Basitleştirilmiş FACET dedektöründe enerji dağılımı simülasyonu
Simulation of energy distribution in a simplified FACET detector
Yazar: SEMİNA KUŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALE SERT
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
İleri açıklık CMS uzantısı (Forward Aperture CMS ExTension, FACET) dedektörü, Standart Model ötesindeki uzun yaşam süresine sahip (Long Lived Particle, LLP) parçacıkların aranması için Kompakt Müon Selenoidi (Compact Muon Solenoid, CMS) dedektörünün bir uzantısı olarak kurulması önerilen bir dedektördür. FACET dedektöründe farklı yeni fizik modellerinin önerdiği uzun yaşam süresine sahip karanlık higgs, karanlık fotonlar, ağır nötr leptonlar gibi parçacıkların aranması planlanmaktadır. Ayrıca bu dedektörlerde görülen izleri geriye dönük olarak yapılandırarak keşfedilmemiş parçacıklar, yeni fizik veya hassas ölçümlerin bulunması amaçlanmaktadır. FACET, kütle ve bağlantıların parametre uzayında benzersiz bir alanı keşfedecek, diğer mevcut ve önerilen aramaları büyük ölçüde tamamlayacaktır.
FACET dedektörü; hodoskop, bozunma hacmi, silikon iz-takip dedektörleri, elektromanyetik ve hadronik kalorimetreler olmak üzere birçok alt dedektörden oluşur. CMS dedektörünün çarpışma noktasının yaklaşık 100 m ilerisine kurulması önerilen FACET dedektörü ile çok ileri bölgede bozunan parçacıkların, yüksek hassasiyetli izleme dedektörleri, yüksek granülerli hadronik kalorimetre ve hodoskop gibi alt dedektörler tarafından ölçülmeleri amaçlanmaktadır. 
Gelişim aşamasında olan FACET dedektörünün farklı geometrik yapıları çalışılmaktadır. Bu çalışmada da basitleştirilmiş geometri olan Pre-FACET dedektörü ve daha gerçekçi olan geliştirilmiş Pre-FACET dedektörü çalışılmıştır. Basitleştirilmiş Pre-FACET ve Pre-FACET dedektör geometrilerinin alt dedektörlerindeki parçacık, enerji yoğunluğu Fluka programı ile simüle edilecektir.

Abstract:
The FACET (Forward Aperture CMS ExTension) detector is a detector proposed to be built as an extension of the CMS detector to search for long-lived (LLP) particles beyond the Standard Model. The FACET detector is planned to search for particles such as dark higgs, dark photons, heavy neutral leptons with long lifetimes suggested by different new physics models. In addition, by retrospectively reconstructing the tracks seen in these detectors, it is aimed to find undiscovered particles, new physics or precise measurements. FACET will explore a unique area in the parameter space of mass and connections, and will largely complement other existing and proposed searches. 
The FACET detector consists of many sub-detectors, including hodoscope, decay volume, silicon track-tracking detectors, electromagnetic and hadronic calorimeters. With the FACET detector, which is recommended to be installed approximately 100 m ahead of the collision point of the CMS detector, the particles decaying in the very forward region are aimed to be measured by sub-detectors such as high-sensitivity tracking detectors, high-granularity hadronic calorimeters and hodoscopes. 
Different geometric structures of the FACET detector, which is in the development phase, are being studied. In this study, the simplified geometry Pre-FACET detector and the more realistic improved Pre-FACET detector were studied. The particle energy density in the sub-detectors of the simplified Pre-FACET and Pre-FACET detector geometries will be simulated with the Fluka program.