Muões Cósmicos em TileCal/ATLAS José Maneira ATLAS/LIP Jornadas LIP 2005 - Peniche.

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


O Detector ATLASDetectores de muões

TileCal

Coils do campo magnético toroidal

Calorímetros ArLíq.Detector interno


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


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


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)


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


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


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


Outro exemplo: muão vertical

Em Junho o TileCal estava por baixo de um dos poços de acesso


• 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


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


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


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


Comparação de energias


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


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


Taxas previstas G3: torres back-to-backe single


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…


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


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


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

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