ATLAS実験における J/Y->mm過程を用いたdi-muon trigger efficiency の測定方法の開発及び評価

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1 ATLAS実験における J/Y->mm過程を用いたdi-muon trigger efficiency の測定方法の開発及び評価
喜家村裕宣、新保直樹、蔵重久弥（神戸大自然） 河野能知（CERN） 徳宿克夫、長野邦浩、小曽根健嗣（KEK） ATLAS-JAPAN-HLTグループ Contents Introduction LHCとATLAS検出器 ATLAS実験でのイベントセレクション 研究の動機と目的 LVL1シングルミューオントリガー効率の測定 Di-muon trigger efficiencyの測定 測定方法と結果 まとめと今後

2 いよいよ始まる！！ Introduction LHCとATLAS検出器 LHC=Large Hadron Collider ATLAS検出器
P-P Collider (衝突エネルギー：14TeV(CM)) 到達luminosity：1034cm-2s-1(High luminosity run) ATLAS検出器 LHCに設置される汎用検出器 Higgs粒子、SUSY粒子の探索、t、bクォークの物理などの研究を行う。 Endcap Barrel 2008/3/26 日本物理学会

3 ATLAS実験でのEvent trigger
Introduction ATLAS実験でのEvent trigger LVL1 Muon Trigger Endcap：TGC (Thin Gap Chamber) Barrel：RPC (Resistive Plate Chamber) 全てハードウェア処理。 ミューオンの横方向運動量（Pt）を指標にトリガー判定を行う。 ＝L1_2MU06 2008/3/26 日本物理学会

4 Introduction 研究の動機と方法 これまでの研究
J/Y->mm過程を用いて、 実データからシングルミューオントリガー効率を測定する方法を開発した。 （前回の日本物理学会で発表） 動機 ATLAS実験初期に十分な統計量が期待できるJ/Y->mm過程は、 広く検出器のコミッショニングに用いられる予定であり、 Bの物理にも深く関係する。 → ダイミューオン過程に対するトリガー効率を測定する必要あり。 → ダイミューオン過程の生成断面積の測定につながる。 方法 これまでの研究を応用し、実データからダイミューオン過程に対する トリガー効率を求める方法を開発。 トリガーレベルの出力値と比較することで手法の妥当性を検証。 2008/3/26 日本物理学会

5 LVL1シングルミューオントリガー効率の測定
Introduction LVL1シングルミューオントリガー効率の測定 Trigger efficiency VS Pt tag & probe method Endcap Barrel Fitting result ・MU06でトリガーされたイベントのみ使用。 　(“tagged muon”) ・不変質量を基準にtagged muonの相方を探す。 　(“probe muon”) ・probe muonに対するトリガー効率を測定する。 この方法で、全領域に対する LVL1シングルミューオントリガー効率 が測定できる。 （評価・最適化については 　前回の日本物理学会で発表済み） 2008/3/26 日本物理学会

6 Di-muon trigger efficiencyの測定

7 Di-muon trigger efficiencyの測定
測定方法 Endcap/Barrel領域を、h/f方向に細かく分割する。 → トリガー効率の位置依存性の把握 J/Y->mm過程を用いて、各領域でのシングルミューオントリガー効率を、 ミューオンのPtの関数として測定する。 各領域でのフィット結果をテーブル化する。→ “Trigger efficiency map (TEM)” → あるミューオンについて、その座標(h,f)とPtから、トリガー効率が求まる。 ダイミューオン過程に含まれる2つのミューオンのトリガー効率の積として、 その過程に対するトリガー効率が求まる。 × IP ビーム軸 B h>0 h<0 Endcap/Barrelの分割 Endcap 全体の8分の1単位で同じ構造 → 統計量を稼ぐために統合 h*qの正負ごとに分類して10(h)×6(f)に分割 → 2通りのTEM Barrel hを絶対値で考え、全体を5(h)×10(f)に分割 → 1通りのTEM → 分割数は自在に変更可能。 2008/3/26 日本物理学会

8 Di-muon trigger efficiencyの測定
分割後のシングルミューオントリガー効率（Endcap,h*q>0） IDf = 0 IDf = 5 h=1.05 h=2.45 2008/3/26 日本物理学会

9 Di-muon trigger efficiencyの測定
分割後のシングルミューオントリガー効率（Barrel） F=-3.14 F=3.14 h=0 h=1.05 2008/3/26 日本物理学会

10 Di-muon trigger efficiencyの測定
Trigger efficiency map パラメータごとに、各領域でのフィット結果を記録。 → 滑らかに繋いでTrigger efficiency mapを作成。 Endcap (h*q>0) A a b f h Barrel a b A f h 2008/3/26 日本物理学会

11 Di-muon trigger efficiencyの測定
測定結果と評価 シミュレーションサンプルを用いて、 J/Y->mmイベントに対するダイミューオントリガー効率をTEMを用いて測定。 トリガーレベルの出力であるL1_2MU06フラグと比較することで、 測定結果の妥当性を検証。 L1_2MU06：LVL1トリガーレベルでMU6としてトリガーされたミューオンが2つ以上あった場合にたつ。 ●TEMを用いた測定結果　○L1_2MU06フラグの結果 TEMを用いた結果は誤差の範囲でトリガーレベルでの出力値と合致 → OK!! 2008/3/26 日本物理学会

12 まとめと今後 まとめ J/Y->mm過程を用いて、実データからDi-muon trigger efficiencyを測定する方法、ツールを開発した。 この方法を用いて、J/Y->mmイベントに対するトリガー効率を測定。 測定結果はトリガーレベルの出力値と誤差の範囲で一致。 → 本手法を用いることでDi-muon trigger efficiencyを実データから測定することが可能。 今後 ATLASの解析フレームワークAthenaのバージョンアップに伴う 本手法の評価及び最適化を行う。 より低いPtのミューオンを含むサンプルを用いて、 実験により近いデータで本手法の評価を行う。 実験本番で、本ツールを用いてDi-muon trigger efficiencyを求める。 2008/3/26 日本物理学会

13 付録

14 trig1_misal1_mc12.017516.PythiaB_bb_Jpsimu6mu4X.v12000602
使用サンプルとAthenaのバージョン 使用サンプル trig1_misal1_mc PythiaB_bb_Jpsimu6mu4X.v trig1_misal1_mc Pythia_directJpsimu6mu4.v bphys Lambdab_Jpsi_mu4mu2.5_Lambda ATLAS換算でおよそ20pb-1相当のデータを使用。 ミューオンのPt分布 ミューオンのh分布 2つのミューオンのDR分布 Athenaのバージョン 12.0.6 2008/3/26 日本物理学会

15 J/Y->mmイベントに対するトリガー効率の系統誤差の見積もり
TEMのEndcap及びBarrelの分割数、フィットの精度が 本手法の系統誤差の要因と考えられる。 → 系統誤差を、以下のように見積もった。 Endcap及びBarrelの分割数、フィット領域を変更してトリガー効率を算出。 変更前の計算結果と変更後の計算結果を比較。 その差を系統誤差として誤差に加えた。 変更後の値 Endcapの分割数：15(h)×10(f) Barrelの分割数：8(h)×15(f) フィット領域：0~20GeV → 0~10GeV (立ち上がり部分のみフィット) ※0~20GeVをフィットした場合に比べ、立ち上がり部分に対する精度が上がる。 2008/3/26 日本物理学会