Lo studio dei neutrini

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1 Lo studio dei neutrini Mattia Beretta 5/3/2019, Evento di orientamento Fisica delle particelle

2 Cosa pensiamo di sapere: il modello standard LEPTONI QUARK MASSA FORZE 1/20

3 Cosa pensiamo di sapere: il modello standard LEPTONI QUARK MASSA NEUTRINI FORZE Vettori in spazio dei parametri m ν = 0 Solo interazione debole: bassa probabilità di interazione Rivelatori dedicati (sezione d urto) Energia mancante Sensibili Grandi 1/20 2/20

4 Il neutrino: cosa (non) sappiamo Osservazione sperimentali? 2/20 3/20

5 Il neutrino: cosa (non) sappiamo Osservazione sperimentali? Oscillazione di sapore Interazione Base di sapore Base di Massa Trasporto 2/20 4/20

6 Il neutrino: cosa (non) sappiamo Osservazione sperimentali? Oscillazione di sapore Interazione Base di sapore Base di Massa Trasporto i neutrini hanno massa Non sono standard 2/20 5/20

7 Quali domande ci sono massa natura Quanto vale? Perché è così piccola? Da dove viene? Come li rappresento? 3/20 6/20

8 Quali domande ci sono massa natura Quanto vale? Perché è così piccola? Da dove viene? Come li rappresento? Lo studio dei neutrini dà nuove informazioni Definizione dei limiti del modello standard Validazione di nuove teorie 3/20 7/20

9 Qua in bicocca? 4/20 8/20

10 Qua in bicocca? 4/20 9/20

11 Qua in bicocca? 10/20 4/20

12 Qua in bicocca? 11/20 4/20

13 Qua in bicocca? 12/20 4/20

14 E per ogni progetto... Più fasi nel raggiungimento dell obiettivo 13/20 5/20

15 E per ogni progetto... Più fasi nel raggiungimento dell obiettivo Prototipi Software Performance Ricerca e sviluppo 14/20 5/20

16 E per ogni progetto... Più fasi nel raggiungimento dell obiettivo Prototipi Performance Montaggio Verifica Software Ricerca e sviluppo Messa in opera (Commissioning) 15/20

17 E per ogni progetto... Più fasi nel raggiungimento dell obiettivo Prototipi Performance Montaggio Verifica Presa dati analisi Software Ricerca e sviluppo Messa in opera (Commissioning) Misura 16/20 5/20

18 Cosa vuol dire studiare i neutrini? Come è possibile fare la propria parte? Cosa aspetta chi si avventura? 17/20 6/20

19 Cosa vuol dire studiare i neutrini? Vi porto un esempio: Come è possibile fare la propria parte? Il mio Cosa aspetta chi si avventura? 18/20 6/20

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24 Perchè il decadimento beta? Trasformazione nucleare mediata dalla forza debole e - Decadimento beta Nucleo candidato 23/20 8/20

25 Perchè il decadimento beta? Trasformazione nucleare mediata dalla forza debole e - Decadimento beta Decadimento doppio beta (2νββ) Nucleo candidato 24/20 8/20

26 Perchè il decadimento beta? Trasformazione nucleare mediata dalla forza debole e - Decadimento beta Decadimento doppio beta (2νββ) Decadimento doppio beta senza ν (0νββ) Processo oltre il Modello Standard Nucleo candidato 25/20 8/20

27 Come si cerca un decadimento? e - e - E depositata 26/20 9/20

28 Come si cerca un decadimento? e - trasduttore Segnale elettronico e - Calcolo A E depositata 27/20 9/20

29 Come si cerca un decadimento? e - trasduttore e - E depositata Per ogni impulso calcolo A 28/20 9/20

30 Come si cerca un decadimento? e - e - E depositata Istogramma delle ampiezze (Spettro) 29/20

31 Si attende una forma particolare Spettro degli elettroni 30/20 10/20

32 Si attende una forma particolare Spettro degli elettroni e - e - 2νββ 31/20 10/20

33 Si attende una forma particolare e - Spettro degli elettroni e - e - 2νββ e - 0νββ No energia mancante: picco nello spettro 32/20 10/20

