Sviluppo del Software di Ricostruzione per lo Spettrometro a Muoni dell’Esperimento ATLAS M....

Sviluppo del Software di Ricostruzione per

lo Spettrometro a Muoni

dell’Esperimento ATLAS

Sviluppo del Software di Ricostruzione per

lo Spettrometro a Muoni

dell’Esperimento ATLAS

M. Biglietti Università degli Studi di

Napoli “Federico II”

Seminario Finale del Dottorato in Fisica Fondamentale ed Applicata –

XVI Ciclo Napoli, 15 Gennaio 2004

M. Biglietti

SommarioSommario

Il progetto LHCL’apparato sperimentale ATLAS Lo spettrometro a muoni di ATLAS Software di Atlas Ricostruzione dei muoni

Ricostruzione nello spettrometro (Moore)Ricostruzione combinata (MuonIdentification)

Analisi Muoni singoliEventi di fisica

Software di ricostruzione come Event FilterConclusioni

M. Biglietti

IL Large Hadron ColliderIL Large Hadron Collider

Collisionatore protone - protone Energia nel centro di massa di 14 TeV (7+7) Circonferenza di 27 kmParticelle precedentemente accelerate nel linac (50 MeV), PS(25 GeV) e nel SPS(450 GeV)Luminosità di progetto 1034 cm-2 s-1

Energia per protone 7 TeV

Spaziatura dei pacchetti

25 ns

Dimensione dei pacchetti

15 m 12 cm

N protoni per pacchetto 1011

Pacchetti nell’anello 2835

Dipoli supercond. 1200

Durata del fascio 10 hours

Luminosità di progetto 1034 cm-2 s-1

Attualmente in costruzione nel tunnel di LEP Partenza prevista nel 20074 esperimenti : Atlas, CMS, LHCb, Alice

ATLASALICE

CMS

LHCb

M. Biglietti

Fisica a LHCFisica a LHC

Sezione d’urto totale p-p 80 mb23 collisioni ad ogni incrocio dei fasci109 eventi/sLa maggior parte sono collisioni adroniche soft (piccolo momento trasferito)

Background di QCD S/B basso (es: (Hm=150GeV)/(jetpt=700GeV) ~10-5 )

Pile up “Hard interactions” sovrapposte con ~ 23 “soft collisions”

Necessità di un buon sistema di trigger e di una risposta rapida del rivelatore

M. Biglietti

IL programma di fisica a LHCIL programma di fisica a LHC

Studio della fisica delle particelle nel range del TeV Ricerca del bosone di Higgs di Modello Standard

Limite sperimentale (LEP): mH>114.1 GeV/c2 LHC sarà in grado di osservare il bosone di Higgs fino a 1 TeV e di misurare la massa e gli accoppiamenti con alta precisione

Ricerca di particelle supersimmetricheMisure di precisione

Enorme produzione di particelle W, Z, b e t es: sezione d’urto tt ~ 1 nb (0.8 eventi/s)

Fisica del B Regime a bassa luminosità (L=1033 cm-2 s-1) LHCb

Fisica degli ioni pesantiALICE

M. Biglietti

Ricerca del bosone di Higgs di Modello Standard


Regione di piccola massa (mH<130 GeV)

H , H bb

Regione di massa intermedia (130 GeV < mH< 2 mZ)

H WW(*), H ZZ*

Regione di grande massa (mH > 2 mZ )

H WW, H ZZ

Il segnale di bosone di Higgs deve essere estratto da un fondo di diversi ordini di grandezza più alto. I canali sperimentalmente più puliti sono quelli con i leptoni nello stato finale. H ZZ è uno dei più promettenti (“Golden Channel”)

M. Biglietti

Il rivelatore ATLAS Il rivelatore ATLAS

Apparato sperimentale in grado di investigare un ampio spettro di misure fisicheLunghezza di 46 m, diametro di 22 m Struttura a strati concentrici, 2 endcaps, barrelInner Tracker, calorimetri, spettrometro per muoniInner Tracker contenuto in un solenoide (max 2 T), spettrometro per in un toroide (air core, max 3.9 T nel barrel, 4.1 T negli endcaps)

