muões cósmicos em tilecal/atlas josé maneira atlas/lip jornadas lip 2005 - peniche
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Muões Cósmicos em TileCal/ATLAS
José ManeiraATLAS/LIPJornadas LIP 2005 - Peniche
J. Maneira - Jornadas LIP 2005
Resumo Introdução
• Planos de commissioning até 2007• Configuração dos calorímetros• Trigger de muões cósmicos
Actividades no LIP• Análise de dados tomados em 2005• Certificação/desenvolvimento de
simulações Próximos passos
Introdução
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O Detector ATLASDetectores de muões
TileCal
Coils do campo magnético toroidal
Calorímetros ArLíq.Detector interno
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2005 2006 2007 2008
Construção, Testbeam (… 2004)
Feixe do LHCPrimeirascolisões
Física!
Calendário Geral
Instalação, Certificação com raios cósmicos• Jun-Sep 2005: TileCal (barril 8 submódulos)• Jan-Abr 2006: TileCal (barril/extended 24 módulos)• Maio 2006: Tile/LAr barril central• Julho 2006: Tile/LAr endcap C• Out 2006: Tile/LAr endcap A• 2007: ATLAS completo
Hoje
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Instalação em 2005 Dez. 2004
Ago. 2005
Nov. 2005
Barril central de TileCal e LAr completo
Último coil do campo magnético toróide
Deslocação do barril para z=0
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Objectivo:• NÃO é a física de muões…• Testar o detector em condições finais o mais
cedo possível, antes do feixe de LHC Calorímetros
• Controlo de qualidade célula por célula• Inter-calibração de energia entre TileCal e LAr
Detectores de muões• Fluxo/trigger• Alinhamento
Detectores internos• Alinhamento TRT/SCT• Testes em Jan. 2006
Commissioning com Cósmicos nos vários subdetectores de
ATLAS
Dados preliminares com sector 13 (Set. 2005)
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Trigger de Cósmicos para os calorímetros
4 placas de coincidências x 12 sub-módulos x 8 torres
Configurações• Duas torres diametralmente
opostas (“back-to-back”)• Uma torre (“single tower”)• Coincidência entre placas
Trigger dado pelo TileCal• Ruído do LAr é alto
Somas analógicas projectivas (“torres”), mesmas que para trigger de nível 1
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Configuração para 4 placas de Trigger24 cima x 24 baixo, Single-tower
A B
CD
1
2
3
4 )()()(
)(
DBCBDA
CA
A: 12 SD
B: 12 SD
D: 12 SD
C: 12 SD
QuatroPlacasTrigger
LAr Barril LAr Endcap
TileCal
Actividades no LIP: análise de dados
José ManeiraJoão Gentil
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Não é simulação! 21 de Junho de 2005: primeiros dados de raios cósmicos tomados no poço de ATLAS
Trigger de TileCal em torres diametralmente opostas (“back-to-back”)
Sem cintiladores externos
Artigo Nature 14 Julho2005
Primeiros dados de raios cósmicos
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Outro exemplo: muão vertical
Em Junho o TileCal estava por baixo de um dos poços de acesso
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• 2 módulos em cima, dois em baixo (diametralmente opostos)•8 submódulos
•DAQ e baixas tensões (LVPS) temporárias•Uma placa de trigger, runs de single e back-to-back
Setup de Junho
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Run 1109 (single) Duração = 12 horas Controlo de qualidade
• Carga integrada por pm, por submódulo
• C45 desligado• C13 com problemas
Eventos > 1pC = 49000• Taxa medida ~ 1.1 Hz• Taxa MC = 0.9 Hz
• Bom fit de uma Gauss-Landau
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Run 1134 (back2back) Duração = 64 horas Controlo de qualidade
• Carga integrada por pm, por submódulo
• C45 ligado• C13 com problemas
o A45 bom, baixo devido ao trigger com C13
Ganho triplo• Energia dividida por 3
Eventos > 1pC = 2000 Taxa medida 0.009 Hz Taxa MC 0.009 Hz
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Comparação de taxas
Run Tipo MC Medido1109 ST 2.0 GeV 0.9 Hz 1.1 Hz1114 BB 1.55 GeV 2.2 mHz 1.7 mHz1134 BB 0.52 GeV 9 mHz 9 mHz
Comentários• Corte em energia: torre de maior energia > 1 pC• Corte MC: não se econsideram os submódulos
desligados em cada run • Run 1114 com baixa estatística
Bom acordo entre dados e MC
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Comparação de energias
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Dados de Setembro Diferente configuração
de submódulos • Testados novos LV
supplies• Carga integrada (em runs
de muões) mais elevada
• Mais ruído• Obriga a cortes de
energia mais drásticos em Set.
• Reparações em curso
Actividades no LIP: certificação e desenvolvimento de Monte Carlo
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Muões gerados na cavernaTileCal
Geant3: simulação Atlas completa (por Rob McPherson)• 30 minutos de tempo real, 8.5
Meventos, Baixa estatística • Vêem-se os efeitos dos dois
poços • bom acordo com os dados
Geant4: nova simulação de teste (por Hong Ma)• Descrição do detector mais
actualizada• Simulação mais precisa do
tempo • Apenas muões apontados ao
ponto de interacçãoo Maior estatística
• Alguns problemas subsistem: Taxas não estão de acordo com G3 e dados
Reconstrução para TileCal das simulações:JM
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Taxas previstas G3: torres back-to-backe single
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Depois de alguns problemas iniciais, as distribuições angulares são compatíveis.
Taxa ainda muito diferente.
Phi distribution now compatible
o Rate quite different
Excepto a taxa, todas as distribuições estão normalizadas
Comparação G3-G4
Distribuições angulares compatíveis• Depois de
alguns problemas iniciais com material do edifício do poço
Taxa ainda muito diferente• O debugging
continua…
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Tempo de depósito de energia G4
Tempo vs distância ao centro• Maior declive em
cima devido ao caminho da luz nas fibras
Granularidade de 5 ns na simulação• Próxima será 1 ns
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Próximos passos Optimização das configurações de
trigger• elevada taxa de contagens no
maior número possível de células, especialmente barril lateral de TileCal e "encap" do Lar
• Desenvolvimento e debugging de Monte Carlo
Controlo de qualidade do detector• ferramentas software automáticas
para identificação de canais problemáticos
• estratégia longo-prazo. Quais as vantagens de continuar a tomar dados de cósmicos durante o funcionamento do LHC?
Reconstrução e análise de dados• optimizar a selecção de eventos
para minimizar a incerteza na energia, inter-calibração dos calorímetros TileCal LAr,
• reconstrução do tempo de passagem dos muões pelo centro do detector
Extras
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Data analysed Run 1109
• Single tower, nominal gain
• Threshold 50 mV• Overnight (~12 hours ?)
Run 1114• Back to back, nominal
gain• Threshold 38 mV• 14 hours
Run 1134• Back to back, 3x gain• Threshold 38 mV• 64 hours
Trigger Threshold measurements• Richard Teuscher
measured 4.6±0.3 mV/pC from tower adder at the end of the trigger cable
• Trigger board has a gain of 5
• So 23.0 ±1.5 mV/pC (~mV/GeV)
Single-tower: 2.0 GeV Back-to-back: 1.55 GeV Back-to-back (triple
gain): 0.52 GeV•Go here for more info:https://uimon.cern.ch/twiki/bin/view/Atlas/TileMobiDAQAnalysis