Palau, 30 Settembre 2008 IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE Muoni cosmici: alcuni risultati...

Palau, 30 Settembre 2008IV Convegno Nazionale sulla Fisica di

ALICE

Muoni cosmici: alcuni risultati preliminari per il rivelatore TOF

A. De Caroper il Gruppo ALICE-TOF

(Università di Salerno – INFN)

Palau, 30 Settembre 2008

IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE A. De Caro

Stato attuale del rivelatore TOF


IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE

24 Aprile 2008: completata l’installazione del TOFV

ista

di a

lcun

i dei

SM

Vista di alcuni S

M

A. De Caro 3



Primi run di presa daticon cosmici



Configurazione del TOF durante il Global Run I

A. De Caro 5



Configurazione del TOF durante il Global Run II

A. De Caro 6



Geometria puntante per le strip del TOF

A. De Caro 7



Simulazione cascata di cosmici

P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008

A. De Caro 8



Simulazione di un cosmico attraverso il TOF

A. De Caro 9




Muone triggered da ACORDE

A. De Caro 10



Muone cosmico reale attraverso il TOF

A. De Caro 11




Primi studi su dati acquisiti con il trigger di ACORDE

Su questi primi dati sono stati condotti studi di efficienza di rivelazione, da parte di R. Preghenella (di cui

non parlerò in questa occasione); studi di risoluzione temporale, da parte di P. Pagano (di cui parlerò

di qui a qualche trasparenza).

Frutto dell’ analisi di questi primi dati è stato anche lo sviluppo di un nuovo algoritmo di clustering per il rivelatore TOF. Implementato e messo a punto da D. De Gruttola su eventi da muoni cosmici (ovvero a bassa molteplicità), tale algoritmo è successivamente diventato la versione V1 di clustering per il TOF all’interno del framework AliROOT.

Tale classe dev’essere comunque aggiornata in funzione del valore di molteplicità dell’evento, in particolare per eventi di collisione Pb-Pb.

In questa occasione vi descriverò brevemente questo algoritmo.

A. De Caro 12



Studi di risoluzione temporale



Tempo misurato – Tempo medio in ns

Distribuzione degli scarti dal valor medio

730 ps

A. De Caro 14




tempi [ns]

Y [cm]tempi [ns]

Z [cm]

Tempo vs X,Y,Z dei cluster

Tempo_atteso – Tempo_misurato in ns

500 ps

tempi [ns]

X [cm]

A. De Caro 15

P. P

agan

o, C

ongr

esso

SIF

200

8, G

enov

a 25

Set

tem

bre

2008



Nuovo algoritmo di clustering



Multi-hit associati al passaggio di un’unica particella

Per la caratteristica configurazione geometrica di una strip di MRPC (elemento base del rivelatore TOF di ALICE) esiste una probabilità non nulla di avere più misure di tempo (multi-hit, appunto) associati al passaggio di una sola particella carica attraverso il volume sensibile del rivelatore.

A. De Caro 17



con segnale

senza segnale

Multi hit del TOF associati alla stessa particella

A. De Caro 18

D. De Gruttola, Seminario di Dottorato in Fisica, Salerno 9 Maggio 2008



Multi-hit associati al passaggio di un’unica particella

Possiamo trarre beneficio nei casi di multi-hit, in termini di risoluzione spaziale (come vedremo subito) e di risoluzione temporale (com’è noto dai risultati dell’analisi dati al test beam).

Per la sua tesi di dottorato, D. De Gruttola, prendendo in esame i dati raccolti durante i primi run con i raggi cosmici (02-03/08), ha implementato un algoritmo in grado di associare insieme le misure di tempo lette da pad prossimi vicini sulla

stessa strip a formare un cluster. Successivamente tale algoritmo è stato ottimizzato per un corretto

funzionamento in generici eventi di collisione a bassa molteplicità: un cluster del TOF è un insieme di misure di tempo simili (nell’ambito

della risoluzione temporale intrinseca del rivelatore) lette da pad prossimi vicini sulla stessa strip.

Tale algoritmo costituisce la versione V1 di clustering per il TOF, testato e ottimizzato per eventi a bassa molteplicità.

Ulteriori aggiornamenti occorreranno per un suo migliore funzionamento (rispetto al corrente) in eventi ad alta molteplicità.

A. De Caro 19



Cluster del TOF: versione standard

€

σ x2 =

2.5cm( )2

12→σ x ≅ 0.7cm

σ z2 =

3.5cm( )2

12→σ z ≅1.0cm

A. De Caro 20

Risoluzione spaziale del cluster

Densità di probabilità uniformesu tutta la superficie di un pad-buona approssimazione-



