Reconstruction of interactions in the ProtoDUNE-SP detector with Pandora

Abud A.A.; Abi B.; Acciarri R.; Acero M.A.; Adames M.R.; Adamov G.; Adamowski M.; Adams D.; Adinolfi M.; Adriano C.; Aduszkiewicz A.; Aguilar J.; Ahmad Z.; Ahmed J.; Aimard B.; Akbar F.; Ali-Mohammadzadeh B.; Allison K.; Monsalve S.A.; AlRashed M.; Alt C.; Alton A.; Alvarez R.; Amedo P.; Anderson J.; Andreopoulos C.; Andreotti M.; Andrews M.; Andrianala F.; Andringa S.; Anfimov N.; Ankowski A.; Antoniassi M.; Antonova M.; Antoshkin A.; Antusch S.; Aranda-Fernandez A.; Arellano L.; Arnold L.O.; Arroyave M.A.; Asaadi J.; Asquith L.; Aurisano A.; Aushev V.; Autiero D.; Ayala Lara V.; Ayala-Torres M.; Azfar F.; Back A.; Back H.; Back J.J.; Backhouse C.; Bagaturia I.; Bagby L.; Balashov N.; Balasubramanian S.; Baldi P.; Baller B.; Bambah B.; Barao F.; Barenboim G.; Barker G.; Barkhouse W.; Barnes C.; Barr G.; Monarca J.B.; Barros A.; Barros N.; Barrow J.L.; Basharina-Freshville A.; Bashyal A.; Basque V.; Batchelor C.; Battat J.; Battisti F.; Bay F.; Bazetto M.C.Q.; Bazo Alba J.L.; Beacom J.F.; Bechetoille E.; Behera B.; das Chagas E.B.B.; Bellantoni L.; Bellettini G.; Bellini V.; Beltramello O.; Benekos N.; Benitez Montiel C.; Bento Neves F.; Berger J.; Berkman S.; Bernardini P.; Berner R.M.; Bersani A.; Bertolucci S.; Betancourt M.; Rodríguez A.B.; Bevan A.; Bezawada Y.; Bezerra A.T.; Bezerra T.J.; Bhardwaj A.; Bhatnagar V.; Bhattacharjee M.; Bhattarai D.; Bhuller S.; Bhuyan B.; Biagi S.; Bian J.; Biassoni M.; Biery K.; Bilki B.; Bishai M.; Bitadze A.; Blake A.; Blaszczyk F.D.M.; Blazey G.C.; Blucher E.; Boissevain J.; Bolognesi S.; Bolton T.; Bomben L.; Bonesini M.; Bonilla-Diaz C.; Bonini F.; Booth A.; Boran F.; Bordoni S.; Borkum A.; Bostan N.; Bour P.; Boyden D.; Bracinik J.; Braga D.; Brailsford D.; Branca A.; Brandt A.; Bremer J.; Brew C.; Brice S.J.; Brizzolari C.; Bromberg C.; Brooke J.; Bross A.; Brunetti G.; Brunetti M.; Buchanan N.; Budd H.; Butorov I.; Cagnoli I.; Cai T.; Caiulo D.; Calabrese R.; Calafiura P.; Calcutt J.; Calin M.; Calvez S.; Calvo E.; Caminata A.; Campos Benitez A.; Caratelli D.; Carber D.; Carceller J.M.; Carini G.; Carlus B.; Carneiro M.F.; Carniti P.; Terrazas I.C.; Carranza H.; Carroll T.; Forero J.F.C.; Castillo A.; Castromonte C.; Catano-Mur E.; Cattadori C.; Cavalier F.; Cavallaro G.; Cavanna F.; Centro S.; Cerati G.; Cervelli A.; Cervera Villanueva A.; Chalifour M.; Chappell A.; Chardonnet E.; Charitonidis N.; Chatterjee A.; Chattopadhyay S.; Chavarry Neyra M.S.; Chen H.; Chen M.; Chen Y.; Chen Z.; Chen-Wishart Z.; Cheon Y.; Cherdack D.; Chi C.; Childress S.; Chirco R.; Chiriacescu A.; Cho K.; Choate S.; Chokheli D.; Chong P.S.; Christensen A.; Christian