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Sviluppo del Software di Ricostruzione per lo Spettrometro a Muoni dell’Esperimento ATLAS M. Biglietti Università degli Studi di Napoli “Federico II” Seminario.

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1 Sviluppo del Software di Ricostruzione per lo Spettrometro a Muoni dell’Esperimento ATLAS M. Biglietti Università degli Studi di Napoli “Federico II” Seminario Finale del Dottorato in Fisica Fondamentale ed Applicata – XVI Ciclo Napoli, 15 Gennaio 2004

2 M. Biglietti Sommario Il progetto LHC L’apparato sperimentale ATLAS Lo spettrometro a muoni di ATLAS Software di Atlas Ricostruzione dei muoni Ricostruzione nello spettrometro (Moore) Ricostruzione combinata (MuonIdentification) Analisi Muoni singoli Eventi di fisica Software di ricostruzione come Event Filter Conclusioni

3 M. Biglietti IL Large Hadron Collider Collisionatore protone - protone Energia nel centro di massa di 14 TeV (7+7) Circonferenza di 27 km Particelle precedentemente accelerate nel linac (50 MeV), PS(25 GeV) e nel SPS(450 GeV) Luminosità di progetto cm -2 s -1 Energia per protone7 TeV Spaziatura dei pacchetti 25 ns Dimensione dei pacchetti 15  m  12 cm N protoni per pacchetto10 11 Pacchetti nell’anello2835 Dipoli supercond.1200 Durata del fascio10 hours Luminosità di progetto10 34 cm -2 s -1  Attualmente in costruzione nel tunnel di LEP  Partenza prevista nel 2007  4 esperimenti : Atlas, CMS, LHCb, Alice ATLAS ALICE CMS LHCb

4 M. Biglietti Fisica a LHC Sezione d’urto totale p-p  80 mb 23 collisioni ad ogni incrocio dei fasci 10 9 eventi/s La maggior parte sono collisioni adroniche soft (piccolo momento trasferito) Background di QCD S/B basso (es:  (H m=150GeV )/  (jet pt=700GeV ) ~10 -5 ) Pile up “Hard interactions” sovrapposte con ~ 23 “soft collisions” Necessità di un buon sistema di trigger e di una risposta rapida del rivelatore

5 M. Biglietti IL programma di fisica a LHC Studio della fisica delle particelle nel range del TeV Ricerca del bosone di Higgs di Modello Standard Limite sperimentale (LEP): m H >114.1 GeV/c 2 LHC sarà in grado di osservare il bosone di Higgs fino a 1 TeV e di misurare la massa e gli accoppiamenti con alta precisione Ricerca di particelle supersimmetriche Misure di precisione Enorme produzione di particelle W, Z, b e t es: sezione d’urto tt ~ 1 nb (0.8 eventi/s) Fisica del B Regime a bassa luminosità ( L= cm -2 s -1 ) LHCb Fisica degli ioni pesanti ALICE

6 M. Biglietti Ricerca del bosone di Higgs di Modello Standard Regione di piccola massa (m H <130 GeV) H  , H  bb Regione di massa intermedia (130 GeV < m H < 2 m Z ) H  WW ( * ), H  ZZ* Regione di grande massa (m H > 2 m Z ) H  WW, H  ZZ Il segnale di bosone di Higgs deve essere estratto da un fondo di diversi ordini di grandezza più alto. I canali sperimentalmente più puliti sono quelli con i leptoni nello stato finale. H  ZZ   è uno dei più promettenti (“Golden Channel”)

7 M. Biglietti Il rivelatore ATLAS Apparato sperimentale in grado di investigare un ampio spettro di misure fisiche Lunghezza di 46 m, diametro di 22 m Struttura a strati concentrici, 2 endcaps, barrel Inner Tracker, calorimetri, spettrometro per muoni Inner Tracker contenuto in un solenoide (max 2 T), spettrometro per  in un toroide (air core, max 3.9 T nel barrel, 4.1 T negli endcaps) 10 8 canali di elettronica Inner Detector Rivelatori per muoni Toroide del barrel Calorimetro adronico Toroide dell’endcap Calorimetro EM Calorimetro in avanti Solenoide

