Construcción, Simulación y Análisis de datos del Sistema de Identificación de Partículas del Detector de haz de Prueba del Experimento MINERvA

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de un prototipo, el TestBeam, para un sistema de toma y análisis de datos con la información necesaria para los estudios del haz de prueba que exige el experimento MINERνA . Para cumplir con sus objetivos, MINERvA debe poder caracterizar el comportamiento y determinar la energía de los hadrones dentro del detector. Este propósito se consegirá apartir de un detector de prueba (TestBeam) que es una reproducción a pequeña escala del detector de MINERvA, al cual se le diseñó un sistema de identificación de partículas y su momentum (sistema beamline), y que fue el objetivo central de mi tesis. El trabajo desempeñado en el montaje del sistema del beamline y del detector de prueba se inició con la calibración y testeo de los dispositivos electrónicos (centelladores, cámaras multialámbricas, magnetos, fotomultiplicadores, etc) que se dispuso cuidadosamente en la línea del haz de hadrones para identificación de las partículas y de su momentum asociado previo a la interacción de dicho haz con el detector. Concluida la fase de prueba y calibración de cada componente, y de prueba del sistema beamline, se procedió con el ensamblado del detector TestBeam analizando con la toma de datos. Para verificar si los datos obtenidos eran correctos y estaban dentro de los parámetros exigidos por el proyecto se desarrollo códigos de procesamiento de datos para compararlos con los datos simulados, haciendo adicionalmente análisis de algunos eventos, tal como se muestra en los capítulos finales. La mayor parte del trabajo se realizó en la colaboración del experimento MINERνA (Main Injector Experiment to study ν-A) durante una estadía en el Fermilab (Fermi National Acceleretor Laboratory, Illinois-USA) durante el año 2010. MINERνA es un experimento dedicado al estudio de la interacción neutrino núcleo, cuenta con un detector altamente segmentado y de gran precisión para registrar una alta estadística de eventos (más de 13 millones en sus cuatro años de funcionamiento). El estudio detallado de las interacciones neutrino-núcleo, que se están realizando con este detector, servirá de soporte a los experimentos de oscilación de neutrinos como MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search) y otros mas.