Méthode de reconstruction des traces basée sur la transformée de Hough pour le trajectographe de l’éxperience de Neutrinos JUNO

Track reconstruction for the Top Tracker of the JUNO Neutrino experiment

• Auteur / Autrice : Luis Felipe Piñeres Rico
• Direction : Marcos Dracos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 13/12/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Ripp-Baudot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luis Alberto Nuñez de Villavicencio Martínez, Claudio Giganti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muons

Neutrinos -- Masse

Détecteurs de traces (physique nucléaire)

Mots clés libres

JUNO

Top Tracker

Télescope à muons

Transformée de Hough

JUNO

Top Tracker

Muon Telescope

Hough transform

Résumé

L’expérience JUNO est un détecteur souterrain polyvalent à scintillation liquide dont la masse cible est de 20 kt et dont la résolution en énergie est de 3% at 1 MeV. L’objectif principal de JUNO est de déterminer la hiérarchie des masses de neutrinos. Le Top Tracker est essentiel pour rejeter le fond cosmogénique dans le détecteur central. Le Top Tracker assure un suivi précis des muons cosmiques en vue d’une détection de bruit pouvant imiter le signal. Cette thèse se concentre sur la calibration de la chaîne électronique du Top Tracker à l’aide d’un banc de test et d’un télescope à muons. Les méthodes de reconstruction appliquées sur ce télescope à muons sont également détaillées. La transformée de Hough a été considérée comme une alternative au logiciel officiel de JUNO souffrant de certains inconvenients. La transformée de Hough montre une plus grande efficacité et un temps d'éxecution plus court en tant que méthode de reconstruction. Ce qui fait de cette méthode à un candidat sérieux pour la reconstruction des traces dans le Top Tracker.

The JUNO experiment is a multi-purpose underground liquid scintillation detector with a target mass of 20 kt, and an energy resolution of 3% at 1 MeV. The main objective of JUNO is to determine the neutrino mass hierarchy. Among its parts, JUNO has a muon tracker called Top Tracker. It consists of three plastic scintillator layers. The Top Tracker provides accurate tracking of cosmic muons, which is essential for understanding the cosmogenic background in the detector. This thesis focuses on the calibration of the Top Tracker electronics chain using a test bench and a prototype detector called Muon Telescope. Reconstruction methods using this prototype are extensively discussed.The Hough transform is proposed as an alternative reconstruction method to the official one already implemented in the JUNO software. It shows higher efficiency and shorter runtime in comparison to the existing reconstruction method. These advantages make the Hough Transform a good reconstruction method to be used in the Top Tracker.