report on the alice work

Report on the ALICE work

2007/09/04, Local Lab. Meeting

Kenta Mizoguchi

ALICE Work at CERN

• MIP peak を使った、 PHOS の energy calibration における systematic error とstatistical error の見積もり。

• Cosmic ray を使った PHOS の calibration 。• PHOS readout test-bench の RCU と

Mezzanine board の修復。

2007/09/04 2Local Lab. Meeting/Kenta Mizoguchi

Systematic Error

• Simulation data の hadron による MIP peak を使い、 energy calibration における systematic error を予測した。

• 1module は 3584(56×64) 個の結晶から構成されており、これを、 8×8 個の結晶からなるエリア（計 56(7×8) エリア）に分け、それぞれのエリアでのエネルギー分布を作った。その分布の MIP peak 値のばらつき具合を systematic error として予測した。

2007/09/04Local Lab. Meeting/Kenta

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PHOS module


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Z

X

エネルギースペクトル

• 測定した全クラスターのエネルギー分布。• 0.25GeV あたりに MIP peak が見える。


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[GeV]

[entry数 ]

MIP peak Pb+Pb 14TeVPeripheral collisions10~11fmTOF/TRD なし

Back Ground の見積もり


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[GeV]

各エリアでの ADC 分布

• MIP には Gaussian をフィットした。 B.G.は Fix している。


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MIP peak

[GeV]

[entry数 ]

3584(56×64) 個の結晶を56(7×8) エリアに分割し、それぞれのエネルギー分布にフィットを行なった。

MIP Peak 値

• X 座標の大きい端では MIP peak 値が低い。– 原因はまだわかっていない。

• MIP peak に対する area 間のばらつきは、 100×5.94/246 = 2.4%


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[area ID][GeV]

[entry数 ]

Computing 等について

• 今までぼんやりとしか理解できていなかった、 C/C++ 言語についてや、ヒストグラムに Fit する上で心得ておくべきことなどについても理解が深まった。


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To Do

• 各 module のある一辺の MIP peak 値が他に比べて低いことの解決。

• Statistical error の理解と見積もり。• 統計量をため、各結晶ごとの systematic

error と statistical error の見積もり。


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Cosmic Ray 測定• PHOS 1st module を cosmic ray 測定のた

めに結晶面が空を向くように rotate させたときから、 HV ・ LV ・ TRU や RORC への光 fiber cable などの配線作業を手伝った。


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Cosmic Ray 測定

• Trigger Region Unit （ TRU ）など、 cosmic ray 測定のための trigger system について勉強した。

• PHOS 1st module の HV の設定などを行なうsoftware(APDGUI) と data taking をするDAQ(DATE) について学び、自分で data taking をできるようになった。– 今 data taking に必要な手順をまとめたマニュアル

を作成中。• シンチレータを使った宇宙線測定システムの確

立。2007/09/04

Local Lab. Meeting/Kenta Mizoguchi

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シンチレータを使った宇宙線測定

• TRU からのシグナルが noisy であったため、その noisy なシグナルが trigger となってしまい、宇宙線からのシグナルが triggerとなる event rate が少なかったため、シンチレータを trigger として使った、セットアップを組んだ。


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• 測定した宇宙線データから、 MIP peak をはっきりと見えるように、 clustering といくつかのカットをかけた。

• 統計量をためるのに、このとき約２４時間の測定時間が必要だった。（ event rate = 5 Hz ）– 統計量とは、 1crystal に 100MIP を目安とした。

• その後、 veto 回路の設定ミスがわかり、今では約 4 倍の event rate で data taking ができている。

• シンチの大きさでは到底 1module をカバーできないので、今後位置を変えて、測定を続ける。


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シンチレータを使った宇宙線測定

To Do

• CERN で、シンチレータを動かしながら全結晶での宇宙線データを貯めていく。（頼んできた）

• たまったデータの MIP peak にフィットを行ない、適切な APD bias を見積もる。


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Trigger Mezzanine の修復

• 広島では、トランジスタの機能が期待どおりに動いていなという結論だったので、まずはそれを確かめた。 -> 広島での結果同様トランジスタに問題があると判断した。

• Hans にも相談し、トランジスタを交換した。


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トランジスタ型番： BFR92P

Trigger Mezzanine の動作確認

• RCU と Trigger Mezzanine を接続し、これらの動作確認を行なった。– Trigger Mezzanine に幅 100ns の NIM シグナ

ルを入れた。– 入力した trigger シグナルを RCU がカウント

する機能を ON にした。– RCU board 上の DCS から、入力したシグナル

を RCU がカウントしていることを確認した。


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To Do

• まずは広島で、 trigger シグナルを RCU がカウントしていることを確認する。

• data taking を行なうときの設定を行なう。

• Trigger シグナルを DATE で読みだす。• あとは久保さんの修論へ続く。


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おわり


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BACK UP


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Trigger Region Unit (TRU)

• 各 FEE が結晶 4 つのシグナルを足し合わせ TRU へ送る。– 1 枚の FEE からは 8 本のシグナル線。– 1branch14 枚の FEE なので、 1TRU に 112 シグナル。


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1 branch につき、 1 つの TRU 。

Trigger OR(TOR)

• 1GeV の photon が入ると、だいたい 2×2 個の中にシャワーが収まる。

• 図のように結晶 4×4 個を１ユニットとする。2007/09/04

Local Lab. Meeting/Kenta Mizoguchi

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1 branch に結晶は、横 28 個 × 縦 16 個。2× ２個のセットは 14×8セットある。そのセットをさらに 2×2 個使い、ユニットを作る。重ねて作ると、 13×7 個で、計 91 個のユニットができる。

TOR

• 1TRU から来たシグナルを、 TOR 上のFPGA(Field Programable Gate Array) が処理し、 Data taking の trigger シグナルとして送りだす。

• 結晶 4×4 個からなる各ユニットからのシグナルにマスクをかけ、 Noisy な結晶からのシグナルを除くことができる。


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PHOS readout test-bench

2007/8/6ALICE Local Meeting/Kenta

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• E-B 間– BFW30-E と R1 ｋ上間の電圧 : 3.329V -> 3.32V -> 3.32V– R1k 下と R1 ｋ上間の電圧 : 2.93V -> 2.67V -> 2.43V– BFW30-E と BFW30-B 間の電圧 : 0.8V -> 0V -> 0.89V– BFW30-B と D １左間の電圧 : 0V -> 0V -> 0.89V– R1k 下と R1 ｋ上間の電圧 : 0V -> 0V -> 0V

• E-C 間– BFW30-E と R470 右間の電圧 : 3.329V -> 3.3V -> 3.32V– BFW30-C と R470 右間の電圧 : 0V -> 0.18V -> 3.17V– BFW30-E と BFW30-C の電圧 : 3.248V -> 3.14V -> 0.14V

広島での値 -> 交換前の値 -> 交換後の値

広島での値 -> 交換前の値 -> 交換後の値

端 4 個分の Energy 分布


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[GeV]

[entry数 ]

各パラメータ


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[GeV]

[area ID]

[area ID]

各パラメータ２


Mizoguchi28[area ID]

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