108 canali di elettronicaInner Detector

Rivelatori per muoni

Toroide del barrel Calorimetro adronico

Toroide dell’endcap

Calorimetro EM

Calorimetro in avantiSolenoide

M. Biglietti

ConvenzioniConvenzioni

Direzione z lungo l’asse dei fascix-y definiscono il piano trasverso alla direzione dell’asse dei fasciL’asse x positivo punta al centro dell’anello LHC, asse y positivo verso l’altoCoordinate cilindriche più utili : , , RPseudorapidità :

= -ln(tan(/2))

X

YZ

M. Biglietti

MDT

CSC MDT

RPC TGC

Lo spettrometro per muoniLo spettrometro per muoni

Barrel diviso in 16 settori in (piccoli e grandi)Equipaggiato con camere di trigger e di precisione

La struttura aperta dei magneti consente di minimizzare l’effetto dello scattering multiplo

Curvatura dei || < 1 dal toroide del barrel

1.4<||<2.7 dai magneti degli endcaps

1.0<||<1.4 regione di transizione

Caratteristiche di progettopt/pt qualche % fino a 100 GeV/c

pt/pt 10% a 1TeV/c

ECT

MDT RPC

=1

=1.4

ECT

M. Biglietti

Le camere di precisione per muoni Le camere di precisione per muoni

MDTs (Monitored Drift Chambers)Gli elementi di base sono tubi a drift con un diametro di 3 cm ed una lunghezza variabile da 70 cm a 630 cmI tubi sono disposti in multilayer

di 3 (4 per le stazioni interne)

Risoluzione di singolo filo 80 m

CSCs (Catod Strip Chambers)

Posizionati nell’anello più interno della regione degli endcap, 2 < || < 2.7 MWPC con strip di lettura catodiche segmentate ortogonali ai fili anodici

Risoluzione spaziale 60 m, piccolo tempo di deriva (30 ns), risoluzione temporale 7 ns

Misura della coordinata trasversa da strip catodiche parallele ai fili anodici

Misura di precisione nel piano di curvatura

M. Biglietti

Le camere di trigger per muoni Le camere di trigger per muoni

Barrel RPCs (Restistive Plate Chambers): su entrambi i lati delle camere MDT nelle stazioni “middle” e sopra o sotto le stazioni MDT esterne.

Per l’identificazione del bunch crossing, il trigger dei , e la misura della seconda coordinata (). Il sistema di trigger copre la regione ||<2.4

Endcap TGCs (Thin Gap Chambers) : 3 stazioni vicino alle stazioni MDT “middle”. MWPC (con fili paralleli a quelli delle MDTs ) con strips di read-out ortogonali ai fili per la misura della seconda coordinata

Risoluzione in tempo 1 ns

Risoluzione spaziale 1 cm

M. Biglietti

Software offline in ATLASSoftware offline in ATLAS

ObbiettiviGenerazione/Simulazione della risposta del rivelatore e descrizione della sua geometria Ricostruzione di oggetti fisicamente interpretabili dai dati raw Immagazzinamento dei dati Analisi dei datiVisualizzazione …

CaratteristicheAlta complessità

Lunga durata dell’esperimento (20 anni)Grandi volumi di dati (1 Pbyte/anno)

Molti sviluppatori1000 persone/anno‘’fisici delle particelle’’ non esperti alta dispersione geografica

Necessità diFlessibilità, astrazione, mantenibilità, uniformità, modularità, riusabilità, meccanismi di calcolo e sviluppo distribuiti

M. Biglietti


Transizione dal “vecchio” software al “nuovo” software

Passaggio dal Fortran al C++Sviluppo di un framework software comune per tutte le applicazioni ATHENA (ATLAS realization of a High Energy and Nuclear physics data analysis Architecture)

Geometria del rivelatore, meccanismi di descrizione e gestione dei dati, servizi di calibrazione, databases, simulazione, ricostruzione...

Geant3 Geant4Scelta di usare la tecnologia GRID

Transizione per molti aspetti ancora in atto

M. Biglietti

Ricostruzione dei muoniRicostruzione dei muoni

Due software packages sono stati sviluppati in OO/C++MOOREMOORE (Muon Object Oriented REconstruction)

Ricostruzione nello spettrometro per muoni

MUIDMUID (MUon IDentification)Estrapolazione al vertice e ricostruzione combinata

Codice integrato in ATHENA Utilizza i servizi di ATHENAUtilizza altri packages di ricostruzione in ATHENA

iPatRec per la ricostruzione nell’ Inner DetectorCaloRec per la ricostruzione nei Calorimetri