8 M. Biglietti Convenzioni Direzione z lungo l’asse dei fasci x-y definiscono il piano trasverso alla direzione dell’asse dei fasci L’asse x positivo punta al centro dell’anello LHC, asse y positivo verso l’alto Coordinate cilindriche più utili : , , R Pseudorapidità  :  = -ln(tan(  /2)) X Y Z

9 M. Biglietti MDT CSC MDT RPC TGC Lo spettrometro per muoni Barrel diviso in 16 settori in  (piccoli e grandi) Equipaggiato con camere di trigger e di precisione La struttura aperta dei magneti consente di minimizzare l’effetto dello scattering multiplo Curvatura dei  |  | < 1 dal toroide del barrel 1.4<|  |<2.7 dai magneti degli endcaps 1.0<|  |<1.4 regione di transizione Caratteristiche di progetto  pt/pt  qualche % fino a 100 GeV/c  pt/pt  10% a 1TeV/c ECT MDT RPC  =1  =1.4 ECT

10 M. Biglietti Le camere di precisione per muoni MDTs (Monitored Drift Chambers) Gli elementi di base sono tubi a drift con un diametro di 3 cm ed una lunghezza variabile da 70 cm a 630 cm I tubi sono disposti in multilayer di 3 (4 per le stazioni interne) Risoluzione di singolo filo  80  m CSCs (Catod Strip Chambers) Posizionati nell’anello più interno della regione degli endcap, 2 < |  | < 2.7 MWPC con strip di lettura catodiche segmentate ortogonali ai fili anodici Risoluzione spaziale  60  m, piccolo tempo di deriva (30 ns), risoluzione temporale  7 ns Misura della coordinata trasversa da strip catodiche parallele ai fili anodici Misura di precisione nel piano di curvatura

11 M. Biglietti Le camere di trigger per muoni Barrel RPCs (Restistive Plate Chambers): su entrambi i lati delle camere MDT nelle stazioni “middle” e sopra o sotto le stazioni MDT esterne. Per l’identificazione del bunch crossing, il trigger dei , e la misura della seconda coordinata (  ). Il sistema di trigger copre la regione |  |<2.4 Endcap TGCs (Thin Gap Chambers) : 3 stazioni vicino alle stazioni MDT “middle”. MWPC (con fili paralleli a quelli delle MDTs ) con strips di read- out ortogonali ai fili per la misura della seconda coordinata Risoluzione in tempo  1 ns Risoluzione spaziale  1 cm

12 M. Biglietti Software offline in ATLAS Obbiettivi Generazione/Simulazione della risposta del rivelatore e descrizione della sua geometria Ricostruzione di oggetti fisicamente interpretabili dai dati raw Immagazzinamento dei dati Analisi dei dati Visualizzazione … Caratteristiche Alta complessità Lunga durata dell’esperimento (20 anni) Grandi volumi di dati (1 Pbyte/anno) Molti sviluppatori 1000 persone/anno ‘’fisici delle particelle’’  non esperti alta dispersione geografica Necessità di Flessibilità, astrazione, mantenibilità, uniformità, modularità, riusabilità, meccanismi di calcolo e sviluppo distribuiti

13 M. Biglietti Software offline in ATLAS Transizione dal “vecchio” software al “nuovo” software Passaggio dal Fortran al C++ Sviluppo di un framework software comune per tutte le applicazioni  ATHENA (ATLAS realization of a High Energy and Nuclear physics data analysis Architecture) Geometria del rivelatore, meccanismi di descrizione e gestione dei dati, servizi di calibrazione, databases, simulazione, ricostruzione... Geant3  Geant4 Scelta di usare la tecnologia GRID Transizione per molti aspetti ancora in atto

14 M. Biglietti Ricostruzione dei muoni Due software packages sono stati sviluppati in OO/C++ MOORE MOORE (Muon Object Oriented REconstruction) Ricostruzione nello spettrometro per muoni MUID MUID (MUon IDentification) Estrapolazione al vertice e ricostruzione combinata Codice integrato in ATHENA Utilizza i servizi di ATHENA Utilizza altri packages di ricostruzione in ATHENA iPatRec per la ricostruzione nell’ Inner Detector CaloRec per la ricostruzione nei Calorimetri Struttura modulare, codice flessibile Si presta ad essere utilizzato, ampliato ed integrato in modo semplice Event Filter Ricostruzione ai Tests Beam Alternativa ai programmi Fortran sviluppati in passato Muonbox/STACO

