1

CARACTERIZACION DE LAS CAMARAS DE TUBOS DE DERIVA EN CMS

JAVIER SANTAOLALLA CAMINO5 Mayo 2009

CIEMAT

2

INDICE

INTRODUCCIÓNCALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE

TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva)

CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción)

CONCLUSIONES

3

INTRODUCCION

Datos de CRAFT

# run

# co

smic

os

4

INDICE

INTRODUCCIÓNCALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE

TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva)

CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción)

CONCLUSIONES

5

)/(21000

max

nsmT

vdrift

VELOCIDAD DE DERIVA

Dependencia de la velocidad con el gas empleado y el campo eléctrico aplicado.

Uso de la técnica Meantimer: 231

max 2

)(t

ttT

D = 21000 µm para celdas en CMS

Distribución de tiempos (Tmax)

Rueda: -2Sector: 4

Rueda: -2Sector: 4

Para cósmicos: debido a la incertidumbre en lallegada del muón correccion t0 ev-by-ev.

6

VELOCIDAD DE DERIVA

Obtención de la velocidad de deriva para cada SL.

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores.

Velocidad de deriva (um/ns)

Vel

oci

dad

de

der

iva

(um

/ns)

— Todas— MB1— MB2— MB3

W-2 W-1 W0 W1 W2

Vd SLΦ1 MB2

Sin corrección t0ev

Con corrección t0ev

— run 70147— run 70170— run 70675

7

VELOCIDAD DE DERIVA

Angulo de incidencia del muon

Hay un aparenteaumento de la vd

con el ángulo de incidencia

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

TESTBEAM

Resultados del TestBeam en2003. CMS Week, 9 Dec 08

8

VELOCIDAD DE DERIVA

— r57553— r57539— r57498

~ 1.5 %~ 3 %

CRUZET 4 TESTBEAM

SL Φ1

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

Angulo de incidencia del muon

9

VELOCIDAD DE DERIVA

tTT meanmean 2'

Distancia al Front-End

Read-Out

µ´~ 2.5

m

t

nsTmean 390~nsnscmcmt 3~)/(30/)(100~

Variaciones ~ 1% observables

µ

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

10

VELOCIDAD DE DERIVA

Distancia al Front-End

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

zPos

ición

Loc

al (c

m)

-100

-50

0

50

100

FE

12

VELOCIDAD DE DERIVA

Distancia al Front-End

YB-2 Sector 4

Posición Local (cm)

Vd

(µ

m/n

s)

FE HVRelación entre la pendiente y la velocidad de propagación de la señal en el hilo

B OFF— MB1— MB2— MB3

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FES4

V s

en

al h

ilo (

cm

/ns)

)(

2

meanh Tmv

14

VELOCIDAD DE DERIVA

Campo magnético

Hay una aparentedisminución de vd

con el campomagnético

B = 4T

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

Resultados de MTCC – Magnet Test – durante el Verano de 2006 con B=4T

15

VELOCIDAD DE DERIVA

Campo magnético

Posición Local (cm)

Drif

t ve

loci

ty v

aria

tion

(%)

CRAFT DATA

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

B = 3.8T

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

16

VELOCIDAD DE DERIVA

YB-2 Sector 4

Velo

cid

ad

de d

eri

va (

µm

/ns)

FE HV

B ON

B OFF

— MB1— MB2— MB3

Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

Angulo de incidencia

Campo magnético

Distancia al FE

Campo magnético

Posición Local (cm)

Valor del campo magnéticomáximo en la cámara

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INDICE

INTRODUCCIÓNCALIBRACIÒN DE LAS CÁMARAS DE

TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva)

CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción)

CONCLUSIONES

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EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Reconstrucción del segmento en supercapa θ

Reconstrucción del segmento en supercapa Φ

SL θ

SL Φ2

SL Φ1

o 4 Hits

o θ 2D Seg.

o 8 Hits

o Φ 2D Seg.

o 12 Hits

o 4D Seg.

SL Φ

SL θCámara DT

19

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Reconstrucción del segmento en supercapa θ

Reconstrucción del segmento en supercapa Φ

SL θ

SL Φ2

SL Φ1

o 4 Hits

o θ 2D Seg.

o 8 Hits

o Φ 2D Seg.

o 12 Hits

o 4D Seg.

SL Φ

SL θCámara DT

Eficiencia en θ

Eficiencia en Φ

Combinada

20

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda.

S3

S10

TRIGGERµ Selección de la muestra

PROCEDIMIENTO

Trigger en sector superior para estudiar el inferior (y viceversa).

1 (y solo 1) 4Dseg en las otras cámaras del mismo sector y rueda.

21

Extrapolación usandola traza StandAlone y

propagando a la cámara estudiada.

Extrapolación usandomínimos cuadradosponderados con la

incertidumbre debidaal scattering en el

hierro

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda.

