15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Μελέτη της επίδρασης της ευθυγράμμισης των ανιχνευτών μιονίων, του πειράματος ATLAS, στην ανακάλυψη του σωματιδίου.

Παρουσίαση με θέμα: "15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Μελέτη της επίδρασης της ευθυγράμμισης των ανιχνευτών μιονίων, του πειράματος ATLAS, στην ανακάλυψη του σωματιδίου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Μελέτη της επίδρασης της ευθυγράμμισης των ανιχνευτών μιονίων, του πειράματος ATLAS, στην ανακάλυψη του σωματιδίου H  4μ

2 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Ροή Ομιλίας 1.Ο ανιχνευτής ATLAS: Γενικά. 2.Ο φασματογράφος μιονίων. a. Γενικά. b. Η ελληνική συμμετοχή. 3.Συναρμολόγηση των MDT σωλήνων στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. 4.Το κανάλι H  ZZ  2  - 2  + : Κύρια χαρακτηριστικά. 5.Μεθολογία γέννεσης και ανάλυσης των δεδομένων. 6.Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs. Αποτελέσματα 1. 7.Το σύστημα ευθυγράμμισης των MDT θαλάμων. 8.Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης. Αποτελέσματα 2. 9.Συμπεράσματα.

3 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 1 / 9. Ο ανιχνευτής ATLAS : Γενικά. 1.Συγκρουόμενες δέσμες pp σε ενέργεια 14 TeV στο κέντρο μάζας. 2.Τελική τιμή φωτεινότητας: L = 10 34 cm -2 sec -1. 3.Tρία τμήματα: a) Εσωτερικός Ανιχνευτής b) Θερμιδόμετρο (E/M-H/D) c) Φασματογράφος Μιονίων 4. Σύστημα Μαγνητών: a) Σωληνοειδές : ~2 Tesla b) Tοροειδές : ~0.4 Tesla

4 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 2 / 9. Φασματογράφος Μιονίων. Γενικά 1.Ταυτοποίηση-trigger-μέτρηση ορμής. 2.Χρησιμοποιεί τέσσερεις τεχνολογίες θαλάμων: a. Monitored Drift Tubes (MDT) b. Cathode Strip Chambers (CSC) c. Resistive Plate Chambers (RPC) d. Thin Gap Chambers (TGC) 3. Σωμάτια από το σημείο αλληλεπίδρασης διασχίζουν 3 επίπεδα θαλάμων στο barrel. Monitored Drift Tube Chambers Thin gap chambers Resistive plate chambers Cathode strip chambers Παρέχουν το σήμα σκανδαλισμού

5 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 2 / 9. Ο Φασματογράφος Μιονίων. Η ελληνική συμμετοχή. 1.Κατασκευή 128 θαλάμων B (arrel) I (nner) S (mall) 2. 3 Συνεργαζόμενα Ιδρύματα: a. Πανεπιστήμιο Αθηνών (Συναρμολόγηση των MDT) b. Ε. Μ. Π. (Έλεγχοι ακριβείας των MDT) c. Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (Κατασκευή των θαλάμων ΜDT)  ΟΚ

6 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 3 / 9. Συναρμολόγηση των ΜDT στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Όλα τα χαρακτηριστικά κάθε σωλήνα καταχωρούνται αυτόματα στη Βάση Δεδομένων του ανιχνευτή. Ταχύτητα και Ακρίβεια στη συναρμολόγηση 30,000 σωλήνων εδώ και 3 χρόνια ΣΥΝΕΧΩΣ.

