ATLAS 実験における Inner Detector を用いた
レベル2ミューオン・トリガーの性能評価
1.
2.
3.
4.
Level2 muon trigger
Combined muon trigger
muon トリガーレート
まとめ
小曽根健嗣 (KEK),
大町千尋 (神戸大),河野能知 (CERN),蔵重久弥(神戸大) ,
道前武 (東大理),徳宿克夫(KEK),長野邦浩 (KEK),
ATLAS-Japan HLT グループ
日本物理学会 第63回年次大会 @近畿大学本部キャンパス
2008.03.26
目的
Level1
75 kHz
2.5 msec
Level2
L2MuSA
3.5 kHz, 40 msec
L2MuCB
TrigmuIso
B-phys trig
Event Filter
300 Hz
4 sec
L2MuSA
muon system (RPC, TGC, MDT, CSC) 単体で muon の pT を算
出し、ある threshold 以上の pT の muon を選ぶ。
L2MuCB
L2muSA で求めた muon(pT, eta, phi) と、Inner Detector で再構
成された track とマッチングを行い、Inner Detector での pT に対して
ある threshold 以上の muon を選ぶ
低Luminosity (1031~1033cm-2s-1)では low pT(4~6GeV/c 以上)
でトリガーがかけられる。B physics 向け。
 新たなアルゴリズムを導入しバックグラウンド・レートを抑える。
 4 GeV と 6 GeV での threshold でレートを見る。
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
2
L2MuCB
Barrel
1/Df
Barrel では磁場がほぼ一様なので pT と Df の関係
式(右図)をもとに、inner detector で測定された
track の中から適合するものを選ぶ。
|h|<1.1
Df
Y
0
pT
B2
B1
X
1m
2008.03.26
10
20
pT [GeV/c]
Endcapでは磁場が一様ではないため、
eta,phi ごとに pT と Df の関係式を用
意している。
4m
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
3
L2MuCB とその改善策
Track 測定
従来の L2MuCB では
Decay-in-flight muon を
reject することが難しい。
Path of prompt
muon
MDT
このような muon は
p(ct=7.8m) や K(ct=3.7m)
といったparticle が親。
eta,phi resolution
TILE
Barrel eta
s=0.022
Barrel phi
s=0.031
endcap eta
s=0.030
endcap phi
s=0.040
r
kink
1.15m
ID 3.5m
この角度の差
でマッチングを
とる
Z
Track from Inner Detector
2008.03.26
 衝突点まで戻してIDのtrackと
マッチングをとる。
 track fit の c2 cut(<3.5)
 multiple scattering の効果も
あるので、3s で dR matching。
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
4
physics sample used for performance study
minimum bias sample
 √s=14TeV での pp collision。 PYTHIA 6.4 で作成。
s=80mb (generator の出力は 54.71mb(non single defractive))
stot=102mb(phythia6124), 118mb(phojet), snsd=65mb(pythia6124), 73mb(phojet)
 約500k(483,165)イベント。Level1 でも約1000event しか残らない。
4GeV threshold
6GeV threshold
2008.03.26
Thresholdは 90%
efficiency の値に設定してある。
例えば4GeV threshold で
L2muSA ではendcapの場合
reco. pT で2.5GeV/c を
threshold とする。
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
5
Minimum bias event での performance
Decay-in-flight muon は reject されたか?
Muon vertex を衝突点から5/10/15cm の面
で分けてみる。
5cm未満
5cm以上
A/B
118/146 199/297
(81±5%) (67±8%)
A: MuCB+cut
でのイベント数
10cm未満 10cm以上
B: MuCBでの
イベント数
201/240 116/203
(84±6%) (57±7%)
pi/K
5 10 15 cm
15cm未満 15cm以上
210/254 107/189
(83±6%) (57±7%)
Bottom/charm
kink に対する rejection が機能しており、
prompt muon は reject されにくい。
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
6
Muon rate (pT=4 GeV threshold)
Total # of events = 483165
L=1031cm-2s-1
Generator level では、400events(662±33Hz)
Level 1
MuSA
MuCB
MuCB+cut
p/K
692
170
108
95
bottom
113
91
78
67
charm
225
165
134
127
Other(*)
134
12
4
4
Total
count
1161
438
324
292
Rate [Hz]
1922±56 725±35 536±30 483±28
イベント数
レート
(*) punch-thru や トラックが複雑な low pT muon による。
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
7
Muon rate (pT=6 GeV threshold)
Total # of events = 483165
L=1033cm-2s-1
Generator level では、114events(18±2kHz)
Level 1
MuSA
MuCB
MuCB+cut
p/K
242
36
21
18
bottom
58
35
29
26
charm
88
48
39
38
Other
42
2
0
0
Total count
430
121
89
82
Rate [kHz]
71±3
20±2
15±2
14±1
イベント数
レート
このthreshold に対してはレートが依然1桁近く高いため、Luminosity を1桁落とし
たとき(L=1032cm-2s-1)のメニューにするか、prescaleすることになる。
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
8
Summary
新たに導入したアルゴリズムによって、prompt muon に関しては20%ほど
efficiency を落とすが、p や K からくる muon に関しては30%~40% の
rejection power があることがわかった。
Level2 での muon rate は
500Hz(4GeV, L=1031 cm-2s-1),
14kHz(6GeV, L=1033 cm-2s-1)
と期待される。6GeV に関しては Prescale が必要である。
今後は、
10倍のサンプルでの performance study
di-jet サンプルを使ったperformance study。
eta-phi matching の改善。
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
9
Backup slides
2008.03.26
日本物理学界 第63回年次大会 @ 近畿大学本部キャンパス
小曽根 健嗣
10
ダウンロード

ppt