Performance studies of the tracking detector and measurement of collider neutrinos with FASER

Abstract

Studie odezvy dráhového detektoru a měření neutrin v experimentu FASER Bc. Samuel Zahorec Květen 2024 Abstrakt FASER zahájil svou činnost v roce 2022 jako jeden z nejnovějších experimentů v CERNu. Hlavním cílem experimentu je hledání vzácně interagujících neu- trin a částic z temného sektoru nad rámec současného Standardního Modelu. Pro tento účel jsou nezbytné pečlivé studie odezvy a kalibrace polovodičového dráhového detektoru, aby byla dosažená co největší přesnost rekonstrukce tra- jektorií částic. Studie reziduí a efektivity polovodičových modulů prezentované v této práci ukazují zlepšení rekonstrukce s napředujícím sběrem dat a celkovou stabilitu odezvy dráhového detektoru. Dále práce obsahuje popis nejnovější analýzy neutrin interagujících v cílovém wolframovém médiu před FASERem, se zaměřením především na určení systematických nejistot pocházejících z odezvy detektoru.

Performance studies of the tracking detector and measurement of collider neutrinos with FASER Bc. Samuel Zahorec May 2024 Abstract FASER started its operations in 2022 as one of the newest experiments at CERN. The main objective of the experiment is the search for rarely interacting neutri- nos and particles from the dark sector beyond the currently established Stan- dard Model. For this purpose, careful performance studies and calibration of the semiconductor tracking detector are inevitable to yield the correct track reconstruction results. The studies of the residuals and hit efficiencies of the semiconductor modules presented in this thesis show an improvement in the tracking with the progression of the data-taking and overall stability of the tracker performance. In addition, the thesis includes a description of the latest analysis of the neutrinos interacting in the target tungsten medium in front of the FASER, focusing mainly on the estimation of the systematic uncertainties originating from the detector response.