Buchumschlag

Reconstruction of cosmic-ray muon events with CUORE

Fuente: arXiv

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	CUORE Collaboration, Adams, D. Q., Alduino, C., Alfonso, K., Armatol, A., Avignone III, F. T., Azzolini, O., Bari, G., Bellini, F., Benato, G., Beretta, M., Biassoni, M., Branca, A., Brandani, D., Brofferio, C., Bucci, C., Camilleri, J., Caminata, A., Campani, A., Cao, J., Capelli, S., Cappelli, L., Cardani, L., Carniti, P., Casali, N., Chiesa, D., Chu, Y., Clemenza, M., Copello, S., Cremonesi, O., Creswick, R. J., D'Addabbo, A., Dafinei, I., Dell'Oro, S., Di Domizio, S., Di Lorenzo, S., Dixon, T., Fang, D. Q., Faverzani, M., Ferri, E., Ferroni, F., Fiorini, E., Franceschi, M. A., Freedman, S. J., Fu, S. H., Fujikawa, B. K., Ghislandi, S., Giachero, A., Girola, M., Gironi, L., Giuliani, A., Gorla, P., Gotti, C., Guillaumon, P. V., Gutierrez, T. D., Han, K., Hansen, E. V., Heeger, K. M., Helis, D. L., Huang, H. Z., Hurst, M. T., Keppel, G., Kolomensky, Yu. G., Kowalski, R., Liu, R., Ma, L., Ma, Y. G., Marini, L., Maruyama, R. H., Mayer, D., Moore, M. N., Napolitano, T., Nastasi, M., Nones, C., Norman, E. B., Nucciotti, A., Nutini, I., O'Donnell, T., Olmi, M., Pagan, S., Pagliarone, C. E., Pagnanini, L., Pallavicini, M., Pattavina, L., Pavan, M., Pessina, G., Pettinacci, V., Pira, C., Pirro, S., Pottebaum, E. G., Pozzi, S., Previtali, E., Puiu, A., Puranam, S., Quitadamo, S., Ressa, A., Rosenfeld, C., Schmidt, B., Serino, R., Shaikina, A., Sharma, V., Singh, V., Sisti, M., Speller, D., Surukuchi, P. T., Taffarello, L., Tomei, C., Torres, A., Torres, J. A., Vetter, K. J., Vignati, M., Wagaarachchi, S. L., Wang, R., Welliver, B., Wilson, J., Wilson, K., Winslow, L. A., Xie, F., Zhu, T., Zimmermann, S., Zucchelli, S.
Format:	Preprint
Veröffentlicht:	2025
Schlagworte:	Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment
Online-Zugang:	Acceder al recurso
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

_version_	1866915482985037824
author	CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Armatol, A. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brandani, D. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Chiesa, D. Chu, Y. Clemenza, M. Copello, S. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Fang, D. Q. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Hurst, M. T. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Puranam, S. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Serino, R. Shaikina, A. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, A. Torres, J. A. Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Wang, R. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Xie, F. Zhu, T. Zimmermann, S. Zucchelli, S.
author_facet	CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Armatol, A. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brandani, D. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Chiesa, D. Chu, Y. Clemenza, M. Copello, S. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Fang, D. Q. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Hurst, M. T. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Puranam, S. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Serino, R. Shaikina, A. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, A. Torres, J. A. Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Wang, R. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Xie, F. Zhu, T. Zimmermann, S. Zucchelli, S.
contents	We report the in-situ 3D reconstruction of through-going muons in the CUORE experiment, a cryogenic calorimeter array searching for neutrinoless double beta ($0νββ$) decay, leveraging the segmentation of the detector. Due to the slow time response of the detector, time-of-flight estimation is not feasible. Therefore, the track reconstruction is performed using a multi-objective optimization algorithm that relies on geometrical information from the detector as a whole. We measure the integral flux of cosmic-ray muons underground at the {\it Laboratori Nazionali del Gran Sasso}, and find our value to be in good agreement with other experiments that have performed a similar measurement. To our knowledge, this work represents the first demonstration of 3D particle tracking and reconstruction of through-going muons with per-event angular determination in a millikelvin cryogenic detector array. The analysis performed for this work will be critical for validating the muon-related background in CUPID, a next-generation $0νββ$ experiment, and for follow-up studies on detector response and on delayed products induced by cosmic-ray muons.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2509_05528
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Reconstruction of cosmic-ray muon events with CUORE CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Armatol, A. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brandani, D. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Chiesa, D. Chu, Y. Clemenza, M. Copello, S. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Fang, D. Q. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Hurst, M. T. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Puranam, S. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Serino, R. Shaikina, A. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, A. Torres, J. A. Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Wang, R. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Xie, F. Zhu, T. Zimmermann, S. Zucchelli, S. Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment We report the in-situ 3D reconstruction of through-going muons in the CUORE experiment, a cryogenic calorimeter array searching for neutrinoless double beta ($0νββ$) decay, leveraging the segmentation of the detector. Due to the slow time response of the detector, time-of-flight estimation is not feasible. Therefore, the track reconstruction is performed using a multi-objective optimization algorithm that relies on geometrical information from the detector as a whole. We measure the integral flux of cosmic-ray muons underground at the {\it Laboratori Nazionali del Gran Sasso}, and find our value to be in good agreement with other experiments that have performed a similar measurement. To our knowledge, this work represents the first demonstration of 3D particle tracking and reconstruction of through-going muons with per-event angular determination in a millikelvin cryogenic detector array. The analysis performed for this work will be critical for validating the muon-related background in CUPID, a next-generation $0νββ$ experiment, and for follow-up studies on detector response and on delayed products induced by cosmic-ray muons.
title	Reconstruction of cosmic-ray muon events with CUORE
topic	Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2509.05528