Ottimizzazione di TRACE, un array di rivelatori segmentati di silicio, per lo studio di reazioni di trasferimento a LNL

Il disegno dell’array di rivelatori segmentati di silicio ProtoTRACE, il quale verrà accoppiato con lo spettrometro per raggi gamma GALILEO presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (INFN-LNL), è stato ottimizzato per lo studio di reazioni di trasferimento. In particolare si è determinata la configurazione ottimale per lo studio degli stati di cluster α nel nucleo 32S tramite la reazione di trasferimento 28Si(7Li,3H)32S. Con il programma FRESCO è stata determinata la distribuzione angolare della reazione in esame per 3 diversi stati del nucleo 32S: lo stato fondamentale 0+, il primo stato eccitato 2+ con energia di eccitazione 2.23 MeV e il secondo stato eccitato 0+ con energia di eccitazione 3.78 MeV. Le sezioni d’urto differenziali calcolate sono state successivamente integrate da un apposito programma scritto in C++, che determina il counting rate (numero di eventi rivelati al secondo) per ogni posizione ipotizzata per l’array. In particolare, per l’array si è considerata una configurazione a scatola a base quadrata. Per ottenere risultati realistici si sono determinati con il programma GEANT4 i limiti imposti dalla struttura della camera di reazione e dalle componenti elettroniche tramite una rappresentazione tridimensionale dell’array di rivelatori all’interno della camera. Con delle simulazioni si è inoltre verificato che l’elettronica non introducesse un effetto ombra, perdendo così informazione. I limiti trovati variando i parametri dei rivelatori (distanza dal bersaglio lungo l’asse del fascio, distanza dal fascio e inclinazione) sono stati poi introdotti nel programma in C++. Ciò ha permesso di studiare solo le configurazioni realmente compatibili con la strumentazione sperimentale. Si è dunque calcolato il counting rate per le varie combinazioni di parametri che caratterizzano il rivelatore, determinando i valori massimi è stato possibile determinare la configurazione ottimale per il canale di interesse. Si osserva che per ogni stato la distanza dall’asse del fascio è la minima possibile in accordo con la struttura sperimentale e vale 6.8 cm. Per lo stato fondamentale e il secondo stato eccitato, entrambi con momento angolare Jπ=0+, le configurazioni ottimali coincidono e si trovano a una distanza dal bersaglio lungo l’asse del fascio di 6.7 cm e un’inclinazione di 8°. Per il primo stato eccitato 2+ la configurazione ottimale si ottiene invece a inclinazione nulla e a una distanza lungo l’asse del fascio di 0.9 cm. Grazie ai risultati ottenuti nel processo di ottimizzazione discusso in questa tesi, si è sviluppato un sistema di supporto per i rivelatori di ProtoTRACE, i quali verranno impiegati nella prossima campagna sperimentale di GALILEO.