D.; Christodoulou G.; Chukanov A.; Chung M.; Church E.; Cicero V.; Clarke P.; Cline G.; Coan T.E.; Cocco A.G.; Coelho J.; Collot J.; Colton N.; Conley E.; Conley R.; Conrad J.; Convery M.; Copello S.; Cova P.; Cremaldi L.; Cremonesi L.; Crespo-Anadón J.I.; Crisler M.; Cristaldo E.; Crnkovic J.; Cross R.; Cudd A.; Cuesta C.; Cui Y.; Cussans D.; Dai J.; Dalager O.; Da Motta H.; Da Silva Peres L.; David C.; David Q.; Davies G.S.; Davini S.; Dawson J.; De K.; De S.; Debbins P.; De Bonis I.; Decowski M.; De Gouvea A.; De Holanda P.C.; De Icaza Astiz I.L.; Deisting A.; De Jong P.; Delbart A.; De Leo V.; Delepine D.; Delgado M.; Dell’Acqua A.; Delmonte N.; De Lurgio P.; De Mello Neto J.R.; DeMuth D.M.; Dennis S.; Densham C.; Deptuch G.W.; De Roeck A.; De Romeri V.; De Souza G.; Devi R.; Dharmapalan R.; Dias M.; Diaz J.; Díaz F.; Di Capua F.; Di Domenico A.; Di Domizio S.; Di Giulio L.; Ding P.; Di Noto L.; Dirkx G.; Distefano C.; Diurba R.; Diwan M.; Djurcic Z.; Doering D.; Dolan S.; Dolek F.; Dolinski M.; Domine L.; Donon Y.; Douglas D.; Dragone A.; Drake G.; Drielsma F.; Duarte L.; Duchesneau D.; Duffy K.; Dunne P.; Dutta B.; Duyang H.; Dvornikov O.; Dwyer D.; Dyshkant A.; Eads M.; Earle A.; Edmunds D.; Eisch J.; Emberger L.; Emery S.; Englezos P.; Ereditato A.; Erjavec T.; Escobar C.; Escudero Sanchez L.; Eurin G.; Evans J.J.; Ewart E.; Ezeribe A.C.; Fahey K.; Falcone A.; Fani’ M.; Farnese C.; Farzan Y.; Fedoseev D.; Felix J.; Feng Y.; Fernandez-Martinez E.; Fernandez Menendez P.; Ferraro F.; Fields L.; Filip P.; Filthaut F.; Fine R.; Fiorillo G.; Fiorini M.; Fischer V.; Fitzpatrick R.S.; Flanagan W.; Fleming B.; Flight R.; Fogarty S.; Foreman W.; Fowler J.; Fox W.; Franc J.; Francis K.; Franco D.; Freeman J.; Freestone J.; Fried J.; Friedland A.; Fuess S.; Furic I.K.; Furman K.; Furmanski A.P.; Gabrielli A.; Gago A.; Gallagher H.; Gallas A.; Gallego-Ros A.; Gallice N.; Galymov V.; Gamberini E.; Gamble T.; Ganacim F.; Gandhi R.; Ganguly S.; Gao F.; Gao S.; Garcia-Gamez D.; García-Peris M.Á.; Gardiner S.; Gastler D.; Gauvreau J.; Gauzzi P.; Ge G.; Geffroy N.; Gelli B.; Gendotti A.; Gent S.; Ghorbani-Moghaddam Z.; Giammaria P.; Giammaria T.; Giangiacomi N.; Gibin D.; Gil-Botella I.; Gilligan S.; Girerd C.; Giri A.; Gnani D.; Gogota O.; Gold M.; Gollapinni S.; Gollwitzer K.; Gomes R.A.; Gomez Bermeo L.; Gomez Fajardo L.S.; Gonnella F.; González Caamaño D.; Gonzalez-Diaz D.; Gonzalez-Lopez M.; Goodman M.C.; Goodwin O.; Goswami S.; Gotti C.; Goudzovski E.; Grace C.; Gran R.; Granados E.; Granger P.; Grant C.; Gratieri D.; Green P.; Green S.; Greenberg S.; Greenler L.; Greer J.; Grenard J.; Griffith C.; Groh M.; Grudzinski J.; Grzelak K.; Gu W.; Guardincerri E.; Guarino V.; Guarise