Muoni cosmici: alcuni risultati preliminari per il rivelatore TOF

1. Muoni cosmici: alcuni risultati preliminari per il rivelatore TOF A. De Caro per il Gruppo ALICE-TOF (Università di Salerno – INFN)

2. Stato attuale del rivelatore TOF

3. 24 Aprile 2008: completata l’installazione del TOF Vista di alcuni SM Vista di alcuni dei SM

4. Primi run di presa daticon m cosmici

5. Configurazione del TOF durante il Global Run I

6. Configurazione del TOF durante il Global Run II

7. Geometria puntante per le strip del TOF

8. Simulazione cascata di m cosmici P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008

9. Simulazione di un m cosmico attraverso il TOF P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008

10. Muone triggered da ACORDE

11. Muone cosmico reale attraverso il TOF P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008

12. Primi studi su dati acquisiti con il trigger di ACORDE • Su questi primi dati sono stati condotti • studi di efficienza di rivelazione, da parte di R. Preghenella (di cui non parlerò in questa occasione); • studi di risoluzione temporale, da parte di P. Pagano (di cui parlerò di qui a qualche trasparenza). • Frutto dell’ analisi di questi primi dati è stato anche lo sviluppo di un nuovo algoritmo di clustering per il rivelatore TOF. Implementato e messo a punto da D. De Gruttola su eventi da muoni cosmici (ovvero a bassa molteplicità), tale algoritmo è successivamente diventato la versione V1 di clustering per il TOF all’interno del framework AliROOT. Tale classe dev’essere comunque aggiornata in funzione del valore di molteplicità dell’evento, in particolare per eventi di collisione Pb-Pb. In questa occasione vi descriverò brevemente questo algoritmo.

13. Studi di risoluzione temporale

14. Distribuzione degli scarti dal valor medio 730 ps Tempo misurato – Tempo medio in ns P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008

15. Tempo vs X,Y,Z dei cluster tempi [ns] tempi [ns] Y [cm] X [cm] P. Pagano, Congresso SIF 2008, Genova 25 Settembre 2008 tempi [ns] 500 ps Tempo_atteso – Tempo_misurato in ns Z [cm]

16. Nuovo algoritmo di clustering

17. Multi-hit associati al passaggio di un’unica particella • Per la caratteristica configurazione geometrica di una strip di MRPC (elemento base del rivelatore TOF di ALICE) esiste una probabilità non nulla di avere più misure di tempo (multi-hit, appunto) associati al passaggio di una sola particella carica attraverso il volume sensibile del rivelatore.

18. Multi hit del TOF associati alla stessa particella con segnale senza segnale D. De Gruttola, Seminario di Dottorato in Fisica, Salerno 9 Maggio 2008

19. Multi-hit associati al passaggio di un’unica particella • Possiamo trarre beneficio nei casi di multi-hit, in termini di risoluzione spaziale (come vedremo subito) e di risoluzione temporale (com’è noto dai risultati dell’analisi dati al test beam). • Per la sua tesi di dottorato, D. De Gruttola, prendendo in esame i dati raccolti durante i primi run con i raggi cosmici (02-03/08), ha implementato un algoritmo in grado di • associare insieme le misure di tempo lette da pad prossimi vicini sulla stessa strip a formare un cluster. • Successivamente tale algoritmo è stato ottimizzato per un corretto funzionamento in generici eventi di collisione a bassa molteplicità: • un cluster del TOF è un insieme di misure di tempo simili (nell’ambito della risoluzione temporale intrinseca del rivelatore) lette da pad prossimi vicini sulla stessa strip. • Tale algoritmo costituisce la versione V1 di clustering per il TOF, testato e ottimizzato per eventi a bassa molteplicità. • Ulteriori aggiornamenti occorreranno per un suo migliore funzionamento (rispetto al corrente) in eventi ad alta molteplicità.

