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This paper introduces a novel track-length extension fitting algorithm for measuring the kinetic energies of inelastically interacting particles in liquid argon time projection chambers (LArTPCs). The algorithm finds the most probable offset in track length for a track-like object by comparing the measured ionization density as a function of position with a theoretical prediction of the energy loss as a function of the energy, including models of electron recombination and detector response. The algorithm can be used to measure the energies of particles that interact before they stop, such as charged pions that are absorbed by argon nuclei. The algorithm's energy measurement resolutions and fractional biases are presented as functions of particle kinetic energy and number of track hits using samples of stopping secondary charged pions in data collected by the ProtoDUNE-SP detector, and also in a detailed simulation. Additional studies describe the impact of the dE/dx model on energy measurement performance. The method described in this paper to characterize the energy measurement performance can be repeated in any LArTPC experiment using stopping secondary charged pions.
Abed Abud, A., Abi, B., Acciarri, R., Acero, M., Adames, M., Adamov, G., et al. (2025). The track-length extension fitting algorithm for energy measurement of interacting particles in liquid argon TPCs and its performance with ProtoDUNE-SP data. JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 20(2) [10.1088/1748-0221/20/02/p02021].
The track-length extension fitting algorithm for energy measurement of interacting particles in liquid argon TPCs and its performance with ProtoDUNE-SP data
Abed Abud, A.;Abi, B.;Acciarri, R.;Acero, M. A.;Adames, M. R.;Adamov, G.;Adamowski, M.;Adams, D.;Adinolfi, M.;Adriano, C.;Aduszkiewicz, A.;Aguilar, J.;Akbar, F.;Alex, N. S.;Allison, K.;Alonso Monsalve, S.;Alrashed, M.;Alton, A.;Alvarez, R.;Alves, T.;Amar, H.;Amedo, P.;Anderson, J.;Andreopoulos, C.;Andreotti, M.;Andrews, M. P.;Andrianala, F.;Andringa, S.;Anfimov, N.;Ankowski, A.;Antic, D.;Antoniassi, M.;Antonova, M.;Antoshkin, A.;Aranda-Fernandez, A.;Arellano, L.;Arrieta Diaz, E.;Arroyave, M. A.;Asaadi, J.;Ashkenazi, A.;Asner, D.;Asquith, L.;Atkin, E.;Auguste, D.;Aurisano, A.;Aushev, V.;Autiero, D.;Azam, M. B.;Azfar, F.;Back, A.;Back, H.;Back, J. J.;Bagaturia, I.;Bagby, L.;Balashov, N.;Balasubramanian, S.;Baldi, P.;Baldini, W.;Baldonedo, J.;Baller, B.;Bambah, B.;Banerjee, R.;Barao, F.;Barbu, D.;Barenboim, G.;Barham Alzás, P.;Barker, G. J.;Barkhouse, W.;Barr, G.;Barranco Monarca, J.;Barros, A.;Barros, N.;Barrow, D.;Barrow, J. 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2025
Abstract
This paper introduces a novel track-length extension fitting algorithm for measuring the kinetic energies of inelastically interacting particles in liquid argon time projection chambers (LArTPCs). The algorithm finds the most probable offset in track length for a track-like object by comparing the measured ionization density as a function of position with a theoretical prediction of the energy loss as a function of the energy, including models of electron recombination and detector response. The algorithm can be used to measure the energies of particles that interact before they stop, such as charged pions that are absorbed by argon nuclei. The algorithm's energy measurement resolutions and fractional biases are presented as functions of particle kinetic energy and number of track hits using samples of stopping secondary charged pions in data collected by the ProtoDUNE-SP detector, and also in a detailed simulation. Additional studies describe the impact of the dE/dx model on energy measurement performance. The method described in this paper to characterize the energy measurement performance can be repeated in any LArTPC experiment using stopping secondary charged pions.
Abed Abud, A., Abi, B., Acciarri, R., Acero, M., Adames, M., Adamov, G., et al. (2025). The track-length extension fitting algorithm for energy measurement of interacting particles in liquid argon TPCs and its performance with ProtoDUNE-SP data. JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 20(2) [10.1088/1748-0221/20/02/p02021].
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 598/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.