M.; Guenette R.; Guerard E.; Guerzoni M.; Guffanti D.; Guglielmi A.; Guo B.; Gupta A.; Gupta V.; Guthikonda K.; Guzowski P.; Guzzo M.M.; Gwon S.; Ha C.; Haaf K.; Habig A.; Hadavand H.; Haenni R.; Hahn A.; Haiston J.; Hamacher-Baumann P.; Hamernik T.; Hamilton P.; Han J.; Harris D.A.; Hartnell J.; Hartnett T.; Harton J.; Hasegawa T.; Hasnip C.; Hatcher R.; Hatfield K.W.; Hatzikoutelis A.; Hayes C.; Hayrapetyan K.; Hays J.; Hazen E.; He M.; Heavey A.; Heeger K.M.; Heise J.; Henry S.; Morquecho M.H.; Herner K.; Hewes J.; Hilgenberg C.; Hill T.; Hillier S.J.; Himmel A.; Hinkle E.; Hirsch L.R.; Ho J.; Hoff J.; Holin A.; Hoppe E.; Horton-Smith G.A.; Hostert M.; Hourlier A.; Howard B.; Howell R.; Hristova I.; Hronek M.S.; Huang J.; Hulcher Z.; Iles G.; Ilic N.; Iliescu A.M.; Illingworth R.; Ingratta G.; Ioannisian A.; Irwin B.; Isenhower L.; Itay R.; Jackson C.M.; Jain V.; James E.; Jang W.; Jargowsky B.; Jediny F.; Jena D.; Jeong Y.; Jesús-Valls C.; Ji X.; Jiang J.; Jiang L.; Jiménez S.; Jipa A.; Joaquim F.; Johnson W.; Johnston N.; Jones B.; Judah M.; Jung C.; Junk T.; Jwa Y.; Kabirnezhad M.; Kaboth A.; Kadenko I.; Kakorin I.; Kalitkina A.; Kalra D.; Kamiya F.; Kaplan D.M.; Karagiorgi G.; Karaman G.; Karcher A.; Karolak M.; Karyotakis Y.; Kasai S.; Kasetti S.P.; Kashur L.; Kazaryan N.; Kearns E.; Keener P.; Kelly K.J.; Kemp E.; Kemularia O.; Ketchum W.; Kettell S.H.; Khabibullin M.; Khotjantsev A.; Khvedelidze A.; Kim D.; King B.; Kirby B.; Kirby M.; Klein J.; Klustova A.; Kobilarcik T.; Koehler K.; Koerner L.W.; Koh D.H.; Kohn S.; Koller P.P.; Kolupaeva L.; Korablev D.; Kordosky M.; Kosc T.; Kose U.; Kostelecky V.; Kothekar K.; Kralik R.; Kreczko L.; Krennrich F.; Kreslo I.; Kropp W.; Kroupova T.; Kubota S.; Kudenko Y.; Kudryavtsev V.A.; Kuhlmann S.; Kulagin S.; Kumar J.; Kumar P.; Kunze P.; Kuravi R.; Kurita N.; Kuruppu C.; Kus V.; Kutter T.; Kvasnicka J.; Kwak D.; Lambert A.; Land B.; Lane C.E.; Lang K.; Langford T.; Langstaff M.; Larkin J.; Lasorak P.; Last D.; Laundrie A.; Laurenti G.; Lawrence A.; Lazanu I.; LaZur R.; Lazzaroni M.; Le T.; Leardini S.; Learned J.; LeBrun P.; LeCompte T.; Lee C.; Lee S.; Lehmann Miotto G.; Lehnert R.; de Oliveira M.L.; Leitner M.; Lepin L.M.; Li S.; Li Y.; Liao H.; Lin C.; Lin Q.; Lin S.; Lineros R.A.; Ling J.; Lister A.; Littlejohn B.R.; Liu J.; Liu Y.; Lockwitz S.; Loew T.; Lokajicek M.; Lomidze I.; Long K.; Lord T.; LoSecco J.; Louis W.C.; Lu X.; Luk K.; Lunday B.; Luo X.; Luppi E.; Lux T.; Luzio V.P.; Maalmi J.; MacFarlane D.; Machado A.; Machado P.; Macias C.; Macier J.; Maddalena A.; Madera A.; Madigan P.; Magill S.; Mahn K.; Maio A.; Major A.; Maloney J.A.; Mandrioli G.; Mandujano R.C.; Maneira J.C.; Manenti L.; Manly S.; Mann