Metodi di calibrazione e ricostruzione degli eventi nell ... - MEG

1.4 Il decadimento µ + → e + γ 15
Rµ dei fasci impiegati (espressa in Hz) e le risoluzioni “larghezza a metà altezza” (in inglese
“Full Width Half Maximum”, FWHM) sulle variabili cinematiche Ee, Eγ, teγ, θeγ ottenute nei
vari esperimenti sono mostrate in tabella 1.5 e confrontate con quanto atteso per MEG (ultima
riga) 4 . L’illustrazione grafica dell’evoluzione temporale del limite su BR (µ→eγ) è mostrata in
figura 1.9.
Esperimento Anno Rµ (s −1 ) ∆Ee ∆Eγ ∆teγ ∆θeγ Duty Cycle Limite (90%C.L.) Ref.
TRIUMF 1977 2 × 10 5 10% 8.7% 6.7ns - 100% < 3.6 × 10 −9 [34]
SIN 1980 5 × 10 5 8.7% 9.3% 1.4ns - 100% < 1.0 × 10 −9 [35]
LANL 1982 2.4 × 10 6 8.8% 8.0% 1.9ns 37mrad 6.4% < 1.7 × 10 −10 [36]
Crystal Box 1988 3 × 10 5 8.0% 8.0% 1.8ns 87mrad (6..9)% < 4.9 × 10 −11 [37]
MEGA 1999 1.5 × 10 7 1.2% 4.5% 1.6ns 15mrad (6..7)% < 1.2 × 10 −11 [29, 30]
MEG 2010 3 × 10 7 0.7 ÷ 0.9% 4% 0.15ns 18mrad 100% < 1 × 10 −13 [38]
Tabella 1.5: Evoluzione del limite per il BR del processo µ + → e + γ
L’esame di questa tabella mostra che, grazie all’elevata intensità del fascio utilizzato e alle
risoluzioni che si prefigge di raggiungere, l’esperimento MEG potrà migliorare l’attuale limite
sul rapporto di decadimento del processo µ + → e + γ di circa due ordini di grandezza [38].
Figura 1.9: Evoluzione nel tempo del limite al 90% di C.L. sul B.R. per il processo µ + → e + γ
1.4.2 Segnatura del decadimento e fondi
La segnatura del decadimento µ + → e + γ (mµ ≈ 105.66 MeV [2]) con µ a riposo è data dalla
coincidenza di un positrone ed un fotone, emessi simultaneamente con un angolo relativo di
180 ◦ ed un’energia di circa 52.83 MeV ciascuno, come illustrato in fig. 1.10. I fondi presenti
nell’esperimento sono principalmente due:
1. il fondo “fisico” (o “correlato”);
2. il fondo “accidentale”, dovuto a coincidenze casuali tra positroni e fotoni all’interno della
finestra temporale ∆teγ di sensibilità dell’esperimento.
4 D’ora in poi indicheremo con ∆x la risoluzione sperimentale FWHM della variabile x; analogamente per le
altre. Indicheremo invece con δx la semi-larghezza della finestra di ricerca del segnale per la variabile x. Ad es.
per una variabile x con distribuzione gaussiana si può definire una finestra di ricerca con probabilità del 90% di
trovare il segnale. La larghezza di questa finestra è 1.4 · ∆x, da cui δx = 0.7 · ∆x