Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe"

Beata Krawczyk
5 lat temu
Przeglądów:

1 Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe Uniwersytet Warszawski - Wydział Fizyki opiekun: dr Artur Kalinowski 1

2 Plan prezentacji Eksperyment CMS Układ wyzwalania Metoda Tag & Probe Wyniki analizy wydajności 2

3 Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) 3

4 Cele eksperymentu CMS Poszukiwanie bozonu Higgsa Poszukiwanie cząstek supersymetrycznych Precyzyjne testy Modelu Standardowego wiele innych detektor ogólnego przeznaczenia 4

5 Budowa detektora CMS 5

6 Detektor śladowy 210 m2 krzemu 3 warstwy detektora pikselowego odległości od 4.4 do 10.2 cm 9/10 warstw detektorów paskowych odległości od 25 do 110 cm Bardzo dokładne wyznaczenie trajektorii i pędu poprzecznego 6

7 Kalorymetry i magnes Kalorymetr elektromagnetyczny Kalorymetr hadronowy Kryształy wolframku ołowiu scyntylator warstwy stali/mosiądzu i scyntylatora Cewka magnesu nadprzewodzącego 7

8 System mionowy Compact Muon Solenoid Wysokoenergetyczne miony są sygnaturą wielu ciekawych zdarzeń, m.in.: Gold plated channel: H > ZZ/ZZ* > μ+μ-μ+μ- Rozpad cząstek SUSY Miony są łatwe w detekcji i umożliwiają skuteczne wyzwalanie 8

9 System mionowy Cztery stacje W obszarze beczki komory DT (Drift Tubes) W obszarze pokryw komory CSC (Cathode Strip Chambers) W obu obszarach komory RPC (Resistive Plate Chambers) 9

10 System mionowy DT i CSC mają bardzo dobrą rozdzielczość przestrzenną możliwe dokładne i szybkie dopasowanie toru mionu Detektory CSC są bardziej odporne na tło promieniowania i silne pole magnetyczne występujące w obszarze pokryw RPC ma świetną rozdzielczość czasową (~ns) identyfikacja konkretnego przecięcia wiązek 10

11 Układ wyzwalania (tryger) Przecięcia wiązek w LHC co 25 ns ( > 40 Mhz) Za każdym razem zachodzi ok. 20 zderzeń protonproton (przy docelowej świetlności 1034 cm-2s-1) Ogromna liczba danych, których nie można zapisać Potrzebna kilkuetapowa selekcja, pierwszy etap bezpośrednio przy detektorze Duża rola mionowego układu wyzwalania 11

12 Pierwszy etap - L1 Level 1 Trigger pierwszy etap selekcji przypadków Czysto sprzętowy (hardware), na specjalnie zaprojektowanych układach, znajdujących się na samym detektorze Tryger kalorymetru i tryger mionowy Częstość przypadków redukowana do 100 khz 12

13 Schemat układu L1 13

14 Elektronika układu L1 Układ głównego trygera mionowego Kaseta trygera globalnego 14

15 Elektronika układu L1 Stojaki z elektroniką trygera RPC zaprojektowaną przez grupę warszawską 15

16 Drugi etap - HLT High Level Trigger dalszy etap selekcji Prowadzony na zwykłych komputerach ze specjalnym oprogramowaniem (software) Ośrodek serwerów na powierzchni, w pobliżu detektora, połączony światłowodem Docelowa częstość przypadków 100 Hz 16

17 Problem wydajności Ciekawe zdarzenia ( nowa fizyka ) trafiają się bardzo rzadko Sygnał = spodziewany sygnał efektywność Bardzo ważne jest, żeby wiedzieć, ile cząstek (np. H) naprawdę powstało Znajomość całkowitej efektywności jest krytyczna Wkład od cięć fizycznych (np. na pt, Δφ pary mionów) Wkład od układu wyzwalania (np. rekonstrukcja torów) 17

18 Metoda Tag & Probe Wydajność można szacować za pomocą metod Monte Carlo, ale te muszą zostać potwierdzone lepiej mieć sposób na wyznaczenie z danych Metoda znacznika (tag) i próbnika (probe) wykorzystuje znane rezonanse produkujące pary μ+μ pt < 20 GeV/c > rozpad J/Ψ pt > 20 GeV/c > rozpad Z 18

19 Rezonanse mionowe 19

20 Metoda Tag & Probe Jeden mion z pary musi przejść ścisłą selekcję jest oznaczany jako tag (znacznik) i służy tylko do wyboru dobrych przypadków Drugi mion jest próbnikiem warunki selekcji możliwie luźne (najmniej obciążające) Wydajność badanego kryterium wyznaczona jest przez stosunek próbników, które je spełniają do wszystkich testowanych: P = pass P all 20

21 Przykład Badamy wydajność układu wyzwalania Tags to miony, które mają pasujące trajektorie z detektora śladowego i mionowego Probes to cząstki (o znaku przeciwnym niż tag), które mają tor w detektorze śladowym Wydajność określa liczba probes, które odpalają układ wyzwalania Dopasowanie, żeby uwzględnić tło kombinatoryczne 21

22 Przykład P pass = P pass P fail 22

23 Wydajność układu wyzwalania Cięcie pt > 9 GeV/c Miony z rozpadów J/Ψ Efektywność całego trygera (L1 + HLT) Obszar beczki Bardzo dobra zgodność z MC! 23

24 Wydajność układu wyzwalania Cięcie pt > 9 GeV/c Miony z rozpadów J/Ψ Efektywność całego trygera (L1 + HLT) Obszar pokryw Bardzo dobra zgodność z MC! 24

25 Wydajność układu wyzwalania Cięcie pt > 15 GeV/c Miony z rozpadów Z Efektywność całego trygera (L1 + HLT) Obszar beczki Bardzo dobra zgodność z MC! 25

26 Wydajność układu wyzwalania Cięcie pt > 15 GeV/c Miony z rozpadów Z Efektywność całego trygera (L1 + HLT) Obszar pokryw Bardzo dobra zgodność z MC! 26

27 Dziękuję za uwagę 27

28 Back up 28

29 Pseudopospieszność: η = - ln[tan(θ/2)] 29

Podobne dokumenty

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS Artur Kalinowski Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Warszawa, 7 grudnia 2012 DETEKTOR CMS DETEKTOR CMS Masa całkowita : 14