A.; Manolopoulos K.; Manrique Plata M.; Manyam V.N.; Marchan M.; Marchionni A.; Marciano W.; Marfatia D.; Mariani C.; Maricic J.; Marie R.; Marinho F.; Marino A.D.; Markiewicz T.; Marsden D.; Marshak M.; Marshall C.; Marshall J.; Marteau J.; Martín-Albo J.; Martinez N.; Martinez Caicedo D.A.; Miravé P.M.; Martynenko S.; Mascagna V.; Mason K.; Mastbaum A.; Matichard F.; Matsuno S.; Matthews J.; Mauger C.; Mauri N.; Mavrokoridis K.; Mawby I.; Mazza R.; Mazzacane A.; Mazzucato E.; McAskill T.; McCluskey E.; McConkey N.; McFarland K.S.; McGrew C.; McNab A.; Mefodiev A.; Mehta P.; Melas P.; Mena O.; Mendez H.; Mendez P.; Méndez D.P.; Menegolli A.; Meng G.; Messier M.; Metcalf W.; Mewes M.; Meyer H.; Miao T.; Michna G.; Mikola V.; Milincic R.; Miller G.; Miller W.; Mills J.; Mineev O.; Minotti A.; Miranda O.G.; Miryala S.; Mishra C.; Mishra S.; Mislivec A.; Mitchell M.; Mladenov D.; Mocioiu I.; Moffat K.; Moggi N.; Mohanta R.; Mohayai T.A.; Mokhov N.; Molina J.A.; Molina Bueno L.; Montagna E.; Montanari A.; Montanari C.; Montanari D.; Montanino D.; Zetina L.M.M.; Moon S.; Mooney M.; Moor A.F.; Moreno D.; Moretti D.; Morris C.; Mossey C.; Mote M.; Motuk E.; Moura C.A.; Mousseau J.; Mouster G.; Mu W.; Mualem L.; Mueller J.; Muether M.; Mufson S.; Muheim F.; Muir A.; Mulhearn M.; Munford D.; Muramatsu H.; Murphy M.; Murphy S.; Musser J.; Nachtman J.; Nagai Y.; Nagu S.; Nalbandyan M.; Nandakumar R.; Naples D.; Narita S.; Nath A.; Navrer-Agasson A.; Nayak N.; Nebot-Guinot M.; Negishi K.; Nelson J.K.; Nesbit J.; Nessi M.; Newbold D.; Newcomer M.; Newton H.; Nichol R.; Nicolas-Arnaldos F.; Nikolica A.; Niner E.; Nishimura K.; Norman A.; Norrick A.; Northrop R.; Novella P.; Nowak J.A.; Oberling M.; Ochoa-Ricoux J.; Olivier A.; Olshevskiy A.; Onel Y.; Onishchuk Y.; Ott J.; Pagani L.; Palacio G.; Palamara O.; Palestini S.; Paley J.M.; Pallavicini M.; Palomares C.; Panduro Vazquez W.; Pantic E.; Paolone V.; Papadimitriou V.; Papaleo R.; Papanestis A.; Paramesvaran S.; Parke S.; Parozzi E.; Parsa Z.; Parvu M.; Pascoli S.; Pasqualini L.; Pasternak J.; Pater J.; Patrick C.; Patrizii L.; Patterson R.B.; Patton S.; Patzak T.; Paudel A.; Paulos B.; Paulucci L.; Pavlovic Z.; Pawloski G.; Payne D.; Pec V.; Peeters S.J.; Pena Perez A.; Pennacchio E.; Penzo A.; Peres O.L.; Perry J.; Pershey D.; Pessina G.; Petrillo G.; Petta C.; Petti R.; Pia V.; Piastra F.; Pickering L.; Pietropaolo F.; Pimentel V.L.; Pinaroli G.; Plows K.; Plunkett R.; Pompa F.; Pons X.; Poonthottathil N.; Poppi F.; Pordes S.; Porter J.; Porzio S.; Potekhin M.; Potenza R.; Potukuchi B.V.; Pozimski J.; Pozzato M.; Prakash S.; Prakash T.; Prest M.; Prince S.; Psihas F.; Pugnere D.; Qian X.; Raaf J.; Radeka V.; Rademacker J.; Radics