Download Velocidad de deriva

CARACTERIZACION DE LAS CAMARAS DE
TUBOS DE DERIVA EN CMS
JAVIER SANTAOLALLA CAMINO
5 Mayo 2009
CIEMAT
1
INDICE
INTRODUCCIÓN
 CALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE
TUBOS DE DERIVA (velocidad de
deriva)
 CARACTERIZACIÓN DE LAS
CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA
(eficiencia de reconstrucción)
 CONCLUSIONES

2
INTRODUCCION
Datos de CRAFT
# cosmicos

# run
3
INDICE
INTRODUCCIÓN
 CALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE
TUBOS DE DERIVA (velocidad de
deriva)
 CARACTERIZACIÓN DE LAS
CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA
(eficiencia de reconstrucción)
 CONCLUSIONES

4
VELOCIDAD DE DERIVA


Dependencia de la velocidad con el gas empleado y el
campo eléctrico aplicado.
(t1  t3 )
 t2
Uso de la técnica Meantimer: Tmax 
21000
vdrift 
( m / ns )
Tmax
2
Distribución de tiempos (Tmax)
Rueda:
Sector:
-2
4
D = 21000 µm para
celdas en CMS
Para cósmicos: debido a la incertidumbre en la
llegada del muón  correccion t0 ev-by-ev.
5
VELOCIDAD DE DERIVA

Obtención de la
velocidad de
deriva para cada
SL.
Comportamiento
de la velocidad de
deriva con otros
factores.
— Todas
— MB1
— MB2
— MB3
Velocidad de deriva (um/ns)
Vd SLΦ1 MB2
Velocidad de deriva (um/ns)

— run 70147
— run 70170
— run 70675 Sin corrección t0ev
Con corrección t0ev
W-2
W-1
W0
W1
W2
6
VELOCIDAD DE DERIVA
Angulo de incidencia del muon

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
Distancia al FE
Campo magnético
Hay un aparente
aumento de la vd
con el ángulo
de incidencia
Resultados del TestBeam en
2003. CMS Week, 9 Dec 08
TESTBEAM
7
VELOCIDAD DE DERIVA
Angulo de incidencia del muon

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
Distancia al FE
SL Φ1
— r57553
— r57539
— r57498
~ 1.5 %
~3%
Campo magnético
CRUZET 4
TESTBEAM
8
VELOCIDAD DE DERIVA
Distancia al Front-End

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
µ´
µ
Distancia al FE
t
T 'mean  Tmean  2t
Read-Out
Campo magnético
Tmean ~ 390ns
Variaciones ~ 1%
observables
t ~ 100(cm) / 30(cm / ns) ~ 3ns
9
VELOCIDAD DE DERIVA
Distancia al Front-End

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
100
50
0
Angulo de incidencia
-50
FE
Distancia al FE
-100
Campo magnético
z
10
VELOCIDAD DE DERIVA

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Vd (µm/ns)
Distancia al Front-End
Distancia al FE
Campo magnético
V senal hilo (cm/ns)
Angulo de incidencia
B OFF YB-2 Sector 4
— MB1
— MB2
HV — MB3
FE
Relación entre la pendiente y
la velocidad de propagación
de la señal en el hilo
2
vh 
m(Tmean )
Posición Local (cm)
S4
12
VELOCIDAD DE DERIVA
Campo magnético

Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
Distancia al FE
B = 4T
Hay una aparente
disminución de vd
con el campo
magnético
Campo magnético
Resultados de MTCC – Magnet Test –
durante el Verano de 2006 con B=4T
14
VELOCIDAD DE DERIVA
Campo magnético
Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
Distancia al FE
Campo magnético
Drift velocity variation (%)

B = 3.8T
Posición Local (cm)
CRAFT DATA
15
VELOCIDAD DE DERIVA
Campo magnético
Comportamiento
de la velocidad
de deriva con
otros factores:
Angulo de incidencia
Distancia al FE
Campo magnético
YB-2 Sector 4
Velocidad de deriva (µm/ns)

FE
— MB1
— MB2
— MB3
Valor del campo magnético
máximo en la cámara
Posición Local (cm)
HV
B OFF
B ON
16
INDICE
INTRODUCCIÓN
 CALIBRACIÒN DE LAS CÁMARAS DE
TUBOS DE DERIVA (velocidad de
deriva)
 CARACTERIZACIÓN DE LAS
CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA
(eficiencia de reconstrucción)
 CONCLUSIONES

17
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg
SL Φ
Cámara DT

SL θ
Reconstrucción del segmento en supercapa θ
SL θ
o 4 Hits
o θ 2D Seg.