Struttura modulare, codice flessibile Si presta ad essere utilizzato, ampliato ed integrato in modo semplice

Event FilterRicostruzione ai Tests Beam

Alternativa ai programmi Fortran sviluppati in passatoMuonbox/STACO

M. Biglietti


Un muone lascia una traccia di hits all’interno dello spettrometro del rivelatore L’obbiettivo della ricostruzione consiste nel trovare una traccia associata agli hits ed eseguire un fit per ottenere la miglior stima dell’insieme dei parametri che descrivono la traiettoria della particella

Per definire una curva in 3D abbiamo bisogno di 5 parametri: a0, z0, , cot, ±1/PT

Il risultato del fit sono le migliore stime dei parametri della traccia e le loro matrici di covarianza in un qualsiasi punto lungo la traiettoria La traccia può essere estrapolata all’asse dei fasci per trovare un match col vertice

M. Biglietti


CSC MDT

RPC TGC

Attraversando ATLAS un è rivelato in

2 sistemi di tracciamento ad alta precisione: rivelatore di vertice e spettrometro per muoni

Calorimetri EM e adronico

Spettrometro per muoni:misure precise ad alto pT

Calorimetri:E loss >3GeV

Inner Detector:misure precise a basso pT

ma richiede identificazione

Solenoidal Field

Campo toroidale inomogeneo:•Richiede propagazione precisa •Problemi per di basso impulso

M. Biglietti

Strategia di ricostruzione nello spettrometro per muoniStrategia di ricostruzione nello spettrometro per muoni

Ricerca delle regioni di attività nella proiezione

A partire dalle misure degli RPC e TGC si

costruiscono dei “- Segments”

Ricerca delle regioni di attività nella proiezione R-Z all’interno delle MDTs (CSCs)

Per ogni “-Segment”, sono trovate le MDT associate e ed è costuito un “RZ-Segment” (collezioni di hits z) .

CSC MDT

RPC TGC

M. Biglietti

Pattern recognition e fit della tracciaPattern recognition e fit della traccia

Ricostruzione di segmenti di traccia locali nelle MDTsCalcolo della distanza di drift dal tempo di drift, applicando le correzioni dovute al tempo di volo, alla secoda coordinata, dalla propagazione lungo il filo, dall’ angolo di Lorentz determinazione delle best lines tra le tangenti alle circonferenze di drift

Numero di hits > 4 (>3 in 1 multilayer) Puntamento al vertice (può essere disabilitato per permettere la ricostruzione di eventi ai test beam o di cosmici)Fit lineare

Combinazione del segmenti di tracciaFit della traccia

Il fit tiene conto dello scattering multiplo e dell’energia persa nel materiale inerte dello spettrometro per muoni I parametri della traccia (a0, z0, , cot, 1/pt ) e la relativa matrice di covarianza sono espressi al primo punto misurato nello spettrometro a muoni

MDT mutilayer

M. Biglietti

Ricostruzione combinataRicostruzione combinata

Estrapolazione della traccia dallo spettrometro per muoni al punto di interazione

Scattering multiplo parametrizzato per mezzo di piani di scattering nei calorimetriEnergia depositata nei calorimetri dalla simulazione o dalla ricostruzione perdita di energia valutata dal valor vero, o parametrizzata in funzione di (Re-fit: i parametri della traccia sono espressi al vertice

Le tracce provenienti dallo spettrometro e dall’ inner tracker (iPatRec) sono combinate attraverso un 2 cut-off

2 costruito a partire dalle differenze dei parametri della traccia e dalla matrice di covarianza

Fit della traccia combinata

M. Biglietti

Energia depositata nei calorimetriEnergia depositata nei calorimetri

MCMCMCMC

MC e parametrizzazione vs |MC e parametrizzazione vs |||MC e parametrizzazione vs |MC e parametrizzazione vs |||

Ricostruzione vs MCRicostruzione vs MCRicostruzione vs MCRicostruzione vs MC MC e ricostruzione vs |MC e ricostruzione vs |||MC e ricostruzione vs |MC e ricostruzione vs |||

pT = 6 GeV

pT = 6 GeV

pT = 6 GeV

pT = 20 GeV

pT = 20 GeVpT = 20 GeV pT = 100GeV

Richiede isolamento dei permette di migliorare la correzione al vertice

M. Biglietti

Ricostruzione combinataRicostruzione combinata

Migliora i parametri misurati della tracciaPer avere la miglior risoluzione possibile sulla misura del momento

