KIP-Veröffentlichungen

Diese Arbeit behandelt die Analyse des Untergrunds aus inelastischen Neutrino Wech- selwirkungen für ein neues "Proton Beam Dump" Experiment namens SHADOWS (Search for Hidden And Dark Objects With the SPS) mithilfe von Monte Carlo Simulationen. Ziel des Experiments ist sogenannte Feebly Interacting Particles (FIPs) zu finden. Diese könnten potentiell den experimentellen Beweis für mehrere wichtige Theorien liefern und als "Portale" zu Teilchen im sogenannten "Dunklen Sektor" dienen. Die FIP- Inter- aktionen treten möglicherweise bei den Interaktionen eines 400 GeV Protonenstrahls mit einem Beam Dump auf, welcher in diesem Experiment verwendet wird. Der Neutrino-Untergrund besteht aus Teilchen, welche hervorgehen aus den inelastis- chen Neutrino Wechselwirkungen mit dem Detektormaterial, insbesondere mit den Wänden und dem enthaltenen Gas des Zerfallsvolumens. Nur Wechselwirkungen welche ununterscheidbar zu FIP Wechselwirkungen sind, werden als Untergrund Signal gew- ertet. Es wird darauf eingegangen nach welchen Kriterien die relevanten Wechselwirkun- gen aus dem Datensatz selektiert wurden. Ebenfalls wird beschrieben warum der Hin- tergrund aus inelatischen Neutrino Wechselwirkungen konservativer Abschätzung nach, mit weniger als 0.001 zu erwartenden ereignissen in der gesamten Laufzeit des SHAD- OWS Experiments, nicht signifikant für die Messungen ist.

This thesis covers the analysis of background originating from inelastic neutrino in- teractions using Monte Carlo simulations for a new proton beam dump experiment called SHADOWS (Search for Hidden And Dark Objects With the SPS). The aim of the experiment is to find Feebly-Interacting Particles (FIPs). Some of these particles could potentially provide experimental evidence for multiple important theories and could serve as a ’portal’ to particles in the so-called ’Dark Sector’. The FIP interactions might occur within the interactions of a 400 GeV proton beam with a beam dump used in this experiment. The neutrino background consists of particles emerging from neutrino inelastic inter- actions with the detector material, especially with the decay vessel walls and the gas inside of the decay vessel. Only those interactions that can mimic a FIP interaction are considered as background signal. It is elaborated on the criteria on which the relevant interactions from the given data set are selected. Furthermore it is explained why the background from inelastic neutrino interactions is insignificant for the measurements, with conservatively estimated less than 0.001 significant events in the whole time of op- eration of the SHADOWS experiment.