Reconstrucción del segmento en supercapa Φ
o 12 Hits
SL Φ2
o 4D Seg.
o 8 Hits
o Φ 2D Seg.
SL Φ1
18
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg
SL Φ
Cámara DT

SL θ
Reconstrucción del segmento en supercapa θ
SL θ
Eficiencia en θ

o 4 Hits
o θ 2D Seg.
Reconstrucción del segmento en supercapa Φ
o 12 Hits
SL Φ2
o 4D Seg.
o 8 Hits
Combinada
o Φ 2D Seg.
SL Φ1
Eficiencia en Φ
19
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las
otras cámaras en el mismo sector y rueda.
PROCEDIMIENTO
S3
µ TRIGGER


Selección de
la muestra
Trigger en sector superior para
estudiar el inferior (y viceversa).
1 (y solo 1) 4Dseg en las otras
cámaras del mismo sector y rueda.
S10
20
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las
otras cámaras en el mismo sector y rueda.
0T
x
x
x
3.8 T
INNER
PROCEDIMIENTO
Selección de
la muestra
xx
x
xx
Extrapolación usando
mínimos cuadrados
ponderados con la
incertidumbre debida
al scattering en el
hierro
OUTER
Extrapolación
Extrapolación usando
la traza StandAlone y
propagando a la
cámara estudiada.
21
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las
otras cámaras en el mismo sector y rueda.
0T
3.8 T
x
x
x
INNER
PROCEDIMIENTO
Selección de
la muestra
xx
x
xx
OUTER
Extrapolación usando
mínimos cuadrados
ponderados con la
incertidumbre debida
al scattering en el
hierro
Extrapolación
Extrapolacionr-Φ
usando
plane
la traza StandAlone y
● MB1
propagando a la
● MB2
camara estudiada.
● MB3
● MB4
0T
Extrapolation error (cm)
22
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las
otras cámaras en el mismo sector y rueda.
0T
3.8 T
x
x
x
INNER
PROCEDIMIENTO
Selección de
la muestra
xx
x
xx
OUTER
Extrapolación usando
mínimos cuadrados
ponderados con la
incertidumbre debida
al scattering en el
hierro
Extrapolacionr-Φ
usando
plane
la traza StandAlone y
● MB1
propagando a la
● MB2
camara estudiada.
● MB3
● MB4
0T
Extrapolation error (cm)
Extrapolación
●
●
●
●
MB1
MB2
MB3
MB4
3.8 T
23
Extrapolation error (cm)
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las
otras cámaras en el mismo sector y rueda.
 En la cámara de test verificamos:
o Tiene 4Dsegment.
o Esta dentro de una ventana de 5
cm alrededor del punto extrapolado.
PROCEDIMIENTO
Selección de
la muestra
Extrapolación
Cuantificación
Distancia extrap-reco (cm)
24
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Optimización de los cortes.
CORTES
Bordes de las
cámaras
Z local (cm)
Efficiency (%)
Eficiencia vs Posición en la est.
W-1 S4 MB1
X local (cm)
Posición de las ineficiencias
25
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Optimización de los cortes.
CORTES
Bordes de las
cámaras
Z local (cm)
Efficiency (%)
Eficiencia vs Posición en la est.
SOLUCION
MB1
Posición de las ineficiencias
10cm
8cm
W-1 S4 MB1
-110
X local (cm)
X Local Position
110
26
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Optimización de los cortes.
CORTES
Necesario para asegurar la buena extrapolación
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
MB2
Número de hits
Eficiencia
MB1
SOLUCION
MB3
MB4


#hits
Corte
# Hits en Φ > 12
# Hits en θ > 4
Hits STA
27
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg
Pt (GeV/c)
Optimización de los cortes
Peor extrapolación para
muones de bajo momento
CORTES
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
Número de hits
Extrap error (cm)
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Momento incidente
Pt (GeV/c)

Xreco – Xextrap (cm)
28
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg
Optimización de los cortes.
Momentum (GeV/c)

CORTES
Momento más bajo
en los sectores inf.
MB3
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
Número de hits
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Sector
S4
S10
Pt (GeV/c)
●
●
●
●
MB1
MB2
MB3
MB4
Momento incidente
Pt (GeV/c)
29
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg
Pt (GeV/c)
Optimización de los cortes
CORTES
Peor extrapolación para
muones de bajo momento
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
Número de hits
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Error extrap (cm)
Mayor
ineficiencia
Eficiencia

Momento incidente
SOLUCION

Error de extrap > 1,5 cm
Pt (GeV/c)
30
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION EN Φ
MB1
MB2
99.6 ± 0.5
99.9 ± 0.1
CORTES
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
Número de hits
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Error extrap.
(Error < 1.5 cm)
MB3
MB4
99.7 ± 0.3
99.2 ± 0.9
31
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION EN θ
MB1
96.6 ± 1.4
MB2
CORTES
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
96.5 ± 1.2
Número de hits
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Error extrap.
(Error < 1.5 cm)
MB3
97.4 ± 1.4
32
EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION (combinada)
CORTES
Bordes de las
Cámaras
(Def. volumen fiducial)
97.9 ± 1.1
MB1
98.7 ± 1.3
MB2
Número de hits
(#hits Φ >12, #hits θ > 4)
Error extrap.
(Error < 1.5 cm)
MB3
98.6 ± 1.1
MB4
99.2 ± 0.9
33
CONCLUSIONES

Calibración de la velocidad de deriva
para cada cámara y estudio de su
dependencia con el ángulo, el campo
magnético y la distancia al FE.


Resultados obtenidos en acuerdo con lo
esperado.
Medida de la eficiencia de
reconstrucción en las cámaras DT.

Alta eficiencia (>95%) en las cámaras de
CMS.
34

Backup
35