Riduzione delle code nella risoluzione dello spettrometro a muoni, dovute soprattutto alle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri

Migliora la determinazione della carica per muoni ad alto impulsoMigliora l’efficienza di identificazione dei muoni

Riduzione della probabilità di ricostruire fakes, soprattutto in presenza di fondo di cavernaRicostruzione di muoni a basso impulso che non raggiungono le stazioni al centro e più esterne dello spettrometro Reiezione dei di decadimento da K e richiedendo che le tracce abbiano origine dal verticeDiscriminazione di muoni in jet adronici dagli adroni. Una buona identificazione dei non isolati è necessaria per un b-tagging efficiente.

Permette una migliore comprensione dell’apparato sperimentaleTest della calibrazione dei calorimetriCross check dei risultati dall’Inner Detector e dallo spettrometro

M. Biglietti

Test delle performance della ricostruzione

Test delle performance della ricostruzione

Sono stati analizzati diversi campioni di dati prodotti per il DC1Campioni di muoni singoli con pT fissato (da 3 GeV/c fino a 1 TeV/c)

Campioni di muoni singoli con pT=100 GeV/c con background sovrapposto

H4 Confronto con Muonbox/xKalman/STACO

Muonbox/STACO: programma di ricostruzione scritto in F90, molto affidabile ma poco integrato nel software di ATLAS, poco flessibile, lentoxKalman: programma per la ricostruzione nell’Inner Detector alternativo a iPatRec

versioni usate per il Physics TDR (1999) e Atlas Software Workshop (2003)

Layout diversiSimulazione CSC

M. Biglietti

Muoni Singoli: Efficienza vs Muoni Singoli: Efficienza vs

Perdita di efficienza a basso a causa del crack centrale necessario per il passagio di cavi e servizi (cambio layout wrt TDR ) seconda coordinata dei CSC mancante nella simulazione bassa efficienza per ||>2 Tracciamento nel campo magnetico difficile 1<|<1.5 a causa del campo magnetico inomogeneo calo di efficienza per i a basso pt

Inner DetectorMuon Spectr.Muon at IPCombined

Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy wokshop (‘03)

Moore/MuId Moore/MuId Moore/MuId Moore/MuId


Atlas phy TDR (‘99) Atlas phy TDR (‘99)

pT = 6 GeV pT = 20 GeV

||

pT = 50 GeVpT = 50 GeV

M. Biglietti

Muoni singoli: efficienza vs Muoni singoli: efficienza vs

Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy TDR (‘99) Atlas phy TDR (‘99)

Moore/MuId Moore/MuId

pT = 4 GeV


Efficienza per bassi ptSolo con E>3-4 GeV/c raggiungono lo spettrometro

L’uso dei segmenti di traccia delle stazioni più interne potrebbe aumentare l’efficienza fino al 90%

Non raggiungono le stazioni più esterne poche misureScattering multiplo e effetti del campo magnetico inomogeneo pattern recognition più difficile

M. Biglietti

Muoni singoli: efficienza vs Muoni singoli: efficienza vs

Efficienza uniforme con


pT = 6 GeV

Muon Spectr.Muon at IPCombined

Muon Spectr.Muon at IPCombinedpT = 20 GeV


M. Biglietti

Muoni singoli: efficienza vs ptMuoni singoli: efficienza vs pt

Efficienza di plateau ~95%Efficienza per bassi pt

Solo con E>3-4 GeV/c raggiungono lo spettrometro Non raggiungono le stazioni più esterne poche misureScattering multiplo e effetti del campo magnetico inomogeneo pattern recognition più difficile

Efficienza della ricostruzione combinata per alti ptPattern recognition disturbata da possibili sciami e.m. che accompagnano i ad alto pt

Inner DetectorMuon SpectrometerMuon at IP Combined



Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy wokshop (‘03)

||<2.5

||<2

||<2.5

M. Biglietti

Muoni singoli: risoluzione di 1/pT Muoni singoli: risoluzione di 1/pT

Ricostruzione combinata

Ottiene la miglior risoluzione possibileRiduce le code nella risoluzione del momento dello spettrometro per muoni causate dalle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri

Muon Spectr.

Muon at IP

Inner Det.

Comb.

pT = 20 GeV

M. Biglietti

Muoni singoli: risoluzione di 1/pT Muoni singoli: risoluzione di 1/pT

Muon Spectr.

