The FOOT experiment: Trigger and Data Acquisition (TDAQ) development and data analysis

L’adroterapia è una tecnica di radioterapia esterna nella quale vengono utilizzati fasci di ioni (protoni e ioni più pesanti) ad alta energia per il trattamento di tumori profondi: tali particelle hanno una distribuzione dose-profondità nel tessuto molto favorevole, caratterizzata da un basso rilascio di dose nel canale di entrata e un massimo pronunciato (picco di Bragg) vicino alla fine del loro percorso. In tali trattamenti devono essere prese in considerazione anche le interazioni nucleari: le particelle del fascio possono frammentare nel corpo umano rilasciando una dose non nulla oltre il picco di Bragg mentre i frammenti dei nuclei del paziente possono modificare la dose rilasciata nei tessuti sani. L’entità di tali effetti è attualmente oggetto di studio vista l’assenza di misure sulle sezioni d’urto di interesse. Anche il campo della radioprotezione spaziale può trarre benificio da queste misure poiché i rischi per la salute causati dalla radiazione spaziale rimangono un grande problema da affrontare: per questo motivo si studiano modelli di rischio che attualmente risentono della significativa mancanza di dati sulle sezioni d’urto. L’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) è composto da due apparati indipendenti e complementari, una Emulsion Cloud Chamber e un apparato elettronico composto da alcuni rivelatori che forniscono misure ridondanti delle quantità cinematiche dei frammenti nucleari prodotti dalle interazioni tra il fascio ed il bersaglio. FOOT ha l’obiettivo di misurare le sezioni d’urto differenziali sia in angolo che in energia cinetica, informazioni fondamentali per rispondere ai problemi aperti. In questa tesi sono presentati sia lo sviluppo del sistema di trigger e acquisizione dati (TDAQ) per l’apparato elettronico dell’esperimento sia una prima analisi dei dati del fascio di 16O a 400 MeV/u su un bersaglio di carbonio acquisiti a luglio 2021 presso il GSI (Darmstadt, Germania) oltre ad un confronto, quando possibile, con altre misure attualmente disponibili.