Le réseau ATLAS-TPX est composé de 15 détecteurs Timepix répartis à diverses positions
autour du point d’interaction IP1 (Point d’interaction 1) dans la caverne de l’expérience
ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) au LHC (Grand Collisionneur de Hadrons). Ce réseau
de détecteurs permet de caractériser le champ de radiation et de mesurer la luminosité
indépendamment de la chaîne d’acquisition de données d’ATLAS. Ses différents modes d’opération
complémentent les mesures de luminosité de référence d’ATLAS, qui sont cruciales
pour la détermination des mesures de sections efficaces de processus du modèle standard de
la physique des particules.
Ce mémoire évalue la capacité des détecteurs ATLAS-TPX à mesurer la luminosité avec
la reconnaissance de traces. Cette méthode permet de filtrer certaines sources d’erreurs
systématiques, telles que la radiation induite, qui affectent d’autres détecteurs de luminosité
de l’expérience ATLAS. L’étude se concentre sur la détection des particules chargées à faible
transfert d’énergie (LETCP) avec un détecteur ayant opéré dans de bonnes conditions de
2017 à 2018, le détecteur TPX14. Les traces laissées par les LETCP sont distinguées des
autres particules par des algorithmes de classification, qui sont appliqués sur les images
enregistrées par le détecteur. Lorsque des pics de luminosité ou des temps d’acquisition trop
longs provoquent une superposition des traces dans les images, une technique de correction
est utilisée. Le comptage de traces est converti en mesure de luminosité grâce aux périodes
de collisions de référence de chaque année. Les résultats sont comparés à ceux provenant des
autres détecteurs de luminosité, soit LUCID (Luminosity measurements Using Cherenkov
Integration Detector), EMEC (ElectroMagnetic End Cap) et FCal (Forward Calorimeter)
dans le but d’étudier la stabilité à long terme de ces luminomètres. L’entièreté des résultats
obtenus diffère par moins de 3% par rapport à LUCID, le détecteur de luminosité de référence
dans ATLAS. Cela prouve donc la validité de la méthode et ouvre la porte à des études de
stabilité avancées. Les fluctuations statistiques observées pourront être réduites dans le futur
en utilisant plus de détecteurs et en optimisant leur positionnement. / The ATLAS-TPX network is made of 15 Timepix detectors distributed at various positions
around the interaction point IP1 (Interaction Point 1) in the ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)
cavern at the LHC (Large Hadron Collider). This detector network allows the
characterization of the radiation field as well as luminosity measurements that are completely
independent of the ATLAS data acquisition chain. Its different modes of operation
complement the reference luminosity measurements in ATLAS, which are crucial for the
measurement of cross sections of the standard model process of particle physics.
This master thesis evaluates the ability of ATLAS-TPX detectors to measure the luminosity
using track recognition. This method makes it possible to filter certain sources of
systematic uncertainties, such as activation, which affect other luminosity detectors of the
ATLAS experiment. The studies focus on detection of low energy transfer charged particles
(LETCP) with a detector that operated in good conditions throughout 2017 and 2018, the
TPX14. The signature traces left by LETCP are distinguished from others by classification
algorithms, which are applied on the detector’s frames. When luminosity is peaking or when
the acquisition time is too long and cause overlapping of the traces in the frames, a correction
is applied. The track counts are converted to luminosity measurements using the reference
run of each year. The results are compared to those from other luminosity detectors, namely
LUCID (Luminosity measurements Using Cherenkov Integration Detector), EMEC (ElectroMagnetic
End Cap) and FCal (Forward Calorimeter) in order to do long term stability
studies of those luminometers. All results differ by less than 3% from LUCID’s data, the
luminosity of reference in ATLAS. Therefore, the method is valid, which opens the door
to advanced stability studies. The observed statistical fluctuations could be reduced in the
future by using more detectors and optimizing their positioning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33444 |
| Date | 12 1900 |
| Creators | Gagnon, Clara |
| Contributors | Arguin, Jean-François |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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