Muon at IP

Inner Det.

Comb.

pT = 100 GeV Ricostruzione combinata

Ottiene la miglior risoluzione possibileRiduce le code nella risoluzione del momento dello spettrometro per muoni causate dalle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri

M. Biglietti

Risoluzione di pT vs pT Risoluzione di pT vs pT

La misura dell’Inner Detector domina sotto 10 GeV/c

Lo spettrometro per domina a alti pt

Muon SpectrometerMuon at IPInner Detector Combined


pT(GeV)

Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy TDR (‘99) Atlas phy TDR (‘99)

||<2.5

||<2.5 ||<2

M. Biglietti

Muoni singoli :risoluzione di pT vs Muoni singoli :risoluzione di pT vs

Peggioramento della risoluzione di pT nella regione di transizione a causa del campo magnetico altamente inomogeneo e delle fluttuazioni dovute all’ aumento di materiale assorbitore nei calorimetri (soprattutto per a basso pt)




||

M. Biglietti

Muoni singoli :risoluzione di pT vs Muoni singoli :risoluzione di pT vs

Risoluzione uniforme vs Piccoli effetti nella regione dei piedi




M. Biglietti

Muoni singoli con backgroundMuoni singoli con background

singoli pt= 100 GeV/cNo bkg x0

Valore nominale in regime di alta luminosità x1

Fattore di sicurezza x2 (fondo di caverna)

Fattore di sicurezza x5 (fondo di caverna)

x0

MSMS @ IPComb

x1

x2 x5

MSMS @ IPComb

MSMS @ IPComb

MSMS @ IPComb

Numero di tracceCollisioni primarieBackground

Minimum biasCirca 23 interazioni ad ogni incrocio dei fasci

Fondo di caverna Gas di particelle prodotte nelle interazioni tra gli adroni primari e il materiale del detectorSpettrometro per muoni molto sensibile

Rates nelle stazioni interne (MDT)10 Hz/cm2 nella prima stazione del barrel100Hz/cm2 a = 0.71 kHz/cm2 negli endcaps

Grosse incertezze sulle stime dei rates

M. Biglietti

Muoni singoli con backgroundMuoni singoli con background

x0

x1

x2 x5

Ricostruzione combinata

fakes

al vertice

x0x1

x2 x5

Efficienze verso Efficienze verso

N MDT hits del fit

a0 (cm) z0 (cm)

all

fakes

all

fakes

M. Biglietti

Standard Model H4 Standard Model H4

gg H ZZ(*) mH = 130, 150, 180 GeV/c2

g

gt H Z

Z

vs e pt muoni@IP vs e pt combinato

•Efficienze come attese dall’analisi sui muoni singoli

M. Biglietti

Ricostruzione della massa della Z con la ricostruzione combinata

Z sempre più on mass shell con l’aumentare della massa del bosone di Higgs

Z=2.83 GeV/c2

Z=2.64 GeV/c2

Z=2.36 GeV/c2

mH=130 GeV/c2

mH=150 GeV/c2

mH=180 GeV/c2


Z=2.5 GeV/c2


M. Biglietti

H=2.14 GeV/c2

H=1.88 GeV/c2H=3.72 GeV/c2

mH=130 GeV/c2 mH=130 GeV/c2 mH=130 GeV/c2

mH=150 GeV/c2

H=2.18 GeV/c2 H=2.71 GeV/c2

mH=180 GeV/c2

Inner detector MuonCombined

Combined Combined

Ricostruzione della massa del Ricostruzione della massa del bosone di Higgsbosone di Higgs

Phy workshop (‘03)Phy workshop (‘03)(mH=130GeV/c

2)=1.74 GeV/c2

Phy TDRPhy TDR(mH=130GeV/c

2)=1.6 GeV/c2

Efficienze Moore/Muid(mH=130GeV/c

2)=63%

Phy worhshop(‘03)

(mH=130GeV/c2

)=65%


M. Biglietti

Moore e MuId come algoritmi di Event Filter in High Level Trigger (HLT)


Il trigger di ATLAS prevede 3 livelliLVL1 hardware trigger

Input 40 MHz, output ~75 KHz, latenza 2.5 secCerca regioni d’attività interessanti (RoI) nei calorimetri e nello spettrometro a non combina le informazioni di più sottorivelatori

