Relatore
Descrizione
I processi di neutrino a bassa energia che coinvolgono i nuclei rappresentano uno strumento fondamentale per lo studio delle interazioni deboli e della struttura nucleare. Il processo dominante a queste energie è quello di diffusione coerente ed elastica di neutrini sui nuclei (CE$\nu$NS), misurato per la prima volta sull’argon soltanto nel 2020. Parallelamente a questo canale elastico, possono avvenire anche interazioni inelastiche di neutrini sui nuclei, che causano l’eccitazione degli stati nucleari a bassa energia e che possono essere mediate da correnti cariche o neutre. Lo studio di questi processi sui nuclei di argon è particolarmente rilevante, data la grande diffusione di esperimenti di neutrini e di materia oscura che utilizzano argon come materiale bersaglio. Nonostante ciò, non sono disponibili misure sperimentali per i processi inelastici di neutrini su argon, che risultano essere difficili da descrivere anche da un punto di vista teorico, data la necessità di avere una comprensione approfondita della struttura nucleare.
Ho dunque rivisitato il calcolo delle sezioni d’urto inelastiche, sia per le interazioni a corrente debole neutra che carica, concentrandomi sulla stima degli elementi di matrice nucleari, necessari a descrivere le transizioni che avvengono all’interno del nucleo a seguito dell’interazione col neutrino. Per affinare tali stime, ho considerato le misure disponibili su nuclei specchio dell’argon, che ci si attende presentino caratteristiche analoghe, e le misure di scattering di fotoni su argon.
I miglioramenti nel calcolo delle sezioni d’urto per i processi inelastici di neutrino su argon sono rilevanti al fine di stimare il numero di eventi inelastici attesi in esperimenti come il futuro rivelatore da 750 kg di argon della collaborazione COHERENT e l’esperimento di materia oscura DarkSide-20k.
