Cover Image

Calibration and simulation of ionization signal and electronics noise in the ICARUS liquid argon time projection chamber

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	ICARUS collaboration, Abratenko, P., Abrego-Martinez, N., Aduszkiewic, A., Akbar, F., Soplin, L. Aliaga, Pons, M. Artero, Asaadi, J., Badgett, W. F., Baibussinov, B., Behera, B., Bellini, V., Benocci, R., Berger, J., Berkman, S., Bertolucci, S., Betancourt, M., Bonesini, M., Boone, T., Bottino, B., Braggiotti, A., Brailsford, D., Brice, S. J., Brio, V., Brizzolari, C., Budd, H. S., Campani, A., Campos, A., Carber, D., Carneiro, M., Terrazas, I. Caro, Carranza, H., Fernandez, F. Castillo, Castro, A., Centro, S., Cerati, G., Chatterjee, A., Cherdack, D., Cherubini, S., Chitirasreemadam, N., Cicerchia, M., Coan, T. E., Cocco, A., Convery, M. R., Cooper-Troendle, L., Copello, S., Dange, A. A., de Roeck, A., Di Domizio, S., Di Noto, L., Di Stefano, C., Di Ferdinando, D., Diwan, M., Dolan, S., Domine, L., Donati, S., Drielsma, F., Dyer, J., Dytman, S., Falcone, A., Farnese, C., Fava, A., Ferrari, A., Gallice, N., Garcia, F. G., Gatto, C., Gibin, D., Gioiosa, A., Gu, W., Guglielmi, A., Gurung, G., Hausner, H., Heggestuen, A., Howard, B., Howell, R., Ingratta, I., James, C., Jang, W., Jwa, Y. -J., Kashur, L., Ketchum, W., Kim, J. S., Koh, D. -H., Larkin, J., Li, Y., Mariani, C., Marshall, C. M., Martynenko, S., Mauri, N., McFarland, K. S., Méndez, D. P., Menegolli, A., Meng, G., Miranda, O. G., Mogan, A., Moggi, N., Montagna, E., Montanari, C., Montanari, A., Mooney, M., Moreno-Granados, G., Mueller, J., Murphy, M., Naples, D., Nguyen, V. C. L., Palestini, S., Pallavicini, M., Paolone, V., Papaleo, R., Pasqualini, L., Patrizii, L., Paudel, L., Petrillo, G., Petta, C., Pia, V., Pietropaolo, F., Poppi, F., Pozzato, M., Putnam, G., Qian, X., Rappoldi, A., Raselli, G. L., Repetto, S., Resnati, F., Ricci, A. M., Riccobene, G., Richards, E., Rosenberg, M., Rossella, M., Roy, P., Rubbia, C., Saad, M., Saha, S., Sala, P., Samanta, S., Sapienza, P., Scaramelli, A., Scarpelli, A., Schmitz, D., Schukraft, A., Senadheera, D., Seo, S-H., Sergiampietri, F., Sirri, G., Smedley, J. S., Smith, J., Stanco, L., Stewart, J., Tanaka, H. A., Tapia, F., Tenti, M., Terao, K., Terranova, F., Togo, V., Torretta, D., Torti, M., Tortorici, F., Triozzi, R., Tsai, Y. -T., Tufanli, S., Usher, T., Varanini, F., Ventura, S., Vicenzi, M., Vignoli, C., Viren, B., Williams, Z., Wilson, R. J., Wilson, P., Wolfs, J., Wongjirad, T., Wood, A., Worcester, E., Wospakrik, M., Yu, H., Yu, J., Zani, A., Zennamo, J., Zettlemoyer, J., Zhang, C., Zucchelli, S.
