The one-armed ATLAS forward proton detector

L'experiment ATLAS al Laboratori Europeu de Física de Partícules (CERN), Ginebra, ha obtingut dades amb èxit des que el Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC en anglès) començà a ser operatiu el 2010. Des de llavors, ha estat generant col·lisions de protó-protó per estudiar les fronteres de la física de partícules, a una energia al centre de masses de, primer 7-8 TeV i més recentment de 13 TeV. Tot i això, l'experiment es troba en evolució constant: la degradació dels detectors a causa de la radiació, l'increment de la freqüència de les col·lisions i nous objectius científics sovint requereixen millores als detectors d'ATLAS. Aquests nous reptes motiven la continuada recerca i el desenvolupament de noves tecnologies de detectors. Per ampliar la recerca de física de partícules a l'experiment, la col·laboració d'ATLAS afegí recentment un detector "forward" per identificar protons emergits de col·lisions al LHC a angles petits. El detector de Protons Difractius d'ATLAS (o AFP, de l'anglès "ATLAS Forward Proton") capacita la identificació de processos difractius i esdeveniments centrals exclusius, permetent per exemple la cerca de noves ressonàncies pesades en esdeveniment nets. L'AFP consisteix en detectors de traces de silici instal·lats a poca distància del feix de protons del LHC i a ~210 m del punt d'interacció a cada costat d'ATLAS, juntament amb detectors de temps de vol per reduir senyals de fons produïts per l'acumulació de col·lisions. Els detectors de silici han de demostrar la suficient resistència a la radiació, una bona resolució espacial i els requeriments d'àrea activa necessaris per AFP. La tecnologia de sensors de píxels 3D, primerament utilitzada en el detector IBL d'ATLAS, ha sigut desenvolupat i qualificat per AFP. El “detector AFP d'un braç”, en el qual aquesta tesi està basada, es refereix a l'etapa en la qual el detector AFP consistia només de detectors de traces de silici en un dels costats d'ATLAS, que va ser instal·lat a principis de 2016. La instal·lació es va completar un any després, quan tant els detectors de traces com els de temps de vol es van instal·lar als dos costats d'ATLAS. Aquesta tesi descriu el procés complet de caracterització de la tecnologia del detector de traces de silici, producció, instal·lació i anàlisi de dades del detector AFP en la seva primera etapa. The ATLAS experiment at the European Laboratory for Particle Physics (CERN), Geneva, has been taking data successfully since the Large Hadron Collider (LHC) accel