INNER

OUTER

xx

xxx

xxx

0 T 3.8 TSelección de

la muestra

Extrapolación

PROCEDIMIENTO

22

Extrapolacion usandola traza StandAlone y

propagando a la camara estudiada.

Extrapolación usandomínimos cuadradosponderados con la

incertidumbre debidaal scattering en el

hierro

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda.

INNER

OUTER

xx

xxx

xxx

0 T 3.8 TSelección de

la muestra

Extrapolación

r-Φ plane

● MB1 ● MB2● MB3 ● MB4

Extrapolation error (cm)

0 T

PROCEDIMIENTO

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

23

Extrapolacion usandola traza StandAlone y

propagando a la camara estudiada.

Extrapolación usandomínimos cuadradosponderados con la

incertidumbre debidaal scattering en el

hierro

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda.

INNER

OUTER

xx

xxx

xxx

0 T 3.8 TSelección de

la muestra

Extrapolación

r-Φ plane

● MB1 ● MB2● MB3 ● MB4

Extrapolation error (cm)

0 T

PROCEDIMIENTO

● MB1 ● MB2● MB3 ● MB4

Extrapolation error (cm)

3.8 T

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

24

Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda.

Selección de la muestra

Extrapolación

Cuantificación

En la cámara de test verificamos:

o Tiene 4Dsegment.

o Esta dentro de una ventana de 5 cm alrededor del punto extrapolado.

Distancia extrap-reco (cm)

PROCEDIMIENTO

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

25

Optimización de los cortes.

Bordes de lascámaras

X local (cm)X local (cm)

z local (cm)

z local (cm)

Effi

ciency

(%

)Effi

ciency

(%

)

Eficiencia vs Posición en la est.Eficiencia vs Posición en la est.

W-1 S4 MB1W-1 S4 MB1

CORTES

X local (cm)

Z lo

cal (

cm)

Posición de las ineficienciasPosición de las ineficiencias

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

26

Optimización de los cortes.

Bordes de lascámaras

X local (cm)X local (cm)

z local (cm)

z local (cm)

Effi

ciency

(%

)Effi

ciency

(%

)

Eficiencia vs Posición en la est.Eficiencia vs Posición en la est.

W-1 S4 MB1W-1 S4 MB1

CORTES

X local (cm)

Z lo

cal (

cm)

Posición de las ineficienciasPosición de las ineficiencias

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

-110 110X Local Position

MB1

8cm

10cm

SOLUCION

27

Optimización de los cortes.

Número de hits

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

Necesario para asegurar la buena extrapolación

Efici

enci

aEfici

enci

a

#hits#hits

MB1 MB2

MB3 MB4

Corte

CORTES

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

# Hits en Φ > 12 # Hits en θ > 4

SOLUCION

Hits STA

28

Optimización de los cortes

Momento incidente

Pt

(GeV

/c)

Pt

(GeV

/c)

Pt

(GeV

/c)

Pt

(GeV

/c)

Extrap error (cm)Extrap error (cm)

Xreco – Xextrap (cm)Xreco – Xextrap (cm)

Peor extrapolación paramuones de bajo momento

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

29

Optimización de los cortes.

SectorSector

Mom

entu

m (

GeV

/c)

Mom

entu

m (

GeV

/c)

MB3MB3

● MB1● MB2● MB3 ● MB4

Pt (GeV/c)Pt (GeV/c) Pt (GeV/c)Pt (GeV/c)

S4 S10

Momento más bajoen los sectores inf.

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Momento incidente

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

30

Optimización de los cortes

Pt

(GeV

/c)

Pt

(GeV

/c)

Efici

enci

aEfici

enci

a

Error extrap (cm)Error extrap (cm)

Pt (GeV/c)Pt (GeV/c)

Peor extrapolación paramuones de bajo momento

Mayor ineficiencia

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

Momento incidente

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

SOLUCION

Error de extrap > 1,5 cm

31

99.6 ± 0.599.6 ± 0.5

99.7 ± 0.399.7 ± 0.3 99.2 ± 0.999.2 ± 0.9

99.9 ± 0.199.9 ± 0.1

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION EN Φ

MB1 MB2

MB3 MB4

Error extrap.(Error < 1.5 cm)

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

32

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION EN θ

97.4 ± 1.497.4 ± 1.4

96.5 ± 1.296.5 ± 1.296.6 ± 1.496.6 ± 1.4

MB1 MB2

MB3

Error extrap.(Error < 1.5 cm)

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

33

EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION (combinada)

98.7 ± 1.398.7 ± 1.3

99.2 ± 0.999.2 ± 0.9

97.9 ± 1.197.9 ± 1.1

98.6 ± 1.198.6 ± 1.1

MB1 MB2

MB3 MB4

Error extrap.(Error < 1.5 cm)

Número de hits(#hits Φ >12, #hits θ > 4)

Bordes de lasCámaras

(Def. volumen fiducial)

CORTES

34

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.

35

Backup