDentification
Energia + Luce
54/20Ad oggi ...
Adesso (PhD) lavoro
in CUPID ...
Cuore Upgrade with Particle IDentification
Energia + Luce
Making
Science
55/20Prototipi
Montaggio Presa dati
Performance
Verifica analisi
Software
Ricerca e Messa in opera
Misura
sviluppo (Commissioning)GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
Domande? Dubbi?
Perplessità? Critiche?
mattia.beretta@mib.infn.it
Per approfondire:
http://neutrinos.fnal.gov/
U1-b 4to piano, Stanza 4039
20/20
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