シミュレーションサンプルを用いた光子コンバージョン再構成

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1 シミュレーションサンプルを用いた光子コンバージョン再構成
素粒子実験　M１ 黒川悠文

2 はじめに この度は、松隈さんの修士論文での研究「光子コンバージョン事象を用いたATLAS内部飛跡検出器の物質量評価」を引き継ぐことになりました。 今回の宇宙史拠点実習では、コードなどを出来る限り理解するよう努め、出せるプロットを出してみました。 →Single Photonのシミュレーションデータを用いて、光子コンバージョンの再構成を行いました。 →Minbiasは理解が間に合いませんでした。

3 内部飛跡検出器(Inner Detector)
内部飛跡検出器は荷電粒子運動量(e,μ,π)とVertex pointの測定を行う。ATLASでは、pixel,SCT,TRTの3つの検出器から構成されている。 ・Solenoid Magnet (2T field) ・Pixel Detectors　 (1.4×108channels)　 ・Silicon Strip Detectors 　(6×106 channels) ・Transition Radiation Tracker 　(4×105 channels)

4 γコンバージョンの再構成 ・イベント内でのトラックを探す ・電荷が異なるトラックで対をつくる
・トラックを延長する(磁場中で荷電粒子は、曲率半径ρの円運動をする) 　　 　 ⇒トラック対がXY平面上で平行になるところを最近接距離Sと定義 ・Sを曲率半径の比で内分する点→コンバージョン点候補(XY平面上) ・XY平面上でコンバージョン点候補に最も近い飛跡上の点のZの中点をコンバージョン点候補(Z軸方向)の位置として決定 ソレノイド磁場中における曲率半径 ρ 最近接距離 S

5 Event Selection Track Selection Track Pair Selection
χ2/Ndf　飛跡再構成精度の要求 Track Pair Selection |Δcotθ|　opening angleが小さいことを要求 S　XY平面において飛跡間が近づくことを要求 |ΔZ|　 Z方向において飛跡間が近づくことを要求 2GeVについては、トラック対のPIXEL3層におけるヒット数の合計が0、1または2ヒット、3ヒット以上に区別

6 MC（Ptg=20, 2GeV）でのカット調整 (χ2/Ndf)
2GeV ,pixel hit 0 2GeV ,pixel hit 1 2GeV ,pixel hit 2

7 MC（Ptg=20, 2GeV）でのカット調整 (|Δcotθ|)
2GeV ,pixel hit 0 2GeV ,pixel hit 1 2GeV ,pixel hit 2

8 MC（Ptg=20, 2GeV）でのカット調整 (S)
2GeV ,pixel hit 0 2GeV ,pixel hit 1 2GeV ,pixel hit 2

9 MC（Ptg=20, 2GeV）でのカット調整 (|dz|)
2GeV ,pixel hit 0 2GeV ,pixel hit 1 2GeV ,pixel hit 2

10 コンバージョン点分布(XY) Pt = 2GeV Pt = 20GeV

11 コンバージョン点分布(RZ) Pt = 20GeV Pt = 2GeV

12 コンバージョン点分布(Eta) Pt = 20GeV Pt = 2GeV

13 コンバージョン点分布(R) Pixel hit 0,1,2 : -2.0<S<7.0 3 : -0.4<S<0.6
Pt = 20GeV Pt = 2GeV

14 コンバージョン点分布(R方向、2GeV,狭いS)
Pixel hit 0 : -1.0<S<3.0 1,2 : -1.0<S<2.0 3 : -0.1<S<0.3 Pixel hit 0,1,2 : -2.0<S<7.0 3 : -0.4<S<0.6 Pt = 2GeV

15 まとめ 松隈さんの修士論文での研究「光子コンバージョン事象を用いたATLAS内部飛跡検出器の物質量評価」を引き継いだ。
コードなどを出来る限り理解するよう努め、 Single Photonのシミュレーションデータを用いて、出せるプロットを出した。 最後に、Ｒ方向のコンバージョン点分布については、２ＧｅＶのときのＳによるカットをより厳しくして見てみた。

16 今後 → Rec-TruthとSとの相関を調べる。 →ＳとRecからＴｒｕｔｈにより近い値を出せるようになりたい
コンバージョン点の定義を他に考える。 　　　　　　　　　　→

17 Ｂａｃｋ　Ｕｐ

18 ATLAS検出器概要

19 内部飛跡検出器の物質量 光子コンバージョン点を見つけることで、物質量の分布を確認することができる
(シミュレーションに組み込まれている値で90 度方向で約0.4X0)