Improving track reconstruction in the ICARUS detector

Scarnera, Marco (2024) Improving track reconstruction in the ICARUS detector. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Physics [LM-DM270]
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Abstract

The Short-Baseline Neutrino (SBN) program at Fermilab investigates anomalies that deviate from the standard three neutrino oscillation model, suggesting the possible existence of a so-called sterile neutrino. The ICARUS detector, located at the SBN far site 600 m from the Booster Neutrino Beam proton target, comprises three subsystems: a 470 t Liquid Argon Time Projection Chamber (LArTPC), a photon detection system, and a Cosmic Ray Tagger (CRT) based on scintillator bars. This thesis focuses on calibrating the Top CRT and enhancing track reconstruction in the TPC. The CRT calibration aims to ensure uniform detector response by estimating and equalizing pedestal and gain values for each CRT channel, maintaining consistent performance over time. Enhancing track reconstruction accuracy in the TPC addresses issues where single particle trajectories are mistakenly segmented into multiple tracks. A “track stitching” algorithm was developed and validated through Monte Carlo simulations to improve track reconstruction accuracy and momentum estimation. The analysis shows that applying a 20-degree cut on the angle between reconstructed tracks optimizes momentum estimation, significantly reducing the bias and slightly improving the resolution.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Scarnera, Marco
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
NUCLEAR AND SUBNUCLEAR PHYSICS
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
ICARUS,Neutrino,Cosmic Ray Tagger,Fermilab,Short-Baseline Neutrino Program,Time Projection Chamber
Data di discussione della Tesi
19 Luglio 2024
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