B.; Rafique A.; Raguzin E.; Rai M.; Rajaoalisoa M.; Rakhno I.; Rakotonandrasana A.; Rakotondravohitra L.; Rameika R.; Ramirez Delgado M.; Ramson B.; Rappoldi A.; Raselli G.; Ratoff P.; Raut S.; Razafinime H.; Razakamiandra R.; Rea E.M.; Real J.S.; Rebel B.; Rechenmacher R.; Reggiani-Guzzo M.; Reichenbacher J.; Reitzner S.D.; Rejeb Sfar H.; Renshaw A.; Rescia S.; Resnati F.; Ribas M.; Riboldi S.; Riccio C.; Riccobene G.; Rice L.C.; Ricol J.S.; Rigamonti A.; Rigaut Y.; Rincón E.V.; Ritchie-Yates H.; Rivera D.; Robert A.; Rocabado Rocha J.; Rochester L.; Roda M.; Rodrigues P.; da Silva Leite J.V.R.; Alonso M.J.R.; Rondon J.R.; Rosauro-Alcaraz S.; Rosier P.; Roskovec B.; Rossella M.; Rossi M.; Rout J.; Roy P.; Rubbia A.; Rubbia C.; Russell B.; Ruterbories D.; Rybnikov A.; Saa-Hernandez A.; Saakyan R.; Sacerdoti S.; Sahu N.; Sala P.; Samios N.; Samoylov O.; Sanchez M.; Sandberg V.; Sanders D.A.; Sankey D.; Saoulidou N.; Sapienza P.; Sarasty C.; Sarcevic I.; Savage G.; Savinov V.; Scaramelli A.; Scarff A.; Scarpelli A.; Schefke T.; Schellman H.; Schifano S.; Schlabach P.; Schmitz D.; Schneider A.W.; Scholberg K.; Schukraft A.; Segreto E.; Selyunin A.; Senise C.R., Jr.; Sensenig J.; Sgalaberna D.; Shaevitz M.; Shafaq S.; Shaker F.; Shamma M.; Sharankova R.; Sharma H.R.; Sharma R.; Sharma R.K.; Shaw K.; Shaw T.; Shchablo K.; Shepherd-Themistocleous C.; Sheshukov A.; Shin S.; Shoemaker I.; Shooltz D.; Shrock R.; Siegel H.; Simard L.; Sinclair J.; Sinev G.; Singh J.; Singh L.; Singh P.; Singh V.; Sipos R.; Sippach F.; Sirri G.; Sitraka A.; Siyeon K.; Skarpaas K.; Smith E.; Smith P.; Smolik J.; Smy M.; Snider E.; Snopok P.; Snowden-Ifft D.; Nunes M.S.; Sobel H.; Soderberg M.; Sokolov S.; Salinas C.J.S.; Söldner-Rembold S.; Soleti S.; Solomey N.; Solovov V.; Sondheim W.E.; Sorel M.; Sotnikov A.; Soto-Oton J.; Ugaldi F.S.; Sousa A.; Soustruznik K.; Spagliardi F.; Spanu M.; Spitz J.; Spooner N.J.C.; Spurgeon K.; Stancari M.; Stanco L.; Stanford C.; Stein R.; Steiner H.; Lisbôa A.F.S.; Stewart J.; Stillwell B.; Stock J.; Stocker F.; Stokes T.; Strait M.; Strauss T.; Strigari L.; Stuart A.; Suarez J.G.; Sunción J.S.; Sullivan H.; Surdo A.; Susic V.; Suter L.; Sutera C.; Suvorov Y.; Svoboda R.; Szczerbinska B.; Szelc A.M.; Talukdar N.; Tanaka H.; Tang S.; Oregui B.T.; Tapper A.; Tariq S.; Tarpara E.; Tata N.; Tatar E.; Tayloe R.; Teklu A.; Tennessen P.; Tenti M.; Terao K.; Ternes C.A.; Terranova F.; Testera G.; Thakore T.; Thea A.; Thorn C.; Timm S.; Tishchenko V.; Tomassetti L.; Tonazzo A.; Torbunov D.; Torti M.; Tortola M.; Tortorici F.; Tosi N.; Totani D.; Toups M.; Touramanis C.; Travaglini R.; Trevor J.; Trilov S.; Trzaska W.H.; Tsai Y.; Tsai Y.; Tsamalaidze Z.; Tsang