7 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 4 / 9. Το κανάλι Η  ΖΖ  2μ - 2μ + : Κύρια χαρακτηριστικά. • Tο πιο “καθαρό” κανάλι στο εύρος μαζών: ~180 GeV < m H < ~500 GeV • Αναμενόμενο υπόβαθρο: Συνεχές φάσμα παραγωγής ζεύγους Ζ μποζονίων ή δυνητικών φωτονίων μέσω: pp  Z(  *)Ζ(  *)  2 l - 2 l + Μη μειώσιμο. •  m =( (  Η /2.36) 2 + (0.02m H ) 2 ) 1/2. • Για m H > 300 GeV, το  Η αυξάνει γρήγορα και υπερκαλύπτει την πειραματική διακριτική ικανότητα στη μάζα. • Τα λεπτόνια της τελικής κατάστασης έχουν μεγάλη ορμή.

8 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 5 / 9. Μεθοδολογία γέννεσης και ανάλυσης των δεδομένων. (i). Παραγωγή : Pythia ( Μ H =200 GeV και Μ H =300 GeV ) (ii). Προσομοίωση : LHCTOR (Ver. 6.203)  Interface στο GEANT (iii). Ανακατασκευή : MuonBox (Ver. 6.305)  Stand-alone κώδικας (iv). Μετατόπιση θαλάμων : Μεταβολή της ευθυγράμμισης των θαλάμων στη βάση δεδομένων της γεωμετρίας των ανιχνευτών (v). Aνάλυση : Κώδικας σε C/C++. • Χρήση του περιβάλλοντος της ROOT. • Εφαρμογή του Αντικειμενοστρεφή Προγραμματισμού.

9 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 6 / 9. Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs. Προσαρμογή των ορμών υπό δεσμό (Constraint Fitting). • Χρησιμοποιούνται οι Πολλαπλασιαστές Lagrange για την ελαχιστοποίηση της παράστασης: • Τίθεται ο (Μεταβαλλόμενος) δεσμός της αναλλοίωτης μάζας του Ζ. • Για τους 2 δυνατούς συνδιασμούς των μιονίων: ΕΙΣΟΔΟΣ : P r,  r,  r και  Ρ,  ,   για κάθε μιόνιο. ΕΞΟΔΟΣ : P f,  f,  f και  2 της προσαρμογής. • Τελική επιλογή του συνδιασμού με την μεγαλύτερη πιθανότητα (χ 2 + ΒW κατανομή). • Κώδικας σε C++.

10 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Reconstructed Mean = 1.55 RMS = 7.51 Fitted (m Z fixed) Mean = -5.1 RMS = 11.35 Fitted (m Z BW) Mean = 1.49 RMS = 6.94 Ηiggs 200 GeV Aποτελέσματα 1. 6 / 9. Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs.

11 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Ενδεικτικά αποτελέσματα: • Χωρίς σφάλματα ευθυγράμμισης • Breit-Wigner προσαρμογή σε εύρος : M H  20 GeV GeneratedReconstructedFitted Mass (GeV) 298.6  0.1 296.6  0.3 297.4  0.2 Width (GeV) 11.2  0.420.2  0.817.2  0.6 % events in 2σ -(88.9  0.6) % M H = 300 GeV: GeneratedReconstructedFitted Mass (GeV) 199.6  0.0197.8  0.1198.8  0.1 Width (GeV) 2.3  0.18.0  0.25.9  0.2 % events in 2σ -(89.2  0.6) % M H = 200 GeV: Aποτελέσματα 1. 6 / 9. Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs.

12 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Aποτελέσματα 1. 6 / 9. Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs. ……Mε σταθερή απόδοση πετυχαίνεται καλύτερος προσδιορισμός της μάζας και του πλάτους. Bελτίωση του πηλίκου Signal/Background : ~ ???? % για Μ Η = 200 GeV ~ ???? % για Μ Η = 300 GeV Ανάπτυξη κώδικα για την προσαρμογή των ορμών υπό τον δεσμό της αναλλοίωτης μάζας του Ζ……

13 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης • Επιλογή του ζεύγους μιονίων με την μεγαλύτερη πιθανότητα. Επιτυχία: (95.5  0.4) % για Μ H =200 GeV (97.7  0.2) % για Μ H =300 GeV • Παραμετροποίηση της απώλειας ενέργειας των μιονίων. ΔΕ/Ε true μ = -0.11 GeV σ = 0.38 GeV 30 GeV  P  70 GeV Aποτελέσματα 1. 6 / 9. Βελτίωση του πλάτους του ανακατασκευασμένου Higgs.