Cluster del TOF: nuova versione

A. De Caro 21

€

< x >≅ xcentre

< z >≅ zcentre

€

< x >≅qi * x ii

∑qii

∑,< x >≅

x ii∑

N

< z >≅ zcentre

€

< x >≅ xcentre

< z >≅qi ∗zii

∑qii

∑,< z >≅

zii∑

N

€

< x >≅qi ∗x ii

∑qii

∑,< x >≅

x ii∑

N

< z >≅qi ∗zii

∑qii

∑,< z >≅

zii∑

N

Posizione del cluster



Cluster del TOF: nuova versione

€

σ x ≅ 0.7cm

σ z ≅1.0cm€

σ x ≅1

qii

∑ ,σ x ≅(x i− < x >)2

i∑

N

σ z ≅1.0cm

€

σ x ≅ 0.7cm

σ z ≅1

qii

∑ ,σ z ≅(zi− < z >)2

i∑

N€

σ x ≅1

qii

∑ ,σ x ≅(x i− < x >)2

i∑

N

σ z ≅1

qii

∑ ,σ z ≅(zi− < z >)2

i∑

N

A. De Caro 22

Risoluzione spaziale del cluster



Confronto tra i due algoritmi di clusteringIn blu: std TOF clusterIn rosso: nuovi TOF clusterIn verde: TOF pad interessati da segnale

TOF strip usati come rivelatori traccianti

A. De Caro 23

In giallo: fit degli std TOF clusterIn viola: fit dei nuovi TOF cluster




Confronto tra i due algoritmi di clustering: particolare

Dettaglio sul pad interessato da segnale,sulla settima strip, quella in test.

La traccia in viola attraversa il pad dell’ultima stripmentre quella in giallo no.La distanza minima di avvicinamento della tracciaal centro del pad è stato

il nostro parametro d’ordine.Il parametro d’ordine assume valore minorenel caso di fit dei TOF cluster.

A. De Caro 24


In blu: std TOF clusterIn rosso: nuovi TOF clusterIn verde: TOF pad interessati da segnale

In giallo: fit degli std TOF clusterIn viola: fit dei nuovi TOF cluster



Analisi di alcuni dati raccolti durante gli scorsi mesi estivi



Configurazione del TOF durante la prima partedel Global Run III

A. De Caro 26



Trigger del TOF, tipo back-to-back

A. De Caro 27

E. Scapparone, Physics Forum, Ginevra 2 Luglio 2008



Trigger del TOF, tipo TOFforTRD

A. De Caro 28




Trigger del TOF, tipo TOFforHMPID

A. De Caro 29




Descrizione analisi

In particolare vi descriverò alcuni risultati dell’analisi fatta sui seguenti run: 37562:

campo magnetico nullo; trigger di tipo TOFforTRD; rivelatori nella partizione: TPC, TRD, TOF;

45486:campo magnetico acceso; trigger di tipo TOFforTRD; rivelatori nella partizione: TPC, TOF, HMPID, SPD,

SDD.

A. De Caro 30



Run 37562: ricerca del segnale di trigger

A. De Caro 31

t1

t2

(t2-t1)-d21/c [ns]

Grazie a R. Preghenella



Problema del noise

Durante i run di noise, qualcosa viene scritto nel OCDB del TOF.

Durante la ricostruzione questo qualcosa viene letto.

Perché il noise ‘sopravvive’ allora? Stiamo indagando sul tipo di mappa che viene

scritta nel OCDB e sulla catena software di lettura di tale mappa durante la ricostruzione degli eventi.

Nel frattempo R. Preghenella ha prodotto ‘offline’ una mappa di canali rumorosi: un canale è dichiarato tale se ha un rate di acquisizione superiore ad 1kHz.

A. De Caro 32



Equalizzazione delle misure di tempo (1)

Le misure di tempo non sono equalizzate, calibrate per ritardi dovuti ai cavi-segnale.

Finora tale correzione è stata fatta ‘a mano’ con l’ausilio di una classe di mapping per tali cavi-segnale.

Con la nuova release di AliROOT, tale correzione verrà fatta in fase di ricostruzione; tali ritardi saranno inseriti nel OCDB e costituiranno il livello zero per i parametri di ritardo nell’ambito della calibrazione.

A. De Caro 33



Equalizzazione delle misure di tempo (2)

In fase di analisi, R.Preghenella e A. Silenzi hanno misurato valori di bunch crossing non equalizzati nei diversi crate di acquisizione dati.

Nella nuova release di AliROOT tale procedura di equalizzazione viene effettuata in fase di lettura dei raw data.

A. De Caro 34



Parametri di ricostruzione Il file di definizione dei parametri di ricostruzione per il

TOF presente nel OCDB contiene valori scelti per eventi ad alta molteplicità.

In particolare, il valore di taglio per la componente z della distanza minima di avvicinamento di una traccia ricostruita ad un pad interessato da segnale (sia distance_approach) è troppo piccola, solo 3cm.

Mentre il suo valore in eventi a bassa molteplicità è pari a 10cm. Ricordiamo che il rivelatore non è allineato.Questo può causare la mancata associazione di un segnale del TOF ad una traccia ricostruita.

Adesso tale file è stato corretto. Il valore di taglio per la variabile distance_approach è stato

fissato a 10cm (caso di eventi a bassa molteplicità).