LVL2 software triggerOutput ~1 KHz, latenza ~10 msecL’input sono le RoIs dal primo livelloEstrae le caratteristiche delle RoI per mezzo di algoritmi specializzati, ottimizzati per essere veloci

EF software triggerOutput ~100 Hz, latenza ~1 secInput dal LVL1/LVL2, devono prevedere la possibiltà di ricostruire solo nelle RoIs (“seeding”) ed essere in grado di convalidare ipotesi di trigger formate nello stadio precedente. Ha a disposizione l’intero evento, compresi i dati per calibrazione ed allinemento

HLTHLT

M. Biglietti

Moore e MuId sono stati adattati per funzionare nel framework di HLTDue modalità di funzionamento:

Wrapped : pieno accesso all’evento, equivalente al funzionamento offlineSeeded : ricostruzione a partire dalle RoIs

Non essendo ancora a disposizione l’output del LVL2 e del LVL1 endcap, il seeding per Moore/MuId è stato per il momento implementato a partire dalle RoI passate dal LVL1 del barrel

MuRecoRoI () e soglia di pt

RoI definita con () = (0.2x0.2)

Efficienza rispetto al LVL1

wrapped seeded



M. Biglietti

Moore e MuId come EF: test dei tempi di esecuzioneMoore e MuId come EF: test dei tempi di esecuzione

P4 2.4GHz, RAM 1 Gb P4 2.4GHz, RAM 1 Gb Seeded modeSeeded modeApproccio Approccio conservativo (accesso conservativo (accesso ai dati incluso)ai dati incluso)

Escludendo il 5% nelle code con alto tempo di esecuzione

pT = 8 GeV pT = 50 GeV pT = 300 GeV

Muonbox Muonbox

pT = 10 GeVno pileup

~2 sec

Tmax < 1 sec

Time (ms) Time (ms) Time (ms)

Time seededms

average(rms)

Time wrappedms

average(rms)

SampleGeV/c

M. Biglietti

Reiezione di da decadimenti di K/

Reiezione di da decadimenti di K/

A bassi pt i decadimenti in volo daK/ sono la sorgente dominante di gli algoritmi in HLT hanno il compito di ridurre la il rate di tali

processRate (KHz)

6 GeV threshold

Rate(KHz)

20 GeV threshold

/K 16.8 2.1

b 4 1.1

c 2.4 0.5

W 0.009 0.08

Single LVL1 rates

bb->mu6X per prompt

K->, ->Analisi ‘’offline’’

Tagli di reiezione Pt> 4.3 GeV

ID del identificato: il kink di decadimento produce un fit nell’ID peggiore

del match : match cattivo tra l’inner detector e le tracce dello spettrometro per un da un decadimento

| 1./Pt – 1./PtID | : da decadimenti di

K/ha un Pt più basso rispetto al mesone rivelato nell’inner tracker

2 match | 1./Pt – 1./PtID |

M. Biglietti

Curve di efficienzaCurve di efficienza

@ vertice


Reiezione di m da decadimenti di K/

Reiezione di m da decadimenti di K/

M. Biglietti

ConclusioniConclusioni

All’interno del software di ATLAS sono stati sviluppati dei packages di ricostruzione dei muoni nello spettrometro e di identificazione dei muoni utilizzando l’intero apparatoPackages sviluppati sull’onda della transizione verso la nuova organizzazione del software di ATLAS Lo studio delle performances di questi packages sia per muoni singoli che per canali di fisica mostrano risultati rispondenti alle aspettative

Sono ancora possibili miglioramenti per il tracciamento, le efficienze per muoni a basso pt, la velocità di esecuzioneI packages di ricostruzione sono stati implementati in ambiente HLT come Event Filter

Primo package di ATLAS ad essere stato implementato in entrambi gli ambienti offline ed online con modi di funzionamento complementari

M. Biglietti

Backup slides…Backup slides…

M. Biglietti

Inner DetectorInner Detector

Combinazione di tracciatori a semiconduttore ad alta risoluzione spaziale edi un tracciatore a transizione di radiazione

6.7 mPixels : 140 milioni, R=12m, z=60 mPixels : 140 milioni, R=12m, z=60 m

SCT : strips a semiconduttore, R=18m, z=580 mSCT : strips a semiconduttore, R=18m, z=580 m TRT : 140k straw tube, =170m TRT : 140k straw tube, =170m

1.15 m

M. Biglietti

CalorimetriCalorimetri

Hadronic TileE.M.

