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Athena と G4 を用いた アトラスシリコン検出器シミュレーション PowerPoint PPT Presentation


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Athena と G4 を用いた アトラスシリコン検出器シミュレーション. 高嶋隆一 A  内藤大輔 B  中村浩二 C 田中礼三郎 B 近藤敬比古 D 原和彦 C 上田郁夫 E. 京都教育大 A 、岡山大 B 、筑波大 C 、 KEK D 、東大 E. Barrel 3 Module Mounting at Oxford Univ. SCT Modules on Barrel 3 Cylinder http://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~viehhaus. G4 FullSimulation の必要性.

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Athena と G4 を用いた アトラスシリコン検出器シミュレーション

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Presentation Transcript


Athena g4

AthenaとG4を用いた

アトラスシリコン検出器シミュレーション

高嶋隆一A 内藤大輔B 中村浩二C田中礼三郎B

近藤敬比古D原和彦C上田郁夫E

京都教育大 A、岡山大 B、筑波大C、KEK D、東大 E

GEANT4研究会 立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005


Athena g4

Barrel 3 Module Mounting at Oxford Univ.

GEANT4研究会 立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005


Athena g4

  • SCT Modules on Barrel 3 Cylinder

    • http://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~viehhaus

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G4 fullsimulation

G4 FullSimulationの必要性

  • 実験開始前に、実際の測定器の擬似データが生成できる

  • SCTではモジュールは十分精密だが、シリンダーに乗せるときに100ミクロン以下のMissalignmentが避けられない

    • スペースポイントを単独で得ることが可能

    • アラインメントのための基礎データの作成

    • B-tagのEfficiency, Purityの向上に必要、SUSYの物理に影響

  • 物質量を精確に評価することで、W質量などの精密測定に寄与できる

  • DC2でDigitのプロダクションはできた

    • Event Summary Data, Analysis Object Dataはまだ

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Athena

ATHENAとは

  • ATLASの解析フレームワーク

  • Simulation Package AtlasG4SimのSetup, run

  • login to icepp-lxatl and get kerberos ticket

  • mkdir AtlasG4Sim;cd AtlasG4Sim- mkdir v9.0.3; cd v9.0.3; cp typical-requirements ./- cp some-cmt.sh ./; . cmt.sh; cmt config; . setup.sh

  • cmt co Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim- cd Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim/AtlasG4Sim-*/cmt- cmt config- cmt broadcast cmt config- source setup.sh - cmt broadcast gmake

  • cd ../run ; athena.py AtlasG4Sim/jobOptions.AtlasGeoG4Sim.py

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Athena g4

AthenaとG4

  • G4Svs PackageでAthena内でG4が動くようになった

  • G4SimAlgs PackageでFADS/goofyの機能が使えるようになった(FADS:Framework of Atlas Detector Simulation, goofy:G4 OO FollY)

  • G3で作った MySQL DBを使ってFADSに似たコードでAthenaのGeometry作成

    • G3と同じになるようにMaterial追加

    • 詳細なモデルを作成して、簡易モデルと輻射長を比較

  • GeoModelによる測定器記述の導入

    • GeoModelを使った詳細なモデルの作成

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Athena g4

デザイン

詳細ジオメトリー & 物質のテーブル作成

GEANT4 詳細

ジオメトリー

GEANT4 簡易

ジオメトリー

Using Geant4 FADS/goofy

Web page for this work can be seen at

http://atlas.kek.jp/si-soft/geometry.html

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Naming of volumes for sct barrel module

Naming of Volumes for SCT Barrel Module

SCTBBottomChip1,----,6

SCTBBottomCarbobCarbon

SCTBTopChip1,----,6

SCTBTopPitchAdaptor

SCTBTopCopperPolyimide

SCTBTopSensorPair

SCTBHybridConnector

SCTBBaseboard1,2,3,4,5

SCTBTopCoolendFacing

SCTBBottomSensorPair

Naming rules

- Attach header SCTB for all volumes.

- As close as hardware names.

- Easy to guess the objects.