A. De Caro 35



Pass3 di ricostruzione per il run 37562

Con i seguenti nuovi ingredienti: la mappa di canali rumorosi prodotta come detto, i parametri di ricostruzione giusti, le mappe di equalizzazione dei tempi appena

descritti,sul cluster di Salerno è stato lanciato un nuovo passo di ricostruzione per tale run: sia pass3.

Nel seguito, è mostrato un confronto tra i risultati ottenuti con i due passi di ricostruzione.

A. De Caro 36



Run 37562, evento 108: risultati del pass2

Vista ortogonale xOy

Vista prospettica

0

1

23

45

6

7

8

9

10

1112 13 14

15

16

17

A. De Caro 37



Run 37562, evento 108: risultati del pass3

0

1

2345

6

7

8

9

10

1112 13 14

15

16

17

Vista ortogonale xOy

Vista prospettica

A. De Caro 38



Run 37562: risultati per il pass3 di ricostruzione

Questo run consiste di 573 file. 559 sono stati correttamente ricostruiti senza errori.

In tali file abbiamo 63096 eventi ricostruiti. Ricordiamo che in tale run il trigger è di tipo TOFforTRD. Ci sono 10713 eventi per cui le seguenti condizioni sono

soddisfatte:1. il numero di misure di tempo per evento è nell’intervallo [2,10]2. t – r/c| < 10nsTra questi, sono stati trovati 603 eventi in cui almeno una traccia ricostruita è associata ad una misura di tempo e la traccia ricostruita è nell’accettanza geometrica del trigger del TOF (v. trasparenza successiva).

Tali eventi contengono 1077 tracce ricostruite nell’accettanza del trigger con almeno un segnale di TOF associato.

A. De Caro 39



SM16

SM8

SM0

SM10

SM1

SM9

SM17

SM7

Tracce ricostruite nell’accettanza del trigger

0cm<y0<65cm10°<<30°

0cm<y0<65cm150°<<180°

-65cm<y0<0cm150°<<180°

-65cm<y0<0cm10°<<30°

A. De Caro 40



0

1

23

45

6

7

8

9

10

11

1213

1415

16

17

A. De Caro 41


IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE A. De Caro 42




In maniera analoga a quanto fatto per il run 35762, con l’aggiunta di un’ulteriore passo di equalizzazione delle misure dei tempi, è stato eseguito anche un nuovo passo di ricostruzione (pass3) per tale run.

Nel seguito alcuni risultati relativi al pass3 di ricostruzione per tale run.

A. De Caro 43



t1

t2

t1<t2

Muon direction

A. De Caro 44

B = - |B| k

-


IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE A. De Caro 45B = - |B| k

-


IV Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE A. De Caro 46B = - |B| k

-



Determinazione dei primi offset di allineamento per il TOF



Offset trovati al pass3 di ricostruzione(1)

A. De Caro 48

Run 37562



Offset trovati al pass3 di ricostruzione(2)

A. De Caro 49

Run 37562




Gli offset misurati lungo la direzione dei fasci, sono stati utilizzati per allineare i SM del TOF 0, 1, 7, 8, 9, 10, 16 and 17.

Con tale nuova geometria, è stato eseguito un ulteriore passo di ricostruzione, sia pass4.

Nelle trasparenze successive sono mostrati i risultati prodotti al pass4 di ricostruzione.

A. De Caro 50



Offset trovati al pass4 di ricostruzione (1)

A. De Caro 51

Run 37562




A. De Caro 52

Run 37562




A. De Caro 53

Run 45486




Run 45486



Fine



Backup



Supermoduli del TOF attivi per la presa dati in corso

A. De Caro 57

SM Baby frame Back frame

Right Left Right Left

0 0 1 2

1 4 5

2

3

4

5 21 22 23

6

7 30 31

8 32 33 34

9 36 37 38 39

10 40 43

11

12

13 52 53 54

14 58 59

15 61

16

17 68 69 70 71



tempi [ns]

Numero di strip

Distribuzione degli scarti dal valore atteso

530 ps


A. De Caro 58




tempi [ns]

Z [cm]

tempi [ns]

Y [cm]

Tempo vs X,Y,Ztempi [ns]

X [cm]


530 ps

P. P

agan

o, C

ongr

esso

SIF

200

8, G

enov

a 25

Set

tem

bre

2008

A. De Caro 59



Pre-trigger del TOF al TRD, tipo TRDbyTOF

A. De Caro 60




Visualizzazione della variabile distance-approach

-z view

=370 cm

tracce ricostruitedistance-approach

TOF strippad con segnale

A. De Caro 62



Run 37562, evento 108

Associazione tra traccia ricostruita e misura di tempo

Segnale del TOF associato e nonalla corrispondente traccia ricostruitapass2/pass3 di ricostruzione

Segnale del TOF associato allacorrispondente traccia ricostruitacon pass2 e pass3 di ricostruzione

A. De Caro 63



0

1

23

45

6

7

8

9

10

11

1213

1415

16

17

A. De Caro 64



B = - |B| k

+

A. De Caro 66



B = - |B| k

+

A. De Caro 67



Offset vs numero di modulo (1)

A. De Caro 68

Run 37562



Offset vs numero di modulo (2)

A. De Caro 69

Run 37562

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