15 M. Biglietti Ricostruzione dei muoni Un muone lascia una traccia di hits all’interno dello spettrometro del rivelatore L’obbiettivo della ricostruzione consiste nel trovare una traccia associata agli hits ed eseguire un fit per ottenere la miglior stima dell’insieme dei parametri che descrivono la traiettoria della particella Per definire una curva in 3D abbiamo bisogno di 5 parametri: a 0, z 0, , cot , ± 1/P T Il risultato del fit sono le migliore stime dei parametri della traccia e le loro matrici di covarianza in un qualsiasi punto lungo la traiettoria La traccia può essere estrapolata all’asse dei fasci per trovare un match col vertice

16 M. Biglietti Ricostruzione dei muoni CSC MDT RPC TGC Attraversando ATLAS un  è rivelato in 2 sistemi di tracciamento ad alta precisione: rivelatore di vertice e spettrometro per muoni Calorimetri EM e adronico Spettrometro per muoni: misure precise ad alto p T Calorimetri: E loss >3GeV Inner Detector: misure precise a basso p T ma richiede identificazione Solenoidal Field Campo toroidale inomogeneo: Richiede propagazione precisa Problemi per  di basso impulso

17 M. Biglietti Strategia di ricostruzione nello spettrometro per muoni Ricerca delle regioni di attività nella proiezione  A partire dalle misure  degli RPC e TGC si costruiscono dei “  - Segments” Ricerca delle regioni di attività nella proiezione R-Z all’interno delle MDTs (CSCs) Per ogni “  -Segment”, sono trovate le MDT associate e ed è costuito un “RZ-Segment” (collezioni di hits z). CSC MDT RPC TGC

18 M. Biglietti Pattern recognition e fit della traccia Ricostruzione di segmenti di traccia locali nelle MDTs Calcolo della distanza di drift dal tempo di drift, applicando le correzioni dovute al tempo di volo, alla secoda coordinata, dalla propagazione lungo il filo, dall’ angolo di Lorentz determinazione delle best lines tra le tangenti alle circonferenze di drift Numero di hits > 4 (>3 in 1 multilayer) Puntamento al vertice (può essere disabilitato per permettere la ricostruzione di eventi ai test beam o di cosmici) Fit lineare Combinazione del segmenti di traccia Fit della traccia Il fit tiene conto dello scattering multiplo e dell’energia persa nel materiale inerte dello spettrometro per muoni I parametri della traccia (a0, z0, , cot , 1/pt ) e la relativa matrice di covarianza sono espressi al primo punto misurato nello spettrometro a muoni MDT mutilayer

19 M. Biglietti Ricostruzione combinata Estrapolazione della traccia dallo spettrometro per muoni al punto di interazione Scattering multiplo parametrizzato per mezzo di piani di scattering nei calorimetri Energia depositata nei calorimetri dalla simulazione o dalla ricostruzione perdita di energia valutata dal valor vero, o parametrizzata in funzione di (     Re-fit: i parametri della traccia sono espressi al vertice Le tracce provenienti dallo spettrometro e dall’ inner tracker (iPatRec) sono combinate attraverso un  2 cut-off   2 costruito a partire dalle differenze dei parametri della traccia e dalla matrice di covarianza Fit della traccia combinata

20 M. Biglietti Energia depositata nei calorimetri MCMC MC e parametrizzazione vs |  | Ricostruzione vs MC MC e ricostruzione vs |  | p T = 6 GeV p T = 20 GeV p T = 100GeV  Richiede isolamento dei  permette di migliorare la correzione al vertice

