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Long-range muons produced in proton–proton collisions at the ATLAS interaction point constitute the primary background for neutrino interaction searches at the SND@LHC experiment. This work presents a comprehensive characterization of the muon flux throughout LHC Run-3, benchmarking Monte Carlo simulations against experimental measurements. Measured and simulated muon rates agree within 10–15% across all Run-3 configurations. Following the substantial background increase in 2024 as a result of a beam optics change, the reversion to nominal optics in 2025 did not restore the 2022–2023 levels due to the unprecedented adoption of horizontal crossing in ATLAS. As indicated by simulation results, horizontal crossing enhanced the contribution of high-angle muons originating from diffractive proton losses in the LHC Dispersion Suppressor region. Their identification enabled the design of mitigation strategies that were experimentally validated. The simulation framework was also applied to the future high-luminosity LHC configuration, resulting in a considerable muon rate rise, driven by both the planned luminosity increase and the enlarged magnet aperture. Nevertheless, the upgrade from emulsion films to silicon vertex detectors will preserve the efficiency of the experiment even in such a high-rate environment.
Study of the Run-3 muon flux at the SND@LHC experiment / Null, N., Abbaneo, D., Ahmad, S., Albanese, R., Alexandrov, A., Alicante, F., Aloschi, F., Androsov, K., Anokhina, A., Arellano, L.G., Asawatangtrakuldee, C., Ayala Torres, M.A., Bangaru, N., Battilana, C., Bay, A., Betancourt, C., Bick, D., Biswas, R., Blanco Castro, A., Boccia, V., et al.. - In: EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6052. - 86:6(2026). [10.1140/epjc/s10052-026-15875-x]
Study of the Run-3 muon flux at the SND@LHC experiment
null, null;Abbaneo, D.;Ahmad, S.;Albanese, R.;Alexandrov, A.;Alicante, F.;Aloschi, F.;Androsov, K.;Anokhina, A.;Arellano, L. G.;Asawatangtrakuldee, C.;Ayala Torres, M. A.;Bangaru, N.;Battilana, C.;Bay, A.;Betancourt, C.;Bick, D.;Biswas, R.;Blanco Castro, A.;Boccia, V.;Bogomilov, M.;Bonacorsi, D.;Bonivento, W. M.;Bordalo, P.;Boyarsky, A.;Buontempo, S.;Camporesi, T.;Canale, V.;Centanni, D.;Cerutti, F.;Cervelli, A.;Chariton, V.;Chernyavskiy, M.;Chiuchiolo, A.;Choi, K. -Y.;Cindolo, F.;Climescu, M.;Dallavalle, G. M.;D'Ambrosio, N.;Davino, D.;De Asmundis, R.;de Bryas, P. T.;De Lellis, G.;de Magistris, M.;Del Giudice, G.;De Marzi, G.;De Roeck, A.;De Pasquale, S.;De Rújula, A.;Diaz Gutierrez, M. A.;Di Crescenzo, A.;Di Cristo, C.;Di Ferdinando, D.;Dinc, C.;Dionisov, I.;Donà, R.;Durhan, O.;Fasanella, D.;Fecarotta, O.;Ferrillo, M.;Fiorillo, A.;Funicello, N.;Fresa, R.;Funk, W.;Galati, G.;Genovese, K.;Giordano, V.;Golutvin, A.;Graverini, E.;Guandalini, C.;Guiducci, L.;Guler, A. M.;Guliaeva, V.;Haefeli, G. J.;Hagner, C.;Helo Herrera, J. C.;van Herwijnen, E.;Ilieva, S.;Infante Cabanas, S. A.;Infantino, A.;Iuliano, A.;Kauniskangas, A. M.;Khalikov, E.;Kim, S. H.;Kim, Y. G.;Klioutchnikov, G.;Komatsu, M.;Konovalova, N.;Kuleshov, S.;Lacker, H. M.;Landi, I.;Lantwin, O.;Manghi, F. Lasagni;Lauria, A.;Lee, K. Y.;Lee, K. S.;Lee, W. -C.;Lerner, G.;Loschiavo, V. P.;Mascellani, A.;Majstorovic, M.;Mei, F.;Miano, A.;Mikulenko, A.;Montesi, M. C.;Morozova, D.;Mozzina, L.;Navarria, F. L.;Nuntiyakul, W.;Obayashi, K.;Ogawa, S.;Okateva, N.;Ovchynnikov, M.;Paggi, G.;Perrotta, A.;Podgrudkov, D.;Polukhina, N.;Primavera, F.;Prota, A.;Quercia, A.;Ramos, S.;Reghunath, A.;Roganova, T.;Ronchetti, F.;Rossolino, N.;Rovelli, T.;Ruchayskiy, O.;Ruf, T.;Sadykov, Z.;Samoilov, M.;Scalera, V.;Schmidt-Parzefall, W.;Schneider, O.;Sekhniaidze, G.;Serban, A. -G.;Serra, N.;Shaposhnikov, M.;Shevchenko, V.;Shchedrina, T.;Shchutska, L.;Shibuya, H.;Silano, C.;Siroli, G. P.;Sirri, G.;Smith, T. E.;Soares, G.;Sohn, J. Y.;Sandoval, O. J. Soto;Spurio, M.;Starkov, N.;Steggemann, J.;Tarek, A.;Tesarek, J.;Timiryasov, I.;Tioukov, V.;Trippl, C.;Ursov, E.;Vankova-Kirilova, G.;Vasquez, G.;Verguilov, V.;Viegas Guerreiro Leonardo, N.;Vilela, C.;Wanke, R.;Yamamoto, S.;Yang, Z.;Yazici, C.;Yoo, S. M.;Yoon, C. S.;Zaffaroni, E.;Zamora Saá, J.
2026
Abstract
Long-range muons produced in proton–proton collisions at the ATLAS interaction point constitute the primary background for neutrino interaction searches at the SND@LHC experiment. This work presents a comprehensive characterization of the muon flux throughout LHC Run-3, benchmarking Monte Carlo simulations against experimental measurements. Measured and simulated muon rates agree within 10–15% across all Run-3 configurations. Following the substantial background increase in 2024 as a result of a beam optics change, the reversion to nominal optics in 2025 did not restore the 2022–2023 levels due to the unprecedented adoption of horizontal crossing in ATLAS. As indicated by simulation results, horizontal crossing enhanced the contribution of high-angle muons originating from diffractive proton losses in the LHC Dispersion Suppressor region. Their identification enabled the design of mitigation strategies that were experimentally validated. The simulation framework was also applied to the future high-luminosity LHC configuration, resulting in a considerable muon rate rise, driven by both the planned luminosity increase and the enlarged magnet aperture. Nevertheless, the upgrade from emulsion films to silicon vertex detectors will preserve the efficiency of the experiment even in such a high-rate environment.
Study of the Run-3 muon flux at the SND@LHC experiment / Null, N., Abbaneo, D., Ahmad, S., Albanese, R., Alexandrov, A., Alicante, F., Aloschi, F., Androsov, K., Anokhina, A., Arellano, L.G., Asawatangtrakuldee, C., Ayala Torres, M.A., Bangaru, N., Battilana, C., Bay, A., Betancourt, C., Bick, D., Biswas, R., Blanco Castro, A., Boccia, V., et al.. - In: EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6052. - 86:6(2026). [10.1140/epjc/s10052-026-15875-x]
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
