Identifikace neutrálních pionu v kalorimetru pro FCC-hh

Abstract

Future Circular Collider (FCC) je plánovaný takmer 100 km dlhý urýchľovač, ktorý by mohol byť vybudovaný okolo roku 2040 v laboratóriu CERN. Sústrediť sa budeme najmä na jeho protón-protónový urýchľovač (FCC-hh), využívaný predovšetkým pre objavy no- vých častíc. Neutrálne pióny sa takmer okamžite po vzniku rozpadajú na dva fotóny. Tieto fotóny sú veľmi blízko seba a môžu byť pri rekonštrukcii omylom považované za jediný fotón. S dostatočnou granularitou kalorimetra by sme mali byť schopní zaregis- trovať oba fotóny a rozlíšiť signál neutrálneho piónu od fotónu. Hlavným cieľom práce je zoznámiť sa s geometriou kalorimetra plánovaného pre FCC-hh. Ďalej otestujeme, ako sme schopní zrekonštruovať rozpady neutrálnych piónov s rôznymi energiami pomocou signálu z buniek kalorimetra. Nakoniec budeme pozorovať prostredníctvom simulácií roz- delenie uhlu medzi dvoma fotónmi z rozpadu neutrálneho piónu. 1

Future Circular Collider (FCC) is a 100 km long particle collider to be built around the year 2040 in the CERN laboratory. Our main focus is going to be the proton-proton collider (FCC-hh) used primarily for the discovery of new particles. Neutral pions de- cay almost immediately after creation into two photons. These photons are very close to each other and could be misidentified as a single photon during reconstruction. With a sufficiently granular calorimeter, we should be able to register both photons and dis- tinguish the signal of a neutral pion from a photon. The main object of this thesis is to acquaint ourselves with the layout of the calorimeter planned for the FCC-hh experiment. Furthermore we will test our ability to reconstruct neutral pion decays using the signal from calorimeter cells. Finally, we will simulate distribution of the decay angle between two photons from the neutral pion decay. 1