Combined TestBeam Analysisfocusing on SCT

2004.12.23河口湖 2004 ワークショップ

筑波大学　中村浩二

目次

CTB の目的CTB setupSCT に関する解析

AlignmentEfficiency

CTB Simulationまとめ、今後の予定

CTB の目的個々の検出器の tuning

Inner Detector Alignment ,tracking ,efficiency…

Calorimeter Energy sharing ,Linearity ,resolution,e/h …

Combined performanceTrigger DAQ DCS Combined reconstruction ID+Calos+MuonsMuon id ,/ separation, e/ separation

Simulator tuningGeometry check Condition Data Base

ly0 ly1 ly2 ly3

phi0

phi1

link0

link1

CTB SetupSCT Data Flow : 9th Oct – 12th Nov

40m rad

Space Point の求め方

(Barrel module)

Read Out の方法

Position Resolution

Y axis : 16 m

Z axis : 408 m

Run type• Run Number 2102353 (Combined run ID+Calos+Muon)• Number of Events 53K • Beam type 100GeV +• No Magnetic field run• Geometry (only Inner Detector)

pixel SCT TRT

Magnet

[mm]

139

364

330

1042

175

X=0

SCT に関する解析 (1)Hit Map & Front View

ly0 ly1 ly2 ly3

phi0

phi1

link0

link1

　ly0→

　ly1→

　ly2→

　ly3→

　 ly0

　 ly2 　 ly3

　 ly1

SCT に関する解析 (2)Alignment 　～ SCT 内部～

Algorithm

4 層の 4 点 Single hit を要求。

ly0 と ly3 を固定して ( のみで fit して ) 、

ly1 と ly2 の residual 分布を作る。

Mean の値を Alignment constant

とする。

Y 軸、 Z 軸別々に Alignment

Y 軸 (strip 方向 ) : ly2

Y 軸 (strip 方向 ) : ly1

ly0 ly1 ly2 ly3

Alignment 前 Alignment 後 Alignment 前 Alignment 後X 軸 v.s. Y 軸 X 軸 v.s. Z 軸

Error Bar : readout_pitch/√24

Alignment 前 Alignment 後Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

RMS=19.8m

RMS=25.2m

RMS=618m

RMS=868m

RMS=601m

RMS=805m

RMS=17.8m

RMS=27.1m

ly0,ly2,ly3 の 3 点 Single hit を要求。

ly0,ly2,ly3 で fit する。

　 fit の 2 で、 cut をかけ、残った event

で、 ly1 の residual 分布を作成。

　 ly1 の hit 数分布を作成

ly1 の residual 分布の cut で、 efficiency を scan

SCT に関する解析 (3)Efficiency

Algorithm

ly0 ly1 ly2 ly3

Y 軸 : ly1

Z 軸 : ly1

2 = 3

2 = 3

Y 軸 : ly1 Z 軸 : ly10 hit event 100event(~2.5%)

Cut ~5

97.2%

CTB Simulation• Combined run ID+Calos+Muon• Number of Events 6K • Beam type 100GeV +• No Magnetic field run• Geometry (only Inner Detector)

pixel SCT TRT

Magnet

[mm]

475

739.81

330

705

175

X=0

Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

RMS=19.8m

RMS=25.2m

RMS=618m

RMS=868m

RMS=601m

RMS=805m

RMS=17.8m

RMS=27.1m

Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

RMS=15.7m

RMS=21.2m

RMS=509m

RMS=731m

RMS=510m

RMS=737m

RMS=15.2m

RMS=22.1m

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

DATA Simulation4 点 Single hit Residual 分布

3 点 single hit 2DATA Simulation

2 = 3

ly1 hit 数と ly1 residual DATA Simulation

0 hit event 52event(~2.9%)

0 hit event 100event(~2.1%)

DATA Simulation

residual cut v.s. efficiency

Cut ~5

97.2%

Cut ~5

96.9%

まとめ CTB data に関して

Ly2 phi1 の module 以外の module は正常に動いていたと考えられる。SCT 内部の Alignment を行った。Ly1 の efficiency を見積もったが、 97.2% は、 threshold 　 1fc で、 9

9% という要求より悪い。masked channel の影響 ??

CTB Simulation との比較Residual の RMS を比較すると Simulation は、 Data より分解能がよい。Efficiency は、 96.9% と Data を再現しているように見えるが、 mask

ed channel を含まないので、理解できていない。

今後の予定masked channel を除いた、 efficiency を求めてみる。Beam Angle を　 Data にあわせた MC event の production をする。SCT 　以外の Detector に関しても、 tracking ,Energy Reconstruction を

やってみる。

Appendix

CERN

CERN Advanced

STORage Manager

lxplus

ICEPP

CTB Real Data CTB MC Data

DC2 Data …

ATLAS CMS

ALICE….

…. SW

lxatl

tsukuba

/afs/cern.ch

/tmp

SW

ATHENA

ATHENA

SW

3259.36 TB

etc…CASTOR_HOME total 63.80 TB

7.5 GB

lxbatch

Interactive nodeCPU time threshold

ssh

bbftp , gridftp?

rfio (rfdir, nsls, rfcp)

mounted? (cd, ls, cp)

HOME500 MB

each PCs

Automatically 　creared

[ lxplus024 ] ~/athena %

Job was executed on host(s) <lxb0038>

job submit

%

bs

ub

–q

1n

w r

un

.sh

/castor/cern.ch

tape

/pool/lsf/kojin Temporally

Temporally

Ntupl

eSvc

.Out

put =

[ “FI

LE D

ATAFI

LE ‘/

tmp/

ntup

le.ro

ot’ o

pt=‘

New’”

]

rfcp /tmp/ntuple.root $CASTOR_HOME/

bbftp -V -p 4 -e "setoption remoterfio; mget /castor/cern.ch/…. ./" -u kojin wacdr001d.cern.ch

ByteStream

Svc.Input

analysis line

RDO

CTB Software in Athena

CBNT

GeneratorGeant4

PoolPool

SimDig

include RDO

Reconstruction/RecExample/RecExTB

Simulation/G4Sim/CTB_G4Sim

G4Sim

RecE

xTB_C

om

bin

ed_2

004

ex. sct_rdo_*** sct_sp_*** mdt***

in CASTOR

ROOT

Plot

CERN

ICEPP TSUKUBA

ByteStreamG4D

ig

DATA Anlysis

SimulationDigitization

Reconstruction

Beam Angle と Residual 分布

Beam Angle が小さいとき Beam Angle が大きいとき

Digital 読み出し Si センサーの分解能

片面読み出しの場合。

のストリップから読み出される範囲は点線の間に Hit したもののみ。

一般的に、分解能 σ は、

y0

y0 - a/2

y0 - a

y0+a

y0+a/2

y

　 （＊）dxyPyya

y

ay

)()(2

2

20

2 0

0

　 ただし、 P(y) は、 probability function

とかける。

片面読み出しのとき P(y)=1/a で一定より。 12

a

両面読み出しの場合。

の２本のストリップがなり、　から読み出される範囲は　　　　に Hit したもののみ。

線分 AB=b と置くと、

40m radA

B

y

2

2)(0

ab

byyab

yP

これを（＊）式に代入すると、

24

a

よって、両面読み出しは、片面読み出しに対して分解能が　　　倍になる。

2

1