Sviluppo di un setup per la caratterizzazione sperimentale di rivelatori ed elettronica per l’esperimento Siddharta

Questo lavoro di tesi si inserisce nell’ambito del progetto Siddharta, un esperimento di fisica nucleare che si propone di accrescere le conoscenze odierne riguardo la forza nucleare forte. Per farlo, Siddharta si presuppone di misurare correttamente lo spostamento e l’ampiezza 􀀀 della riga di emissione K nell’idrogeno kaonico. Per effettuare correttamente tali misure spettroscopiche è necessario sviluppare sensori ed elettronica di lettura adeguata alla specifiche richieste dall’esperimento. Siddharta è stato già effettuato in una sua prima versione, e da questa sono stati tratti dati significativi; d’altra parte, si sono riscontrati problemi di rumore nelle misure effettive, e un secondo esperimento, Siddharta 2, è pertanto in via di progettazione. A questo scopo i rivelatori impiegati sono stati riprogettati, così che sia possibile ottenere una migliore risoluzione energetica rispetto alla prima versione. A tal proposito un diverso sensore ed un diverso preamplificatore sono stati sviluppati, e devono dunque essere testati. Tutti i rivelatori devono essere accuratamente testati e caratterizzati prima di poter essere montati ed utilizzati ai fini dell’esperimento. A causa del numero considerevole di rivelatori necessari, una procedura di testing interamente manuale è molto lenta e poco ottimizzata. Scopo principale del presente lavoro di tesi è il progetto di una suite per i test sistematic dei rivelatori e dell’elettronica dell’esperimento Siddharta. Inoltre, è stato svolto un lavoro di caratterizzazione di diverse versioni di un preamplificatore di carica che sarà presente nella seconda versione di Siddharta. La tesi è composta da 5 capitoli; il primo introduce Siddharta, la prima versione dell’esperimento e le scelte che sono state fatte successivamente riguardo Siddharta 2. Il secondo capitolo descrive SFERA, un ASIC sviluppato in laboratorio per l’acquisizione di segnali di sensori per radiazioni. Nel terzo capitolo viene mostrato l’intero progetto della scheda di controllo, a partire dalle specifiche fino al layout finale e le misure ottenute. Il capitolo successivo riporta le modalità di test del preamplificatore CUBE e i risultati ottenuti. In ultimo, il quinto capitolo riporta i test effettuati sulla parte meccanica del setup dei sensori per Siddharta 2, e le modifiche per il futuro.