Format:	Preprint
Published:	2024
Subjects:	High Energy Physics - Experiment Instrumentation and Detectors
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866916345747079168
author	ICARUS collaboration Abratenko, P. Abrego-Martinez, N. Aduszkiewic, A. Akbar, F. Soplin, L. Aliaga Pons, M. Artero Asaadi, J. Badgett, W. F. Baibussinov, B. Behera, B. Bellini, V. Benocci, R. Berger, J. Berkman, S. Bertolucci, S. Betancourt, M. Bonesini, M. Boone, T. Bottino, B. Braggiotti, A. Brailsford, D. Brice, S. J. Brio, V. Brizzolari, C. Budd, H. S. Campani, A. Campos, A. Carber, D. Carneiro, M. Terrazas, I. Caro Carranza, H. Fernandez, F. Castillo Castro, A. Centro, S. Cerati, G. Chatterjee, A. Cherdack, D. Cherubini, S. Chitirasreemadam, N. Cicerchia, M. Coan, T. E. Cocco, A. Convery, M. R. Cooper-Troendle, L. Copello, S. Dange, A. A. de Roeck, A. Di Domizio, S. Di Noto, L. Di Stefano, C. Di Ferdinando, D. Diwan, M. Dolan, S. Domine, L. Donati, S. Drielsma, F. Dyer, J. Dytman, S. Falcone, A. Farnese, C. Fava, A. Ferrari, A. Gallice, N. Garcia, F. G. Gatto, C. Gibin, D. Gioiosa, A. Gu, W. Guglielmi, A. Gurung, G. Hausner, H. Heggestuen, A. Howard, B. Howell, R. Ingratta, I. James, C. Jang, W. Jwa, Y. -J. Kashur, L. Ketchum, W. Kim, J. S. Koh, D. -H. Larkin, J. Li, Y. Mariani, C. Marshall, C. M. Martynenko, S. Mauri, N. McFarland, K. S. Méndez, D. P. Menegolli, A. Meng, G. Miranda, O. G. Mogan, A. Moggi, N. Montagna, E. Montanari, C. Montanari, A. Mooney, M. Moreno-Granados, G. Mueller, J. Murphy, M. Naples, D. Nguyen, V. C. L. Palestini, S. Pallavicini, M. Paolone, V. Papaleo, R. Pasqualini, L. Patrizii, L. Paudel, L. Petrillo, G. Petta, C. Pia, V. Pietropaolo, F. Poppi, F. Pozzato, M. Putnam, G. Qian, X. Rappoldi, A. Raselli, G. L. Repetto, S. Resnati, F. Ricci, A. M. Riccobene, G. Richards, E. Rosenberg, M. Rossella, M. Roy, P. Rubbia, C. Saad, M. Saha, S. Sala, P. Samanta, S. Sapienza, P. Scaramelli, A. Scarpelli, A. Schmitz, D. Schukraft, A. Senadheera, D. Seo, S-H. Sergiampietri, F. Sirri, G. Smedley, J. S. Smith, J. Stanco, L. Stewart, J. Tanaka, H. A. Tapia, F. Tenti, M. Terao, K. Terranova, F. Togo, V. Torretta, D. Torti, M. Tortorici, F. Triozzi, R. Tsai, Y. -T. Tufanli, S. Usher, T. Varanini, F. Ventura, S. Vicenzi, M. Vignoli, C. Viren, B. Williams, Z. Wilson, R. J. Wilson, P. Wolfs, J. Wongjirad, T. Wood, A. Worcester, E. Wospakrik, M. Yu, H. Yu, J. Zani, A. Zennamo, J. Zettlemoyer, J. Zhang, C. Zucchelli, S.
