Studio delle prestazioni di un rivelatore a luce Cherenkov ad acqua di forma esagonale per l’esperimento SWGO

This thesis work is related with the SWGO experiment, an observatory that will be built in the southern hemisphere with a wide field of view. Its objective is to search for high energy photon sources (between 100 GeV and 100 TeV). The experiment will measure the particles of extensive air showers with water Cherenkov detectors. In this work it is analysed a double layer tank with hexagonal shape. The upper level has the scope of counting all the particles of the shower that cross the detector, in this layer were tested two different photomultiplier configurations. The lower level has the objective of detect the presence of muons, in fact the other particles are absorbed by the water in the level above. With the scope of studying the efficiency of this configuration was utilized the simulation program HAWCSim, the official software of the SWGO collaboration. With this instrument it was analysed the efficiency of the detector as a function of his geometrical dimensions.

Questo lavoro di tesi si è svolto nell’ambito dell’esperimento SWGO, un osservatorio che verrà realizzato nell’emisfero sud, dotato di un grande campo di vista. L’obiettivo dell’esperimento è quello di ricercare sorgenti di fotoni ad alta energia (tra i 100 GeV e i 100 TeV). A tal scopo l’esperimento misurerà le particelle degli sciami estesi atmosferici utilizzando dei rivelatori di luce Cherenkov in acqua. In questo lavoro è stato preso in esame un modello di rivelatore a base esagonale diviso in due livelli. In quello superiore, che ha lo scopo di contare tutte le particelle dello sciame che lo attraversano, si sono studiate due diverse configurazioni di fotomoltiplicatori. Il livello inferiore ha lo scopo di rivelare l’eventuale presenza di muoni, infatti le altre particelle vengono assorbite dall’acqua nello strato superiore. Al fine di studiare l’efficienza di tale configurazione si è utilizzato il programma di simulazione HAWCSim, il software ufficiale della collaborazione di SWGO. Sfruttando tale strumento si è analizzato il rendimento del rivelatore in funzione delle sue dimensioni geometriche.