Characterization of non-irradiated and irradiated 3D pixel sensors for phase-2 CMS inner tracker upgrade

Abstract

Este trabajo de tesis se centra en la caracterizaci´on de sensores 3D para el High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), espec´ıficamente para el detector de p´ıxeles de la fase 2 del CMS. La mejora del detector interno CMS mejora la capacidad de b-tagging, as´ı como las eficiencias de reconstrucci´on de quarks tau hadr´onicos y trazas dentro de los jets potenciados. Estos jets pueden ser producidos a partir de nuevos objetos pesados que decaen en bosones de Higgs, Z o quarks top, los cuales son sondas pesadas que pueden ser aprovechadas para buscar nuevas f´ısicas. Se evaluaron dos sensores 3D con diferentes tama˜nos de p´ıxeles antes y despu´es de la exposici´on a la radiaci´on, analizando par´ametros como la eficiencia, el tama˜no del cl´uster y la resoluci´on de los impactos. Los resultados sugieren que ambos sensores son candidatos prometedores para su uso en el detector interno, ya que exhiben una alta eficiencia y una gran resoluci´on espacial antes y despu´es de la radiaci´on. Esta investigaci´on proporciona informaci´on valiosa sobre el rendimiento de los sensores 3D bajo la exposici´on a la radiaci´on, lo cual es crucial para el correcto funcionamiento del detector interno en las condiciones extremas esperadas en el HL-LHC.

Este trabajo de tesis se centra en la caracterización de sensores 3D para el High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), específicamente para el detector de pixeles de la fase 2 del CMS. La mejora del detector interno CMS mejora la capacidad de b-tagging, así como las eficiencias de reconstrucción de quarks tau hadrónicos y trazas dentro de los jets potenciados. Estos jets pueden ser producidos a partir de nuevos objetos pesados que decaen en bosones de Higgs, Z o quarks top, los cuales son sondas pesadas que pueden ser aprovechadas para buscar nuevas físicas. Se evaluaron dos sensores 3D con diferentes tamaños de pixeles antes y después de la exposición a la radiación, analizando parámetros como la eficiencia, el tamaño del clúster y la resolución de los impactos. Los resultados sugieren que ambos sensores son candidatos prometedores para su uso en el detector interno, ya que exhiben una alta eficiencia y una gran resolución espacial antes y después de la radiación. Esta investigación proporciona información valiosa sobre el rendimiento de los sensores 3D bajo la exposición a la radiación, lo cual es crucial para el correcto funcionamiento del detector interno en las condiciones extremas esperadas en el HL-LHC.