Collaborazione ICARUS – A.Menegolli, Univ. di Pavia e INFN Pavia Distinzione di eventi di ne (CC) da eventi di nm (NC) nella TPC ad argon liquido ICARUS T600 Collaborazione ICARUS – A.Menegolli, Univ. di Pavia e INFN Pavia SIF @ Brescia, 23/09/2004

Anodo: 3 piani di fili (a ±60º e 0º) ICARUS T600 LAr agisce come bersaglio e rivelatore m Catodo Argon (87 K) e- e- e- e- E e- e- E e- e- Rivelatore T600 Anodo: 3 piani di fili (a ±60º e 0º) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

A. Menegolli - ICARUS Coll. ICARUS T600: Camera a bolle elettronica Grande volume di LAr, continuamente sensibile e self-triggering Viste 3D di eventi ionizzanti (PID tramite dE/dx) Buon calorimetro omogeneo di grana molto fine (3 x 3 x 0.2 mm3) ed elevata accuratezza. 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Tipologia degli eventi ne (CC) e nm (NC) Uno degli scopi principali di ICARUS e` lo studio dei processi di neutrino, per la misura dei parametri di oscillazione. Per questo risulta fondamentale la distinzione tra interazione di ne in CC: e interazione di nm in NC: La tecnica della TPC deve dimostrare quanto precisa sia la misura dell’energia rilasciata nell’argon liquido dagli sciami e.m. prodotti nel decadimento del p0 in due fotoni. 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Ricerca di eventi adronici con produzione di mesoni neutri La ricerca di eventi con produzione di p0 e` stata compiuta sui dati registrati da ICARUS T600 nell’estate del 2001 a Pavia. Un software apposito fornisce il display (2D) degli eventi: Tempo di deriva Sciame e.m. dal g del decadimento p0 gg Coordinata filo (3mm pitch) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

A. Menegolli - ICARUS Coll. Run 975 evento 100 Camera Destra t (cm) p g1, g2 Vista di Induzione II u (cm) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

A. Menegolli - ICARUS Coll. Run 975 evento 44 Camera sinistra t (cm) g1,g2 ,g3 Vertice primario u (cm) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

g4 g3 g2 g1 Run 975 evento 65 Camera Sinistra Produzione associata di h0 e p0 Le masse misurate risultano: g4 m (g1g2) = 510.4 ± 61.2 MeV/c2 m (g3g4) = 121.8 ± 14.3 MeV/c2 g3 g2 g1 Consistenti con l’ipotesi di produzione associata di h0 e p0 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Strumenti per la ricostruzione degli sciami 1. Hit finding sui fili delle camere; 2. Identificazione di tutti gli hit dello sciame analizzato; 3. Ricostruzione dell’energia depositata; 4. Ricostruzione della direzione del g; 5. Massa invariante dei sistemi gg associati all’evento studiato. 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

A. Menegolli - ICARUS Coll. Software di analisi ANATRA (ANAlysis of TRAcks) fornisce un display delle viste di ICARUS, e fornisce strumenti di analisi per misure di range-energia delle tracce singole e per la misura dell’energia degli sciami e.m. 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Ricerca e ricostruzione dei segnali Ricerca degli hit : algoritmi standard che distiguono i picchi di segnale al di sopra di un fondo di rumore ad alta e bassa frequenza Per le misure calorimetriche necessari due parametri: a) La posizione del picco : associata alla coordinata-tempo per la quale il segnale e` massimo; b) L’area del picco : calcolata come la somma di tutti i conteggi di ADC che appartengono al picco (sottratta la baseline). 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Ricostruzione dello sciame e.m. t (cm) Solo i picchi all’interno della poligonale verde (tracciata attorno allo sciame) sono selezionati per la ricostruzione in energia indica un picco ricostruito nella vista di Collezione u (cm) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Energia dello sciame Viene calcolata secondo la formula: che tiene conto di: energia depositata sui fili (Areai ); attenuazione del segnale in argon liquido ( eti-t0/te ); ricombinazione degli elettroni nell’argon liquido (A, KQ , dE/dx). conversione da ADC a MeV (Cal); 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Misura della direzione dei fotoni Le coordinate spaziali del vertice primario e dei punti di inizio degli sciami sono selezionate direttamente dal display del programma su due viste 2D; l’angolo q12 tra due sciami viene quindi ricostruito dalle coordinate spaziali dei versori dei due fotoni che producono gli sciami; a questo punto si puo`calcolare la massa invariante del sistema gg: 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Calibrazione MC con FLUKA Gli algoritmi per la misura dell’energia degli sciami sono stati calibrati con un’analisi MC (FLUKA) di varie tipologie di eventi con produzione di sciami e.m.: Vista di Collezione g1 g2 Compton Evento di decadimento di p0 a riposo in ICARUS T600 simulato con FLUKA 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Distribuzione della massa invariante (sinistra) e dell’energia totale (destra) di 60 sistemi gg selezionati in interazioni adroniche di p- da 2 GeV su Ar, simulate con FLUKA e misurate con ANATRA, dopo la calibrazione in energia 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

Risultati preliminari con eventi reali Distribuzione di massa invariante gg per 35 eventi reali candidati . Il best fit con una gaussiana sopra un fondo polinomiale da: mgg= 145.5 ± 8.5 MeV/c2 (~6%) 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.

A. Menegolli - ICARUS Coll. Conclusioni L’analisi preliminare di alcuni eventi reali di ICARUS T600 con produzione di mesoni neutri suggerisce la correttezza dei metodi utilizzati per l’analisi degli sciami e.m., e quindi per la distinzione di eventi ne (CC) da nm (NC). Nel prossimo futuro il lavoro sara` finalizzato alla raccolta di una statistica piu` elevata in modo da ridurre gli errori statistici e per meglio valutare le performance delle routines di analisi. Sono attualmente in fase di studio alcune routines per una ricostruzione piu` automatica degli sciami e.m., che si basano sui parametri fisici degli sciami stessi. 23/09/2004 A. Menegolli - ICARUS Coll.