ppt - Atlas Japan

ATLAS実験における
J/Y->mm過程を用いたdi-muon trigger efficiency
の測定方法の開発及び評価
喜家村裕宣、新保直樹、蔵重久弥（神戸大自然）
河野能知（CERN）
徳宿克夫、長野邦浩、小曽根健嗣（KEK）
ATLAS-JAPAN-HLTグループ
Contents
 Introduction
• LHCとATLAS検出器
• ATLAS実験でのイベントセレクション
• 研究の動機と目的
• LVL1シングルミューオントリガー効率の測定
 Di-muon trigger efficiencyの測定
• 測定方法と結果
 まとめと今後
Introduction
LHCとATLAS検出器
•
いよいよ始まる！！
LHC=Large Hadron Collider
– P-P Collider (衝突エネルギー：14TeV(CM))
– 到達luminosity：1034cm-2s-1(High luminosity run)
•
ATLAS検出器
– LHCに設置される汎用検出器
– Higgs粒子、SUSY粒子の探索、t、bクォークの物理などの研究を行う。
Endcap
Barrel
2008/3/26
日本物理学会
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Introduction
ATLAS実験でのEvent trigger
LVL1 Muon Trigger
• Endcap：TGC (Thin Gap Chamber)
Barrel：RPC (Resistive Plate Chamber)
• 全てハードウェア処理。
• ミューオンの横方向運動量（Pt）を指標に
トリガー判定を行う。
＝L1_2MU06
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Introduction
研究の動機と方法
•
これまでの研究
– J/Y->mm過程を用いて、
実データからシングルミューオントリガー効率を測定する方法を開発した。
（前回の日本物理学会で発表）
•
動機
– ATLAS実験初期に十分な統計量が期待できるJ/Y->mm過程は、
広く検出器のコミッショニングに用いられる予定であり、
Bの物理にも深く関係する。
→ ダイミューオン過程に対するトリガー効率を測定する必要あり。
→ ダイミューオン過程の生成断面積の測定につながる。
•
方法
– これまでの研究を応用し、実データからダイミューオン過程に対する
トリガー効率を求める方法を開発。
– トリガーレベルの出力値と比較することで手法の妥当性を検証。
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Introduction
LVL1シングルミューオントリガー効率の測定
Trigger efficiency VS Pt
tag & probe method
Endcap
Barrel
– Fitting result

・MU06でトリガーされたイベントのみ使用。
(“tagged muon”)
・不変質量を基準にtagged muonの相方を探す。
(“probe muon”)
・probe muonに対するトリガー効率を測定する。
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A
1  exp ( - a(pt - b))
この方法で、全領域に対する
LVL1シングルミューオントリガー効率
が測定できる。
（評価・最適化については
前回の日本物理学会で発表済み）
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Di-muon trigger efficiencyの測定
Di-muon trigger efficiencyの測定
測定方法
•
Endcap/Barrel領域を、h/f方向に細かく分割する。
→ トリガー効率の位置依存性の把握
• J/Y->mm過程を用いて、各領域でのシングルミューオントリガー効率を、
ミューオンのPtの関数として測定する。
• 各領域でのフィット結果をテーブル化する。→ “Trigger efficiency map (TEM)”
→ あるミューオンについて、その座標(h,f)とPtから、トリガー効率が求まる。
• ダイミューオン過程に含まれる2つのミューオンのトリガー効率の積として、
その過程に対するトリガー効率が求まる。
B
B
×
h<0 ×
h>0
Endcap/Barrelの分割
Endcap
• 全体の8分の1単位で同じ構造 → 統計量を稼ぐために統合
• h*qの正負ごとに分類して10(h)×6(f)に分割 → 2通りのTEM
Barrel
• hを絶対値で考え、全体を5(h)×10(f)に分割 → 1通りのTEM
IP
ビーム軸
分割数は自在に変更可能。
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
Di-muon trigger efficiencyの測定
A
1  exp ( - a(pt - b))
分割後のシングルミューオントリガー効率（Endcap,h*q>0）
IDf = 5
IDf = 0
h=1.05
h=2.45
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Di-muon trigger efficiencyの測定

A
1  exp ( - a(pt - b))
分割後のシングルミューオントリガー効率（Barrel）
F=3.14
F=-3.14
h=0
h=1.05
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Di-muon trigger efficiencyの測定
Trigger efficiency map

パラメータごとに、各領域でのフィット結果を記録。
滑らかに繋いでTrigger efficiency mapを作成。
A
1  exp ( - a(pt - b))
Endcap (h*q>0)
a
A
f
b
h
Barrel
a
A
f
b
h
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Di-muon trigger efficiencyの測定
測定結果と評価
•
シミュレーションサンプルを用いて、
J/Y->mmイベントに対するダイミューオントリガー効率をTEMを用いて測定。
μ
μ
J/ψμμ
 trig
  trig
( Pt1 ,h1 , f1 )   trig
( Pt2 ,h2 , f2 )
1
•
2
トリガーレベルの出力であるL1_2MU06フラグと比較することで、
測定結果の妥当性を検証。
– L1_2MU06：LVL1トリガーレベルでMU6としてトリガーされたミューオンが2つ以上あっ
た場合にたつ。
●TEMを用いた測定結果 ○L1_2MU06フラグの結果
TEMを用いた結果は誤差の範囲でトリガーレベルでの出力値と合致 OK!!
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まとめと今後
まとめ
•
•
J/Y->mm過程を用いて、実データからDi-muon trigger efficiencyを測定する方法、
ツールを開発した。
この方法を用いて、J/Y->mmイベントに対するトリガー効率を測定。
– 測定結果はトリガーレベルの出力値と誤差の範囲で一致。
→ 本手法を用いることでDi-muon trigger efficiencyを実データから測定すること
が可能。
今後
•
•
•
ATLASの解析フレームワークAthenaのバージョンアップに伴う
本手法の評価及び最適化を行う。
より低いPtのミューオンを含むサンプルを用いて、
実験により近いデータで本手法の評価を行う。
実験本番で、本ツールを用いてDi-muon trigger efficiencyを求める。
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付録
使用サンプルとAthenaのバージョン
使用サンプル
• trig1_misal1_mc12.017516.PythiaB_bb_Jpsimu6mu4X.v12000602
• trig1_misal1_mc12.017503.Pythia_directJpsimu6mu4.v12000602
• bphys.019008.Lambdab_Jpsi_mu4mu2.5_Lambda
※ ATLAS換算でおよそ20pb-1相当のデータを使用。
ミューオンのPt分布
ミューオンのh分布
2つのミューオンのDR分布
Athenaのバージョン
• 12.0.6
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J/Y->mmイベントに対するトリガー効率の系統誤差の見積もり
•
TEMのEndcap及びBarrelの分割数、フィットの精度が
本手法の系統誤差の要因と考えられる。
→ 系統誤差を、以下のように見積もった。
1. Endcap及びBarrelの分割数、フィット領域を変更してトリガー効率を算出。
2. 変更前の計算結果と変更後の計算結果を比較。
3. その差を系統誤差として誤差に加えた。
•
変更後の値
– Endcapの分割数：15(h)×10(f)
– Barrelの分割数：8(h)×15(f)
– フィット領域：0~20GeV → 0~10GeV (立ち上がり部分のみフィット)
※0~20GeVをフィットした場合に比べ、立ち上がり部分に対する精度が上がる。
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