Relatore
Descrizione
L'esperimento MEG II si trova al Paul Scherrer Institute, in Svizzera, e sta cercando il decadimento $\mu^+\rightarrow e^++\gamma$, fortemente soppresso nel Modello Standard, con una branching ratio $BR_{SM}(\mu^+\rightarrow e^++\gamma) \sim 10^{-54}$. Questo valore è molti ordini di grandezza al di sotto rispetto alla sensibilità sperimentale attualmente raggiungibile, per cui l'osservazione di un segnale sarebbe una prova inequivocabile di Nuova Fisica. MEG II raccoglierà dati fino al 2026, con l’obiettivo di raggiungere una sensibilità sulla branching ratio di $6\times 10^{-14}$. Combinando i primi dati raccolti nel 2021 con il risultato finale di MEG, è stato possibile ottenere il limite superiore più stringente mai ottenuto fino ad oggi sulla branching ratio: $BR(\mu^+\rightarrow e^++\gamma)<3.1\times 10^{-13}$ @ 90$%$ C.L..
L’apparato sperimentale di MEG II è costituito da un rivelatore di fotoni, in particolare un calorimetro a LXe, e uno spettrometro per la ricostruzione del positrone, costituito da un magnete superconduttore e una camera a deriva cilindrica riempita con una miscela a base di elio e isobutano, con l'aggiunta di una piccola percentuale di O$_2$ e alcol isopropilico.
Operando con un fascio di muoni con rate nel range di $(3\div5)\cdot10^7 \mu$/s, questa miscela ha dimostrato condizioni operative molto stabili con una rate di invecchiamento inferiore rispetto alle aspettative. Queste caratteristiche rendono la miscela interessante non solo per la collaborazione MEG II, ma anche per futuri esperimenti che operano ad alte rate.
L'obiettivo del nostro studio è quello di caratterizzare miscele di gas con composizioni basate sulla miscela di MEG II, focalizzandoci sulla velocità di deriva e sull’attachment degli elettroni di ionizzazione. Per ottenere queste misure, abbiamo sviluppato un setup ottimale che utilizza una Time Projection Chamber illuminata da un laser UV. I risultati di questo studio si vanno ad inserire in un contesto più ampio legato allo studio di nuove miscele di gas per futuri esperimenti che operano ad alte rate.