21 M. Biglietti Ricostruzione combinata Migliora i parametri misurati della traccia Per avere la miglior risoluzione possibile sulla misura del momento Riduzione delle code nella risoluzione dello spettrometro a muoni, dovute soprattutto alle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri Migliora la determinazione della carica per muoni ad alto impulso Migliora l’efficienza di identificazione dei muoni Riduzione della probabilità di ricostruire fakes, soprattutto in presenza di fondo di caverna Ricostruzione di muoni a basso impulso che non raggiungono le stazioni al centro e più esterne dello spettrometro Reiezione dei  di decadimento da K e  richiedendo che le tracce abbiano origine dal vertice Discriminazione di muoni in jet adronici dagli adroni. Una buona identificazione dei  non isolati è necessaria per un b-tagging efficiente. Permette una migliore comprensione dell’apparato sperimentale Test della calibrazione dei calorimetri Cross check dei risultati dall’Inner Detector e dallo spettrometro

22 M. Biglietti Test delle performance della ricostruzione Sono stati analizzati diversi campioni di dati prodotti per il DC1 Campioni di muoni singoli con p T fissato (da 3 GeV/c fino a 1 TeV/c) Campioni di muoni singoli con p T =100 GeV/c con background sovrapposto H  4  Confronto con Muonbox/xKalman/STACO Muonbox/STACO: programma di ricostruzione scritto in F90, molto affidabile ma poco integrato nel software di ATLAS, poco flessibile, lento xKalman: programma per la ricostruzione nell’Inner Detector alternativo a iPatRec versioni usate per il Physics TDR (1999) e Atlas Software Workshop (2003) Layout diversi Simulazione CSC

23 M. Biglietti Muoni Singoli: Efficienza vs  Perdita di efficienza a basso  a causa del crack centrale necessario per il passagio di cavi e servizi (cambio layout wrt TDR ) seconda coordinata dei CSC mancante nella simulazione  bassa efficienza per |  |>2 Tracciamento nel campo magnetico difficile 1<|  <1.5 a causa del campo magnetico inomogeneo  calo di efficienza per i  a basso pt Inner Detector Muon Spectr. Muon at IP Combined  Atlas phy wokshop (‘03)  Moore/MuId Inner Detector Muon Spectr. Muon at IP Combined Atlas phy TDR (‘99) p T = 6 GeV p T = 20 GeV |||| p T = 50 GeV

24 M. Biglietti Muoni singoli: efficienza vs  Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy TDR (‘99) Moore/MuId p T = 4 GeV Inner Detector Muon Spectr. Muon at IP Combined Efficienza per bassi pt Solo  con E>3-4 GeV/c raggiungono lo spettrometro L’uso dei segmenti di traccia delle stazioni più interne potrebbe aumentare l’efficienza fino al 90% Non raggiungono le stazioni più esterne  poche misure Scattering multiplo e effetti del campo magnetico inomogeneo  pattern recognition più difficile

25 M. Biglietti Muoni singoli: efficienza vs  Efficienza uniforme con  Moore/MuId p T = 6 GeV Muon Spectr. Muon at IP Combined Muon Spectr. Muon at IP Combined p T = 20 GeV Moore/MuId

26 M. Biglietti Muoni singoli: efficienza vs pt Efficienza di plateau ~ 95% Efficienza per bassi pt Solo  con E>3-4 GeV/c raggiungono lo spettrometro Non raggiungono le stazioni più esterne  poche misure Scattering multiplo e effetti del campo magnetico inomogeneo  pattern recognition più difficile Efficienza della ricostruzione combinata per alti pt Pattern recognition disturbata da possibili sciami e.m. che accompagnano i  ad alto pt Inner Detector Muon Spectrometer Muon at IP Combined Moore/MuId Atlas phy TDR (‘99) Atlas phy wokshop (‘03) |  |<2.5 |  |<2 |  |<2.5

27 M. Biglietti Muoni singoli: risoluzione di 1/p T Ricostruzione combinata Ottiene la miglior risoluzione possibile Riduce le code nella risoluzione del momento dello spettrometro per muoni causate dalle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri Muon Spectr. Muon at IP Inner Det. Comb.     p T = 20 GeV

28 M. Biglietti Muoni singoli: risoluzione di 1/p T Muon Spectr. Muon at IP Inner Det. Comb.     p T = 100 GeV Ricostruzione combinata Ottiene la miglior risoluzione possibile Riduce le code nella risoluzione del momento dello spettrometro per muoni causate dalle fluttuazioni dell’energia depositata nei calorimetri