20. Cluster del TOF: versione standard Risoluzione spaziale del cluster Densità di probabilità uniforme su tutta la superficie di un pad -buona approssimazione-

21. Cluster del TOF: nuova versione Posizione del cluster

22. Cluster del TOF: nuova versione Risoluzione spaziale del cluster

23. Confronto tra i due algoritmi di clustering In blu: std TOF cluster In rosso: nuovi TOF cluster In verde: TOF pad interessati da segnale In giallo: fit degli std TOF cluster In viola: fit dei nuovi TOF cluster TOF strip usati come rivelatori traccianti D. De Gruttola, Seminario di Dottorato in Fisica, Salerno 9 Maggio 2008

24. Confronto tra i due algoritmi di clustering: particolare In blu: std TOF cluster In rosso: nuovi TOF cluster In verde: TOF pad interessati da segnale In giallo: fit degli std TOF cluster In viola: fit dei nuovi TOF cluster Dettaglio sul pad interessato da segnale, sulla settima strip, quella in test. La traccia in viola attraversa il pad dell’ultima strip mentre quella in giallo no. La distanza minima di avvicinamento della traccia al centro del pad è stato il nostro parametro d’ordine. Il parametro d’ordine assume valore minore nel caso di fit dei TOF cluster. D. De Gruttola, Seminario di Dottorato in Fisica, Salerno 9 Maggio 2008

25. Analisi di alcuni dati raccolti durante gli scorsi mesi estivi

26. Configurazione del TOF durante la prima partedel Global Run III

27. Trigger del TOF, tipo back-to-back E. Scapparone, Physics Forum, Ginevra 2 Luglio 2008

28. Trigger del TOF, tipo TOFforTRD E. Scapparone, Physics Forum, Ginevra 2 Luglio 2008

29. Trigger del TOF, tipo TOFforHMPID E. Scapparone, Physics Forum, Ginevra 2 Luglio 2008

30. Descrizione analisi • In particolare vi descriverò alcuni risultati dell’analisi fatta sui seguenti run: • 37562: • campo magnetico nullo; • trigger di tipo TOFforTRD; • rivelatori nella partizione: TPC, TRD, TOF; • 45486: • campo magnetico acceso; • trigger di tipo TOFforTRD; • rivelatori nella partizione: TPC, TOF, HMPID, SPD, SDD.

31. Run 37562: ricerca del segnale di trigger t1 t2 (t2-t1)-d21/c [ns] Grazie a R. Preghenella

32. Problema del noise • Durante i run di noise, qualcosa viene scritto nel OCDB del TOF. • Durante la ricostruzione questo qualcosa viene letto. Perché il noise ‘sopravvive’ allora? • Stiamo indagando sul tipo di mappa che viene scritta nel OCDB e sulla catena software di lettura di tale mappa durante la ricostruzione degli eventi. • Nel frattempo R. Preghenella ha prodotto ‘offline’ una mappa di canali rumorosi: un canale è dichiarato tale se ha un rate di acquisizione superiore ad 1kHz.

33. Equalizzazione delle misure di tempo (1) • Le misure di tempo non sono equalizzate, calibrate per ritardi dovuti ai cavi-segnale. • Finora tale correzione è stata fatta ‘a mano’ con l’ausilio di una classe di mapping per tali cavi-segnale. • Con la nuova release di AliROOT, tale correzione verrà fatta in fase di ricostruzione; tali ritardi saranno inseriti nel OCDB e costituiranno il livello zero per i parametri di ritardo nell’ambito della calibrazione.

34. Equalizzazione delle misure di tempo (2) • In fase di analisi, R.Preghenella e A. Silenzi hanno misurato valori di bunch crossing non equalizzati nei diversi crate di acquisizione dati. • Nella nuova release di AliROOT tale procedura di equalizzazione viene effettuata in fase di lettura dei raw data.

