ATLAS実験におけるシミュレーションを用いたエンドキャップトリガーの性能評価

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1 ATLAS実験におけるシミュレーションを用いたエンドキャップトリガーの性能評価
大町千尋、蔵重久弥、金谷奈央子、緒方岳、一宮亮（神戸大自然）佐々木修（高エ研）、長谷川庸司（信州大） 石野雅也、野本裕史、片岡洋介、藤井裕介（東大理）

2 目次 ATLAS実験 Muon Trigger Muon System Muon Trigger System
Coincidence Window 　　　Windowの作成 　　　問題点 　　　efficiency まとめ ながれ

3 ATLAS実験

4 ATLAS実験 ATLAS LHC ATLAS検出器 ・CERN(欧州原子核研究機構)にあるLHCを用いて行われる実験
(LargeHadronCollider::世界最高エネルギーの陽子陽子衝突型加速器) ・Higgs粒子、SUSY等の発見を目指す LHC Energy 14TeV Luminosity 1033~34/cm2・sec Bunch Crossing 40MHz 枠の説明×３ １→２→３ ATLAS検出器 直径 22m 長さ 44m ReadOut ~10 8 channels

5 ATLAS Trigger System Trigger System LVL1 Trigger
Level-1Trigger (100kHz) ・陽子衝突に同期した処理 ・decision time < 2μs Level-2 Trigger (1kHz) ・ソフトウェア処理 Event Filter (100Hz) Trigger System CALO MUON TRACKING Trigger Read Out 2.5μs Bunch crossing rate 40MHz LVL1 Trigger

6 Muon Trigger

7 Muon System ATLAS検出器の最外層に位置するMuon検出器群
TGC(ThinGapChamber)、RPC(ResistivePlateChamber) MDT(MonitordDriftTube)、CSC(CathodeStripChamber)で構成される 丸の説明　IP磁場μsys CSCは軽く

8 Muon System(TGC) ・MWPC ・高い時間分解能(< 25ns) ・高検出効率と2次元位置分解能 ・多層構造
絵の説明×３ 写真→薄さ→多層 Wire → 25n TGC×2→doublet TGC×3→triplet

9 Muon Trigger System r trigger →TGCの検出位置により運動量のラフな判別が可能
無限運動量トラック(IPとM3の直線） 　　　　 r,φ r,φと実際のHit位置 dr,dφ 　　　 dr,dφ 運動量を閾値別に分類 磁場→ｄｒｄφ μの流れ 磁場の歪み Ｔｇｃの位置と説明 trigger →TGCの検出位置により運動量のラフな判別が可能

10 Electronics CTP これらのハードウェアによってTrigger信号が作られる ASD ３つの主要パス (1)Trigger
Level-1 判定のためのトリガ候補の 選出 (2)Readout Level-1 判定されたイベントの データを読み出し (3)Control パラメータの設定などモジュールの 制御 1→2→3→1 TGC Hit ↓ digitize TGC境界処理 バンチ同期 Muonの曲がりの 測定(dr,dφ) R-φCoincidence Track Selection CTP これらのハードウェアによってTrigger信号が作られる

11 Coincidence Window

12 Coincidence Window dr , dφ とPtの対応を決めるテーブル →Coincidence Window 1/8
R phi TGCPlane 磁場が一様でないため TGCPlaneを分割(phi~0.03 eta~0.03) それぞれにWindowを作成 1/8 Sector of TGCPlane

13 Coincidence Window Coincidence Window dφ dr -7 7 15 -15 Window作成
-7 7 15 -15 無限運動量 6GeV 10GeV 20GeV Window作成 Coincidence Windowを作成しThresholdを決定 するためにFull Simulationを行う Simulationでは Multiple Scattering等の物理過程 検出器の詳細(ハードのロジック) まで再現されている 実際にはきれいにいかないからシミュレーション 運動量の分別をエレキ内で行うため ロジックが正確に再現されていることが重要

14 Coincidence Windowの作成
SingleμのhitmapからWindowを作成 ・ 6Gev ・ 8Gev ・ 10GeV ・ 11GeV ・ 20GeV ・ 40GeV ・ 6Gev ・ 8Gev ・ 10GeV ・ 11GeV ・ 20GeV ・ 40GeV Hitmap(1Mtrack/oct) window

15 Coincidence Windowの作成
Backgroundがくるので Windowを開けてはいけない →S/N比の低下 どのように線引きするか →efficiencyとthresholdの切れ 絵の確認と探す 少ない統計量をカバーする Windowの数が多いので 手作業では出来ない →自動的に作るロジック

16 efficiency 作成したCoincidence Windowを用いたefficiency 6GeV 20GeV
6と２０ ６　ｂ　２本　eff低くてもいい ２０　ひっぐす　１本が重要 ThresholdのPtで 90%のefficiency

17 まとめ Simulationを用いたCoincidence Window作成手順の確立
　細かく分割されたSubSectorにそれぞれWindowを作成 　少ない統計量でも自動的に作成可能 今後 　・BackGround下でもS/N比の良いWindowのoptimize 　・作成したWindowを用いたTriggerの性能評価 　 物理過程(H → ZZ* → 4μ)を用いた検出効率の評価、miss triggerの見積もり 　・検出器や物理からの要求に応じたWindowのoptimize 　　Higgs,SUSY,bではそれぞれ評価方法が変わってくる きたないwindow

18 efficiency 作成したCoincidence Windowを用いたefficiency 6GeV b-physicsのVth
20GeV HiggsなどのVth 6と２０ ６　ｂ　２本　eff低くてもいい ２０　ひっぐす　１本が重要 6GeV 1本と2本を区別 20GeV 確実に捕らえる 低いものと見分ける ThresholdのPtで 90%のefficiency