29 M. Biglietti Risoluzione di p T vs p T La misura dell’Inner Detector domina sotto 10 GeV/c Lo spettrometro per  domina a alti pt Muon Spectrometer Muon at IP Inner Detector Combined Moore/MuId p T (GeV) Atlas phy wokshop (‘03) Atlas phy TDR (‘99) |  |<2.5 |  |<2

30 M. Biglietti Muoni singoli :risoluzione di p T vs  Peggioramento della risoluzione di p T nella regione di transizione a causa del campo magnetico altamente inomogeneo e delle fluttuazioni dovute all’ aumento di materiale assorbitore nei calorimetri (soprattutto per  a basso pt) Muon Spectrometer Muon at IP Inner Detector Combined Muon Spectrometer Muon at IP Inner Detector Combined p T = 6 GeVp T = 20 GeV ||||

31 M. Biglietti Muoni singoli : risoluzione di p T vs  Risoluzione uniforme vs  Piccoli effetti nella regione dei piedi Muon Spectrometer Muon at IP Inner Detector Combined Muon Spectrometer Muon at IP Inner Detector Combined p T = 6 GeV p T = 20 GeV

32 M. Biglietti Muoni singoli con background  singoli pt= 100 GeV/c No bkg  x0 Valore nominale in regime di alta luminosità  x1 Fattore di sicurezza x2 (fondo di caverna) Fattore di sicurezza x5 (fondo di caverna) x0 MS IP Comb x1 x2 x5 MS IP Comb MS IP Comb MS IP Comb Numero di tracce Collisioni primarie Background Minimum bias Circa 23 interazioni ad ogni incrocio dei fasci Fondo di caverna Gas di particelle prodotte nelle interazioni tra gli adroni primari e il materiale del detector Spettrometro per muoni molto sensibile Rates nelle stazioni interne (MDT) 10 Hz/cm 2 nella prima stazione del barrel 100Hz/cm 2 a  = kHz/cm 2 negli endcaps Grosse incertezze sulle stime dei rates

33 M. Biglietti Muoni singoli con background x0 x1 x2 x5 Ricostruzione combinata  fakes  al vertice x0 x1 x2x5 Efficienze verso  N MDT hits  del fit a0 (cm)z0 (cm) all fakes all fakes

34 M. Biglietti Standard Model H  4  gg  H  ZZ (*)   m H = 130, 150, 180 GeV/c 2 g g t H Z Z       vs   e pt   vs   e pt combinato Efficienze come attese dall’analisi sui muoni singoli

35 M. Biglietti Ricostruzione della massa della Z con la ricostruzione combinata Z sempre più on mass shell con l’aumentare della massa del bosone di Higgs  Z =2.83 GeV/c 2  Z =2.64 GeV/c 2  Z =2.36 GeV/c 2 m H =130 GeV/c 2 m H =150 GeV/c 2 m H =180 GeV/c 2 Atlas phy TDR (‘99)  Z =2.5 GeV/c 2 Standard Model H  4 

36 M. Biglietti  H =2.14 GeV/c 2  H =1.88 GeV/c 2  H =3.72 GeV/c 2 m H =130 GeV/c 2 m H =150 GeV/c 2  H =2.18 GeV/c 2  H =2.71 GeV/c 2 m H =180 GeV/c 2 Inner detectorMuon Combined Ricostruzione della massa del bosone di Higgs Phy workshop (‘03)  (mH=130GeV/c 2 ) =1.74 GeV/c 2 Phy TDR  (mH=130GeV/c 2 ) =1.6 GeV/c 2 Efficienze Moore/Muid  (mH=130GeV/c 2 ) =63% Phy worhshop(‘03)  (mH=130GeV/c 2 ) =65% Standard Model H  4 