35. Parametri di ricostruzione • Il file di definizione dei parametri di ricostruzione per il TOF presente nel OCDB contiene valori scelti per eventi ad alta molteplicità. • In particolare, il valore di taglio per la componente z della distanza minima di avvicinamento di una traccia ricostruita ad un pad interessato da segnale (sia distance_approach) è troppo piccola, solo 3cm. • Mentre il suo valore in eventi a bassa molteplicità è pari a 10cm. Ricordiamo che il rivelatore non è allineato. Questo può causare la mancata associazione di un segnale del TOF ad una traccia ricostruita. • Adesso tale file è stato corretto. • Il valore di taglio per la variabile distance_approach è stato fissato a 10cm (caso di eventi a bassa molteplicità).

36. Pass3 di ricostruzione per il run 37562 • Con i seguenti nuovi ingredienti: • la mappa di canali rumorosi prodotta come detto, • i parametri di ricostruzione giusti, • le mappe di equalizzazione dei tempi appena descritti, sul cluster di Salerno è stato lanciato un nuovo passo di ricostruzione per tale run: sia pass3. • Nel seguito, è mostrato un confronto tra i risultati ottenuti con i due passi di ricostruzione.

37. 4 5 3 2 6 1 7 8 0 9 17 10 16 11 15 12 14 13 Run 37562, evento 108: risultati del pass2 Vista ortogonale xOy Vista prospettica

38. 4 5 3 2 6 1 7 8 0 9 17 10 16 11 15 12 14 13 Run 37562, evento 108: risultati del pass3 Vista prospettica Vista ortogonale xOy

39. Run 37562: risultati per il pass3 di ricostruzione • Questo run consiste di 573 file. 559 sono stati correttamente ricostruiti senza errori. • In tali file abbiamo 63096 eventi ricostruiti. • Ricordiamo che in tale run il trigger è di tipo TOFforTRD. • Ci sono 10713 eventi per cui le seguenti condizioni sono soddisfatte: • il numero di misure di tempo per evento è nell’intervallo [2,10] • |Dt – Dr/c| < 10ns Tra questi, sono stati trovati 603 eventi in cui almeno una traccia ricostruita è associata ad una misura di tempo e la traccia ricostruita è nell’accettanza geometrica del trigger del TOF (v. trasparenza successiva). • Tali eventi contengono 1077 tracce ricostruite nell’accettanza del trigger con almeno un segnale di TOF associato.

40. Tracce ricostruite nell’accettanza del trigger SM1 0cm<y0<65cm 10°<f<30° SM0 -65cm<y0<0cm 10°<f<30° SM10 SM9 -65cm<y0<0cm 150°<f<180° SM7 SM8 SM17 0cm<y0<65cm 150°<f<180° SM16

41. 4 5 3 2 6 1 7 8 0 9 17 10 16 11 15 12 14 13

43. Pass3 di ricostruzione per il run 45486 • In maniera analoga a quanto fatto per il run 35762, con l’aggiunta di un’ulteriore passo di equalizzazione delle misure dei tempi, è stato eseguito anche un nuovo passo di ricostruzione (pass3) per tale run. • Nel seguito alcuni risultati relativi al pass3 di ricostruzione per tale run.

44. B = - |B| k Muon direction t1 t2 t1<t2 m-

45. B = - |B| k m-

46. B = - |B| k m-

47. Determinazione dei primi offset di allineamento per il TOF

48. Offset trovati al pass3 di ricostruzione(1) Run 37562

49. Offset trovati al pass3 di ricostruzione(2) Run 37562

50. Pass4 di ricostruzione per il run 37562 • Gli offset misurati lungo la direzione dei fasci, sono stati utilizzati per allineare i SM del TOF 0, 1, 7, 8, 9, 10, 16 and 17. • Con tale nuova geometria, è stato eseguito un ulteriore passo di ricostruzione, sia pass4. • Nelle trasparenze successive sono mostrati i risultati prodotti al pass4 di ricostruzione.