Evaluation of particle identification performance using the upgraded Electromagnetic Calorimeter for the High Luminosity phase of LHC

This thesis work aims to inquire about a future Upgrade of LHCb, one of the Large Hadron Collider (LHC) experiments at CERN. It focuses on the development and implementation of an electron-pion separation algorithm for the Electromagnetic Calorimeter (ECAL) in its planned Run 5 configuration. This is particularly important to address the new challenges of the High Luminosity phase of LHC. A preliminary study of this new environment is conducted, investigating Z boson production in electron channels through simulations. Additionally, the algorithm performance was tested on a prototype of Spaghetti Calorimeter (SpaCal) during the test-beam campaign in June 2024 at the Super Proton Syncrothron (SPS) at CERN.

Questo lavoro di tesi si propone di esaminare il futuro Upgrade di LHCb, uno degli esperimenti del Large Hadron Collider (LHC) presso il CERN. L'obiettivo principale è lo sviluppo e l'implementazione di un algoritmo di separazione elettroni-pioni per il Calorimetro Elettromagnetico (ECAL) nella configurazione prevista per Run 5. Questo lavoro è particolarmente rilevante per affrontare le nuove sfide dovute all'aumento di luminosità di LHC. Per testare l'algoritmo, è stato condotto uno studio preliminare analizzando la produzione del bosone Z nei canali elettronici attraverso simulazioni. Inoltre, le prestazioni dell'algoritmo sono state testate anche su un prototipo di Spaghetti Calorimeter (SpaCal) durante la campagna di test-beam svoltasi nel giugno 2024 presso il Super Proton Synchrotron (SPS) al CERN.