K.; Tsverava N.; Tu S.Z.; Tufanli S.; Tull C.; Tyler J.; Tyley E.; Tzanov M.; Uboldi L.; Uchida M.A.; Urheim J.; Usher T.; Uzunyan S.; Vagins M.R.; Vahle P.; Valder S.; Valdiviesso G.D.; Valencia E.; Valentim R.; Vallari Z.; Vallazza E.; Valle J.W.; Vallecorsa S.; Van Berg R.; Van de Water R.G.; Vanegas Forero D.; Vannerom D.; Varanini F.; Vargas Oliva D.; Varner G.; Vasel J.; Vasina S.; Vasseur G.; Vaughan N.; Vaziri K.; Ventura S.; Verdugo A.; Vergani S.; Vermeulen M.A.; Verzocchi M.; Vicenzi M.; Vieira de Souza H.; Vignoli C.; Vilela C.; Viren B.; Vrba T.; Wachala T.; Waldron A.V.; Wallbank M.; Wallis C.; Walton T.; Wang H.; Wang J.; Wang L.; Wang M.H.; Wang X.; Wang Y.; Wang Y.; Warburton K.; Warner D.; Wascko M.; Waters D.; Watson A.; Wawrowska K.; Weatherly P.; Weber A.; Weber M.; Wei H.; Weinstein A.; Wenman D.; Wetstein M.; White A.; Whitehead L.H.; Whittington D.; Wilking M.J.; Wilkinson A.; Wilkinson C.; Williams Z.; Wilson F.; Wilson R.J.; Wisniewski W.; Wolcott J.; Wongjirad T.; Wood A.; Wood K.; Worcester E.; Worcester M.; Wresilo K.; Wret C.; Wu W.; Wu W.; Xiao Y.; Yaeggy B.; Yandel E.; Yang G.; Yang K.; Yang T.; Yankelevich A.; Yershov N.; Yonehara K.; Yoon Y.; Young T.; Yu B.; Yu H.; Yu H.; Yu J.; Yu Y.; Yuan W.; Zaki R.; Zalesak J.; Zambelli L.; Zamorano B.; Zani A.; Zazueta L.; Zeller G.; Zennamo J.; Zeug K.; Zhang C.; Zhang S.; Zhang Y.; Zhao M.; Zhivun E.; Zhu G.; Zimmerman E.D.; Zucchelli S.; Zuklin J.; Zutshi V.; Zwaska R. · European Physical Journal C (2023) · DOI: 10.1140/epjc/s10052-023-11733-2

Resumen

The Pandora Software Development Kit and algorithm libraries provide pattern-recognition logic essential to the reconstruction of particle interactions in liquid argon time projection chamber detectors. Pandora is the primary event reconstruction software used at ProtoDUNE-SP, a prototype for the Deep Underground Neutrino Experiment far detector. ProtoDUNE-SP, located at CERN, is exposed to a charged-particle test beam. This paper gives an overview of the Pandora reconstruction algorithms and how they have been tailored for use at ProtoDUNE-SP. In complex events with numerous cosmic-ray and beam background particles, the simulated reconstruction and identification efficiency for triggered test-beam particles is above 80% for the majority of particle type and beam momentum combinations. Specifically, simulated 1 GeV/c charged pions and protons are correctly reconstructed and identified with efficiencies of 86.1 ± 0.6 % and 84.1 ± 0.6 %, respectively. The efficiencies measured for test-beam data are shown to be within 5% of those predicted by the simulation.

Instituciones: Pontificia Universidad Católica del Perú; Universidad Nacional de Ingeniería