author_facet	ICARUS collaboration Abratenko, P. Abrego-Martinez, N. Aduszkiewic, A. Akbar, F. Soplin, L. Aliaga Pons, M. Artero Asaadi, J. Badgett, W. F. Baibussinov, B. Behera, B. Bellini, V. Benocci, R. Berger, J. Berkman, S. Bertolucci, S. Betancourt, M. Bonesini, M. Boone, T. Bottino, B. Braggiotti, A. Brailsford, D. Brice, S. J. Brio, V. Brizzolari, C. Budd, H. S. Campani, A. Campos, A. Carber, D. Carneiro, M. Terrazas, I. Caro Carranza, H. Fernandez, F. Castillo Castro, A. Centro, S. Cerati, G. Chatterjee, A. Cherdack, D. Cherubini, S. Chitirasreemadam, N. Cicerchia, M. Coan, T. E. Cocco, A. Convery, M. R. Cooper-Troendle, L. Copello, S. Dange, A. A. de Roeck, A. Di Domizio, S. Di Noto, L. Di Stefano, C. Di Ferdinando, D. Diwan, M. Dolan, S. Domine, L. Donati, S. Drielsma, F. Dyer, J. Dytman, S. Falcone, A. Farnese, C. Fava, A. Ferrari, A. Gallice, N. Garcia, F. G. Gatto, C. Gibin, D. Gioiosa, A. Gu, W. Guglielmi, A. Gurung, G. Hausner, H. Heggestuen, A. Howard, B. Howell, R. Ingratta, I. James, C. Jang, W. Jwa, Y. -J. Kashur, L. Ketchum, W. Kim, J. S. Koh, D. -H. Larkin, J. Li, Y. Mariani, C. Marshall, C. M. Martynenko, S. Mauri, N. McFarland, K. S. Méndez, D. P. Menegolli, A. Meng, G. Miranda, O. G. Mogan, A. Moggi, N. Montagna, E. Montanari, C. Montanari, A. Mooney, M. Moreno-Granados, G. Mueller, J. Murphy, M. Naples, D. Nguyen, V. C. L. Palestini, S. Pallavicini, M. Paolone, V. Papaleo, R. Pasqualini, L. Patrizii, L. Paudel, L. Petrillo, G. Petta, C. Pia, V. Pietropaolo, F. Poppi, F. Pozzato, M. Putnam, G. Qian, X. Rappoldi, A. Raselli, G. L. Repetto, S. Resnati, F. Ricci, A. M. Riccobene, G. Richards, E. Rosenberg, M. Rossella, M. Roy, P. Rubbia, C. Saad, M. Saha, S. Sala, P. Samanta, S. Sapienza, P. Scaramelli, A. Scarpelli, A. Schmitz, D. Schukraft, A. Senadheera, D. Seo, S-H. Sergiampietri, F. Sirri, G. Smedley, J. S. Smith, J. Stanco, L. Stewart, J. Tanaka, H. A. Tapia, F. Tenti, M. Terao, K. Terranova, F. Togo, V. Torretta, D. Torti, M. Tortorici, F. Triozzi, R. Tsai, Y. -T. Tufanli, S. Usher, T. Varanini, F. Ventura, S. Vicenzi, M. Vignoli, C. Viren, B. Williams, Z. Wilson, R. J. Wilson, P. Wolfs, J. Wongjirad, T. Wood, A. Worcester, E. Wospakrik, M. Yu, H. Yu, J. Zani, A. Zennamo, J. Zettlemoyer, J. Zhang, C. Zucchelli, S.
contents	The ICARUS liquid argon time projection chamber (LArTPC) neutrino detector has been taking physics data since 2022 as part of the Short-Baseline Neutrino (SBN) Program. This paper details the equalization of the response to charge in the ICARUS time projection chamber (TPC), as well as data-driven tuning of the simulation of ionization charge signals and electronics noise. The equalization procedure removes non-uniformities in the ICARUS TPC response to charge in space and time. This work leverages the copious number of cosmic ray muons available to ICARUS at the surface. The ionization signal shape simulation applies a novel procedure that tunes the simulation to match what is measured in data. The end result of the equalization procedure and simulation tuning allows for a comparison of charge measurements in ICARUS between Monte Carlo simulation and data, showing good performance with minimal residual bias between the two.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2407_11925