Hadronic LAr End CapForward LAr

4.25 m13 m

•Calorimetro E.M.• piombo – LAr • < 3.2• 24X0 (barrel), 26X0 (endcap)• E/E=10%/E1/2 + 1% (E in GeV)

• Calorimetro adronico•ferro + scintillatori (TILES)

• < 1.6•Rame + LAr

• 1.5 < < 3.2• E/E=50%/E1/2 + 3% (E in GeV)•Calorimetro Forward (LAr)

• 3.2 < < 4.9• E/E=100%/E1/2 + 10% (E in GeV)

M. Biglietti



2007-2008: L ~ 21033 cm-2s-1, Ldt 10 fb-1

Per i 2-3 anni successivi: Ldt 30 fb-1

Dopo : L ~ 1034 cm-2s-1, Ldt 100 fb-1 per anno

L dt = 100 fb-1

L dt = 30 fb-1 LEP2

5 5

M. Biglietti


Converter

Algorithm

Event DataService

PersistencyService

DataFiles

AlgorithmAlgorithm

Transient Event Store

Detec. DataService

PersistencyService

DataFiles

Transient Detector

Store

MessageService

JobOptionsService

Particle Prop.Service

OtherServices

HistogramService

PersistencyService

DataFiles

TransientHistogram

Store

ApplicationManager

ConverterConverter

Necessità di un framework di sviluppo: applicazione generica nella quale gli sviluppatori inseriscono il codice, usando i meccanismi definiti dal framework, insiemi di funzionalità e strumenti, un vocabolario comune

ATHENAATLAS realization of a High Energy and

Nuclear physics data analysis Architecture

M. Biglietti

Ricostruzione offline in ATLASRicostruzione offline in ATLAS

I packages sono composti da algoritmi di Athena tra di loro indipendenti

Gli oggetti transienti sono scambiati attraverso il Transient Data Store

Gli algoritmi sono accoppiati solo attraverso gli eventi

topAlgorithm

top Algorithm

topAlgorithm

DataObj

DataObj

DataObj

DataObj

DataObj

DataObj

Algs2Event

Algs1

Algs3

Gli algoritmi e gli eventi sono posti in packages separati I packages algoritmici dipendono dagli eventi, gli eventi non dipendono dagli

algoritmi

La descrizione della geometria del rivelatore e la struttura dell’evento sono separati dall’implementazione degli algoritmi di ricostruzione

reale

apparente

TDS

M. Biglietti

Ricostruzione offline in ATLASRicostruzione offline in ATLAS

Data flowData flow

M. Biglietti

Ricostruzione dei muoni: architettura e design

Ricostruzione dei muoni: architettura e design

Ogni passo è guidato da un algoritmo di athena

Oggetti transienti passati via TDS

Algoritmi indipendenti, l’unico coupling è dato dagli oggetti transienti

Meno dipendenze, codice più mantenibile,modulare, più semplice sviluppare nuovi approcci di ricostruzione

M. Biglietti

Architettura e Design Architettura e Design

Oggetti “eventi”

M. Biglietti


Common Track e Fitter class per iPatRec,Moore e Muid

M. Biglietti


Mdt Digit Mdt Hit

Costruzione dei segmenti degli MDTs

Possibile utilizzazione servizi di ATHENA per calibrazioni

M. Biglietti


Costruzione della traccia

M. Biglietti


Backtracking al verticeCombinazione con l’inner detector

M. Biglietti

Eventi di supersimmetriaEventi di supersimmetria

R

±± +-~ ~ ~

L’endpoint della distribuzionedei di-muoni misura M(

)-M (

M. Biglietti

Moore @ H8 testbeamMoore @ H8 testbeam

Ricostruzione dei segmenti negli MDT (calibrazione da Calib)

Disallinamento delle camereDisallinamento delle camere

180 GeV beam

Barrel sagittaBarrel sagitta

M. Biglietti

Moore-EF @ H8 testbeamMoore-EF @ H8 testbeam

Ricostruzione online con

MDT/RPC/TGC

Selezione online

Fascio composto da , , e

Ricostruzione della traccia

permessa dalla selezione di

eventi con

Filtro testato per due soluzioni

Reiezione degli eventi

Classificazione degli eventi.

Tutti gli eventi sono acquisiti.

Sviluppo del Software di Ricostruzione per lo Spettrometro a Muoni dell’Esperimento ATLAS M....

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