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Drawings for volume definition

Drawings for Volume Definition

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Athena g4

放射長および質量の計算結果

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Geomodel

GeoModelとは

  • CDFで利用されている測定器記述のコアソフトウエア

  • Physical Volume の上にPhysical Volumeをのせる構造。測定器のミスアラインメントを直接ジオメトリーにいれる

  • Geo2G4 PackageでG4ジオメトリーが作成される

  • GeoFullPhysVolにはAbsolute 座標を与える機能がある

  • シミュレーション、Reconstructionで利用できる

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Athena g4

重量、物体名を表示

  • 詳細ジオメトリーのモジュールを練習で作成

Hepvis Event Viewer

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Athena g4

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 performance

    • Trigger DAQ DCS

    • Combined reconstruction ID+Calos+Muons

    • Muon id ,m/p separation, e/p separation

  • Simulator tuning

    • Geometry check

    • Condition Data Base

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    Athena g4

    ly0

    ly1

    ly2

    ly3

    phi0

    link0

    link1

    phi1

    CTB Setup

    SCT Data Flow : 9th Oct – 12th Nov

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    Athena g4

    Read Out の方法

    Space Point の求め方

    (Barrel module)

    40m rad

    Position Resolution

    Y axis : 16 mm

    Z axis : 408 mm

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    Run type

    Run type

    • Run Number 2102353

      (Combined run ID+Calos+Muon)

    • Number of Events 53K

    • Beam type 100GeV p+

    • No Magnetic field run

    • Geometry (only Inner Detector)

    X=0

    330

    [mm]

    1042

    364

    139

    pixel

    SCT

    TRT

    Magnet

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    175


    Sct 1

    ly0

    ly1

    ly2

    ly3

    phi0

    link0

    link1

    phi1

    SCTに関する解析(1)

    ly0→

    ly0

    ly1

    • Hit Map & Front View

    ly1→

    ly2

    ly3

    ly2→

    ly3→

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    Athena g4

    X軸 v.s. Y軸

    X軸 v.s. Z軸

    Alignment 前

    Alignment 後

    Alignment 前

    Alignment 後

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    Error Bar : readout_pitch/√12


    Athena g4

    Alignment 前

    Alignment 後

    Y軸 : ly0

    Y軸 : ly1

    Y軸 : ly0

    Y軸 : ly1

    RMS=19.8mm

    RMS=27.1mm

    Y軸 : ly2

    Y軸 : ly3

    Y軸 : ly2

    Y軸 : ly3

    RMS=17.8mm

    RMS=25.2mm

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    RMS=618mm

    RMS=805mm

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    RMS=868mm

    RMS=601mm

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    Athena g4

    4点Single hit Residual 分布

    DATA

    Simulation

    Y軸 : ly0

    Y軸 : ly1

    Y軸 : ly0

    Y軸 : ly1

    RMS=19.8mm

    RMS=15.7mm

    RMS=27.1mm

    RMS=22.1mm

    Y軸 : ly2

    Y軸 : ly3

    Y軸 : ly2

    Y軸 : ly3

    RMS=17.8mm

    RMS=15.2mm

    RMS=25.2mm

    RMS=21.2mm

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    RMS=618mm

    RMS=509mm

    RMS=805mm

    RMS=737mm

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    Z軸 : ly0

    RMS=868mm

    RMS=601mm

    RMS=731mm

    RMS=510mm

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    Athena g4

    residual cut v.s. efficiency

    DATA

    Simulation

    Cut ~5s

    97.2%

    • Cut ~5s

    • 96.9%

    GEANT4研究会 立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005


    Athena g4

    CTB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、threshold1fc で、99%という要求より悪い。

        • masked channel の影響 Now OK!

  • 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、masked channel を含まないので、理解できていない。Now OK!

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    Athena g4

    今後の予定

    • 物質量の調査のためOxford,RAL訪問

    • アラインメントに貢献できるか調査する

    • DC3にむけ物質量、ジオメトリーの再チェック

    • GeoModelで詳細ジオメトリーと簡易ジオメトリーの比較を行う

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