VTX alignment D2 浅野秀光 ２０１１年１２月１５日　 放射線研ミーティング.

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1 VTX alignment D2 浅野秀光 ２０１１年１２月１５日　 放射線研ミーティング

2 Internal alignment の パラメーターたち
各sensor (x,y,z) : translation vector 3×3 : rotation matrix が各々定義されている。　 East barrel West barrel y x O(east) y x O(west) Pixel sensor:30(ladder) × 4(sensor/ladder) = 120 Strip sensor:16(ladder) × 5(sensor/ladder) +24(ladder)× 6(sensor/ladder) = 224 O(East) to O(West) offset

3 当初の戦略 ビームによるアラインメントの流れ Surveyで定義された原点を用いて VTX の内部座標系を定義
Beam center からのDCAを用いた ピクセルラダーのアラインメント west east iteration Track Residualを用いた ストリップピクセルラダーのアラインメント iteration DCHトラックを用いたアラインメント

4 ビーム中心からのDCA分布を使ってのアライメント(Pixel layer)
VTXから見た、ビーム中心の相対位置を求める。 ビーム中心からのDCAを計算 DCA分布のラダーによって分布に差異が生じるのを補正するようにr-φ平面上でラダーを動かす Layer0 Layer1 ビーム中心 DCA DCA分布をLayer 0のラダーについて色分けした図(EAST barrel) DCA分布をLayer 1のラダーについて色分けした図 (EAST barrel)

5 ビーム中心からのDCA分布によるpixel ladderのアライメント(補正後)
何に対してあらいんしたか？ DCA分布をLayer 0のラダーについて色分けした図 (EAST barrel) DCA分布をLayer 1のラダーについて色分けした図 (EAST barrel) -実際の解析では磁場によって粒子が曲がる効果も考慮しているので、stripixelのアライメントを行った後に、さらに詳細なアライメントを行う必要がある。 5

6 VTXから見たビームのサイズ DCA分布のプロット Layer0 Layer1 ビーム中心 DCA
Measured DCA width is : = Beam Spot Size ⨁ 𝜎 𝐷𝐶𝐴 EAST σ~132μm WEST σ~141μm ビームサイズの計算値: 105μm EAST :σ(DCA) ~80um WEST :σ(DCA) ~93um (Pt > 1GeVの粒子のみ使用) （一見うまくいったように思えた）

7 momentum dependence of DCA
Simulation High Momentumの粒子ほど、 DCA resolutionがよくなるはず。。。。 - この手法だけではpixelをalignできない（後述） -Stripixelのアラインメント（運動量、magnetic bendの補正) Measurement um ??????

8 ここまでの反省点 Pixel alignment -そもそも隣り合う pixel ladder同士でover lap
するactive areが無いので、図の赤線で区切った 三本組(B0ladder+B1ladder×2)とビーム中心、の単位でしかアラインされない。 -先にDCH trackによって（粗く）アラインメントしておけばよかった。 B0 B1

9 External alignment DCH
9 Beam center External alignment External alignment of the VTX w.r.t. the DCH is performed using DCH based tracking. Residual = (DCH projection – VTX cluster) Pixel ,strip 全ラダーに適用. VTX clusters Residual mean (cm) Ladder# 下村さんのplotより

10 座標系問題 DCH VTX cluster & Beam center: VTX座標系で計算
10 Beam center 座標系問題 VTX cluster & Beam center: VTX座標系で計算 DCH Hit (φ,Z) : DCH座標系で計算 両座標系の原点がずれてると、 Residual = (DCH projection – VTX cluster) の計算が狂ってしまう。

11 Zero field run を用いてのVTX-DCH座標系合わせ
RUN11 Au+Au 200GeV run after VTX 4th repair Jun 20th Jun 2nd Jun 15th Jun 16th Jun 1st VTX Long Access ,Magnet Polarity switch Zero filed run Jun 3rd DC made an access Jun 4th Jun 6th access (DC,TOF,RPC,MuTrig,MuID) End of 200GeV Au+Au Jun 7th Zero filed run ,347149 Zero filed run ,347797 Zero filed run ,349006,349007

12 How to calculate the beam center (VTX)
Y Beam center (xoffset,yoffset) (x0,y0) hit at L0 (pixel) (x1,y1) hit at L1 (pixel) φb:angle of track in XY -plane Accumulate peripheral collision Fit DCA vs φb φb=atan 𝑦1−𝑦0 𝑥1−𝑥0 DCA = yoffset*cosφb - xoffset*sinφb fit function L0 L1 DCA from (0,0) (This is calculated in VTX internal coordinate)

13 DCA west phi DCA Beam center : WEST ( 0.226cm,0.056cm) EAST ( 0.093cm,0.076cm) phib EAST (phib=atan2(y,-x) )

14 Beam offset measured by DCH
Thanks to Ciprian and Okada-san 　α R: average radius of the DCH α R= 224cm (dx,dy) : beam offset >Plot α　vs　φ >Fit with [0]*sin(φ)+[1]*cos(φ) Where [0] = dx/R,[1]= -dy/R for west [0] = dx/R, [1]= dy/R for east ref : AN923

15 ： dCNT_VTX : The offset of the origin of the coordinate system
run 　result VTX Beam center WEST ( 0.226cm,0.056cm) EAST ( 0.093cm,0.076cm) DCH Beam center WEST (0.0484cm, cm) EAST (0.0297cm, cm) y x O(VTX west) y x O(VTX east) O(DCH west) x’ = x + dCNT_VTX + dEW ： dCNT_VTX : The offset of the origin of the coordinate system btw the Central Arm and VTX ： dEW : The offset btw West and East VTX. 全cluster positionはDCH west coordinateでDSTに保存することに決定

16 DCH east – west offset ? ΔXoffset (cm) ΔYoffset （cm）
346977 347148 347797 349006 346977 347148 347797 349006 たとえばaccessでEast Arm を開けて閉めた後、元の位置に戻っているのか？ →　A. 戻ってない(run 8,9 pp analysisでも同程度の大きさで、戻ってない) Global Tracking (VTX cluster + DCH Tracking)によるtrack運動量,DCAの計算等に問題が生ずるのでは？(要議論と思う)

17 Alignment for Stripixel ladder
Mikhal’s slide Pixel B0 Pixel B1 dproj θ B Stripixel Should be zero The particle has a finite momentum, then particle trajectory bends in B-field. The residual value between the cluster position and the straight line projection is calculated. If particle has infinite momentum, the residual value should be zero. The residual distribution shows 2 peaks structure. Peaks are made from positive and negative particles. The valley position between 2 peaks should be zero if the detector alignment is perfect. --Ladder position の初期値には図面通りの値を使っていたが、その図面が間違っててR方向に3mmもずれていた。ここ二週間そのせいで相当混乱したが、ひとまず収束。

18 今後の予定 DCHトラックを用いたアラインメント west east iteration Beam center からのDCAを用いた
Pixel ladderのアラインメント iteration Track Residualを用いた Stripixel のアラインメント

19 まとめ ラダーの重心のアラインメントは、もうすぐ収束（予定） 次に、各ラダーが回転してないかのcheck
Runによってアラインメントが変わらないかもcheck

20 backup

21 DCH alpha vs phi WEST fit
Xoffset: cm Yoffset: cm

22 DCH inner alignment problem
alpha phi DCH (WEST) inner-alignment has problem.