Misura dell'efficienza di fotomoltiplicatori al Silicio per la rivelazione di fotoni nel lontano ultravioletto

Diversi esperimenti recenti di fisica fondamentale, come alcuni per la ricerca del doppio beta decay senza neutrini oppure per la ricerca di materia oscura, sono basati sulla rivelazione di fotoni nel lontano ultravioletto (FUV), come la scintillazione di gas nobili liquefatti quali Argon (128 nm) o Xenon (175 nm). Rivelare lunghezze d' onda di questo tipo può risultare arduo con i tradizionali fotomoltiplicatori a vuoto (PMT) per via della riduzione della loro efficienza in quella regione dello spettro elettromagnetico, oltre ad un'elevata probabilità di assorbimento di fotoni UV da parte dei più comuni materiali utilizzati per le finestre dove è depositato il fotocatodo. Ulteriori complicazioni possono derivare dalle condizioni sperimentali delle misure, come ad esempio il contatto del fototubo con il mezzo attivo raffreddato a temperature criogeniche, a causa dell' incremento di resistività nel fotocatodo, o la presenza di campi magnetici. A tutto ciò si può ovviare con l'uso di fotomoltiplicatori al Silicio (SiPM), rivelatori a stato solido ad elevata efficienza e guadagno interno, insensibili ai campi magnetici e con ottimo funzionamento a basse temperature. Il lavoro di questa tesi consiste in una serie di misure, svoltesi presso i Laboratori Nazionali di Legnaro, per ricostruire la curva di efficienza di foto-rivelazione (PDE) in funzione della lunghezza d'onda di un prototipo di SiPM, prodotto dalla Fondazione Bruno Kessler di Trento. Per selezionare le varie lunghezze d'onda si utilizza un monocromatore a reticolo che può operare in regime di vuoto. Le curve di PDE sono ricavate invece dalle misure delle foto-correnti in PMT calibrati e nel SiPM da analizzare, focalizzandosi sulla loro forma in funzione della lunghezza d'onda più che sul loro valore assoluto. Lo scopo principale di queste misure è infatti di determinare la configurazione ottimale per la rivelazione di fotoni nel FUV. Verranno posti in evidenza i limiti dell' apparato sperimentale e gli errori sistematici che questi comportano nella misura delle correnti, presentando metodologie di analisi atte a ridurre il loro impatto nel calcolo della PDE