14 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 7 / 9. Το σύστημα ευθυγράμμισης των ΜDT θαλάμων. • Παρέχει ακρίβεια τοποθέτησης μερικών δεκάδων μm. • Η ακρίβεια μπορεί να ελεχθεί με κοσμικές ακτίνες. Alignment Bars (Forward) • Παρέχει ακρίβεια τοποθέτησης μερικών δεκάδων μm. • Η ακρίβεια ελέγχεται με κοσμικές ακτίνες. • Δεν υπάρχει όμως σύστημα ελέγχου aνάλογης ακρίβειας της ευγράμμισης των end-caps με το barrel. Praxial alignment Platforms (BARREL)

15 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης. (i). Μόνο του ενός πώματος:  Παράλληλα με τον άξονα της δέσμης (z άξονας).  Εγκάρσια (y άξονας). Α. Μετατοπίσεις. 1 mm, 3 mm, 5 mm (ii). Μόνο των μεσαίων στρωμάτων. 100 μm, 200 μm, 300 μm Β. Περιστροφές.  Περί τον z άξονα.  Περί τον x άξονα. 2.5 mrad, 5 mrad, 10 mrad

16 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Aποτελέσματα 2: Eπίδραση στο Higgs.  Παράλληλα με τον άξονα της δέσμης (z άξονας). GeV 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης.

17 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης  Παράλληλα με τον άξονα της δέσμης (z άξονας). ReconstructedReference1 mm3 mm5 mm Mass  0.3 (GeV) 296.7 296.9296.7296.9 Width  0.9 (GeV) 20.220.321.722.9 % events in 2σ  0.6 89.1 %89.2 %88.5 %88.6 % M H = 300 GeV ReconstructedReference1 mm3 mm5 mm Mass  0.1 (GeV) 197.8 197.9 Width  0.2 (GeV) 8.08.48.78.9 % events in 2σ  0.6 89.2 % 88.7 %88.0 % M H = 200 GeV • Η μάζα παραμένει aνεπηρέαστη. • Το πλάτος μεταβάλλεται σημαντικά. • To πλάτος αυξάνει περισσότερο (~11%) απ’ότι μειώνεται η απόδοση (~1%). Aποτελέσματα 2: Eπίδραση στο Higgs. 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης.

18 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Aποτελέσματα 2: Eπίδραση στο Higgs. 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης.

19 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Barrel: 0.0  |η| < 1.0 Forward: 1.0  |η| < 1.5 Very Forward: 1.5  |η| < 2.5 Aποτελέσματα 2: Eπίδραση στο Z. 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης.

20 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης x x Aποτελέσματα 2: Eπίδραση στο Z. 8 / 9. Μετακινήσεις και στροφές στη μελέτη των σφαλμάτων ευθυγράμμισης.

21 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης Phi sectors x

22 15 Iουλίου 2003Ευστάθιος Κ. Στεφανίδης 9 / 9. Συμπεράσματα. • Mετατοπίσεις του άκρου επηρεάζουν το ανακατασκευασμένο πλάτος του Ηiggs (ακόμα στην περίπτωση του μεταβαλλόμενου δεσμού της αναλλοίωτης μάζας του Ζ). • Με κατάλληλη επιλογή παραθύρου (βλ. προσεκτική μελέτη του υποβάθρου) η απόδοση παραμένει περίπου σταθερή. • Ο προσδιορισμός του πλάτους του Ζ σε διάφορες γεωμετρικές περιοχές μπορεί να οδηγήσει στον εντοπισμό του τύπου και της τιμής των απευθυγραμμίσεων.