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	Calibration and simulation of ionization signal and electronics noise in the ICARUS liquid argon time projection chamber ICARUS collaboration Abratenko, P. Abrego-Martinez, N. Aduszkiewic, A. Akbar, F. Soplin, L. Aliaga Pons, M. Artero Asaadi, J. Badgett, W. F. Baibussinov, B. Behera, B. Bellini, V. Benocci, R. Berger, J. Berkman, S. Bertolucci, S. Betancourt, M. Bonesini, M. Boone, T. Bottino, B. Braggiotti, A. Brailsford, D. Brice, S. J. Brio, V. Brizzolari, C. Budd, H. S. Campani, A. Campos, A. Carber, D. Carneiro, M. Terrazas, I. Caro Carranza, H. Fernandez, F. Castillo Castro, A. Centro, S. Cerati, G. Chatterjee, A. Cherdack, D. Cherubini, S. Chitirasreemadam, N. Cicerchia, M. Coan, T. E. Cocco, A. Convery, M. R. Cooper-Troendle, L. Copello, S. Dange, A. A. de Roeck, A. Di Domizio, S. Di Noto, L. Di Stefano, C. Di Ferdinando, D. Diwan, M. Dolan, S. Domine, L. Donati, S. Drielsma, F. Dyer, J. Dytman, S. Falcone, A. Farnese, C. Fava, A. Ferrari, A. Gallice, N. Garcia, F. G. Gatto, C. Gibin, D. Gioiosa, A. Gu, W. Guglielmi, A. Gurung, G. Hausner, H. Heggestuen, A. Howard, B. Howell, R. Ingratta, I. James, C. Jang, W. Jwa, Y. -J. Kashur, L. Ketchum, W. Kim, J. S. Koh, D. -H. Larkin, J. Li, Y. Mariani, C. Marshall, C. M. Martynenko, S. Mauri, N. McFarland, K. S. Méndez, D. P. Menegolli, A. Meng, G. Miranda, O. G. Mogan, A. Moggi, N. Montagna, E. Montanari, C. Montanari, A. Mooney, M. Moreno-Granados, G. Mueller, J. Murphy, M. Naples, D. Nguyen, V. C. L. Palestini, S. Pallavicini, M. Paolone, V. Papaleo, R. Pasqualini, L. Patrizii, L. Paudel, L. Petrillo, G. Petta, C. Pia, V. Pietropaolo, F. Poppi, F. Pozzato, M. Putnam, G. Qian, X. Rappoldi, A. Raselli, G. L. Repetto, S. Resnati, F. Ricci, A. M. Riccobene, G. Richards, E. Rosenberg, M. Rossella, M. Roy, P. Rubbia, C. Saad, M. Saha, S. Sala, P. Samanta, S. Sapienza, P. Scaramelli, A. Scarpelli, A. Schmitz, D. Schukraft, A. Senadheera, D. Seo, S-H. Sergiampietri, F. Sirri, G. Smedley, J. S. Smith, J. Stanco, L. Stewart, J. Tanaka, H. A. Tapia, F. Tenti, M. Terao, K. Terranova, F. Togo, V. Torretta, D. Torti, M. Tortorici, F. Triozzi, R. Tsai, Y. -T. Tufanli, S. Usher, T. Varanini, F. Ventura, S. Vicenzi, M. Vignoli, C. Viren, B. Williams, Z. Wilson, R. J. Wilson, P. Wolfs, J. Wongjirad, T. Wood, A. Worcester, E. Wospakrik, M. Yu, H. Yu, J. Zani, A. Zennamo, J. Zettlemoyer, J. Zhang, C. Zucchelli, S. High Energy Physics - Experiment Instrumentation and Detectors The ICARUS liquid argon time projection chamber (LArTPC) neutrino detector has been taking physics data since 2022 as part of the Short-Baseline Neutrino (SBN) Program. This paper details the equalization of the response to charge in the ICARUS time projection chamber (TPC), as well as data-driven tuning of the simulation of ionization charge signals and electronics noise. The equalization procedure removes non-uniformities in the ICARUS TPC response to charge in space and time. This work leverages the copious number of cosmic ray muons available to ICARUS at the surface. The ionization signal shape simulation applies a novel procedure that tunes the simulation to match what is measured in data. The end result of the equalization procedure and simulation tuning allows for a comparison of charge measurements in ICARUS between Monte Carlo simulation and data, showing good performance with minimal residual bias between the two.
title	Calibration and simulation of ionization signal and electronics noise in the ICARUS liquid argon time projection chamber
topic	High Energy Physics - Experiment Instrumentation and Detectors
url	https://arxiv.org/abs/2407.11925