34 Si attende una forma particolare e - Spettro degli elettroni...idealmente e - e - 2νββ e - 0νββ No energia mancante: picco nello spettro 33/20 10/20

35 In realtà è una sfida 1% Quanto bene distinguo le energie 10% Simulando cosa può succedere 2νββ 0νββ fondo F O N D O 34/20 11/20

36 In realtà è una sfida 1% Quanto bene distinguo le energie 10% Simulando cosa può succedere 2νββ 0νββ fondo F O N D O Non distinguo nulla 35/20 11/20

37 Ricerca del doppio beta senza neutrini (0νββ) 36/20 12/20

38 Alto guadagno Prova di fenomeni oltre il Modello Standard Ricerca del doppio beta senza neutrini (0νββ) 37/20 12/20

39 Alto guadagno 1ton isotopo: <10 eventi/anno Prova di fenomeni oltre il Modello Standard Ricerca del doppio beta senza neutrini (0νββ) Alto rischio 38/20 12/20

40 Basso fondo Selezione 0νββ Tempi lunghi Grande massa 39/20 13/20

41 Basso fondo Selezione Lavoro in ambienti controllati 0νββ Tempi lunghi Laboratori sotterranei Grande massa Radiazione cosmica 40/20 13/20

42 Basso fondo In energia Lavoro in ambienti controllati 0νββ Selezione? In particella Tempi lunghi Grande massa elettrone altro Laboratori sotterranei Radiazione cosmica 41/20 13/20

43 Basso fondo In energia Lavoro in ambienti controllati 0νββ Selezione? In particella Tempi lunghi Grande massa elettrone altro ~ 1 ton 5 anni Laboratori sotterranei Radiazione cosmica 42/20 13/20

44 Prima esperienza: tesi triennale Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Bravo a capire chi è chi 43/20 14/20

45 Prima esperienza: tesi triennale Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Bravo a capire chi è chi A mano impulso per impulso 44/20 14/20

46 Prima esperienza: tesi triennale Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Bravo a capire chi è chi MACHINE LEARNING Software che osserva gli impulsi... A mano impulso per impulso..a cui insegno come distinguerli 45/20 14/20

47 Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 46/20 15/20

48 Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Addestramento 47/20 15/20

49 Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Addestramento 48/20 15/20

50 Presa dati analisi Rete neurale per l analisi degli impulsi di CUORE-0 Addestramento Classificazione La tecnica funziona......ma va espansa 49/20 15/20

51 Proseguendo: Tesi Magistrale Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce Cristallo + radiazione = luce Rivelatore di luce La luce emessa dipende dalla particella 50/20 16/20

52 Proseguendo: Tesi Magistrale Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce Cristallo + radiazione = luce Rivelatore di luce La luce emessa dipende dalla particella Prototipi Diversi cristalli Software Performance Diversi rivelatori 51/20 16/20

53 Proseguendo: Tesi Magistrale Provare un nuovo rivelatore, basato sulla luce Cristallo + radiazione = luce Rivelatore di luce La luce emessa dipende dalla particella Prototipi Software Performance Diversi cristalli Diversi rivelatori Building Science 52/20 16/20

54 Ad oggi... Adesso (PhD) lavoro in CUPID... Cuore Upgrade with Particle IDentification 53/20

55 Ad oggi... Adesso (PhD) lavoro in CUPID... Cuore Upgrade with Particle IDentification Energia + Luce 54/20

56 Ad oggi... Adesso (PhD) lavoro in CUPID... Cuore Upgrade with Particle IDentification Making Science Energia + Luce 55/20

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59 Prototipi Performance Software Ricerca e sviluppo Montaggio Verifica Messa in opera (Commissioning) Presa dati analisi Misura

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62 GRAZIE PER L ATTENZIONE! Domande? Dubbi? Perplessità? Critiche? mattia.beretta@mib.infn.it U1-b 4to piano, Stanza 4039 Per approfondire: 61/20 20/20