37 M. Biglietti Moore e MuId come algoritmi di Event Filter in High Level Trigger (HLT) Il trigger di ATLAS prevede 3 livelli LVL1 hardware trigger Input 40 MHz, output ~ 75 KHz, latenza 2.5  sec Cerca regioni d’attività interessanti (RoI) nei calorimetri e nello spettrometro a  non combina le informazioni di più sottorivelatori LVL2 software trigger Output ~ 1 KHz, latenza ~ 10 msec L’input sono le RoIs dal primo livello Estrae le caratteristiche delle RoI per mezzo di algoritmi specializzati, ottimizzati per essere veloci EF software trigger Output ~ 100 Hz, latenza ~ 1 sec Input dal LVL1/LVL2, devono prevedere la possibiltà di ricostruire solo nelle RoIs (“seeding”) ed essere in grado di convalidare ipotesi di trigger formate nello stadio precedente. Ha a disposizione l’intero evento, compresi i dati per calibrazione ed allinemento HLT

38 M. Biglietti Moore e MuId sono stati adattati per funzionare nel framework di HLT Due modalità di funzionamento: Wrapped : pieno accesso all’evento, equivalente al funzionamento offline Seeded : ricostruzione a partire dalle RoIs Non essendo ancora a disposizione l’output del LVL2 e del LVL1 endcap, il seeding per Moore/MuId è stato per il momento implementato a partire dalle RoI passate dal LVL1 del barrel MuRecoRoI  (  ) e soglia di pt RoI definita con (  ) = (0.2x0.2) Efficienza rispetto al LVL1 wrappedseeded Moore e MuId come algoritmi di Event Filter in High Level Trigger (HLT)

39 M. Biglietti Moore e MuId come EF: test dei tempi di esecuzione P4 2.4GHz, RAM 1 Gb Seeded mode Approccio conservativo (accesso ai dati incluso) Escludendo il 5% nelle code con alto tempo di esecuzione p T = 8 GeV p T = 50 GeVp T = 300 GeV Muonbox p T = 10 GeV no pileup ~ 2 sec Tmax < 1 sec Time (ms) Time seeded ms average(rms) Time wrapped ms average(rms) Sample GeV/c

40 M. Biglietti Reiezione di  da decadimenti di K/  A bassi pt i decadimenti in volo da K/  sono la sorgente dominante di   gli algoritmi in HLT hanno il compito di ridurre la il rate di tali  process Rate (KHz) 6 GeV threshold Rate(KHz) 20 GeV threshold  /K b 41.1 c W Single  LVL1 rates bb->mu6X per  prompt K-> ,  ->  Analisi ‘’offline’’ Tagli di reiezione  Pt  > 4.3 GeV     ID del  identificato: il kink di decadimento produce un fit nell’ID peggiore     del match : match cattivo tra l’inner detector e le tracce dello spettrometro per un  da un decadimento  | 1./ Pt  – 1./ Pt ID | :  da decadimenti di K/   ha un Pt più basso rispetto al mesone rivelato nell’inner tracker  2 match | 1./ Pt  – 1./ Pt ID |

41 M. Biglietti Curve di vertice Atlas phy TDR (‘99) Reiezione di m da decadimenti di K/ 

42 M. Biglietti Conclusioni All’interno del software di ATLAS sono stati sviluppati dei packages di ricostruzione dei muoni nello spettrometro e di identificazione dei muoni utilizzando l’intero apparato Packages sviluppati sull’onda della transizione verso la nuova organizzazione del software di ATLAS Lo studio delle performances di questi packages sia per muoni singoli che per canali di fisica mostrano risultati rispondenti alle aspettative Sono ancora possibili miglioramenti per il tracciamento, le efficienze per muoni a basso pt, la velocità di esecuzione I packages di ricostruzione sono stati implementati in ambiente HLT come Event Filter Primo package di ATLAS ad essere stato implementato in entrambi gli ambienti offline ed online con modi di funzionamento complementari

43 M. Biglietti Backup slides…

44 M. Biglietti Inner Detector Combinazione di tracciatori a semiconduttore ad alta risoluzione spaziale e di un tracciatore a transizione di radiazione 6.7 m Pixels : 140 milioni,  R  =12  m,  z =60  m Pixels : 140 milioni,  R  =12  m,  z =60  m SCT : strips a semiconduttore,  R  =18  m,  z =580  m SCT : strips a semiconduttore,  R  =18  m,  z =580  m TRT : 140k straw tube,  =170  m 1.15 m

45 M. Biglietti Calorimetri Hadronic Tile E.M. Hadronic LAr End Cap Forward LAr 4.25 m 13 m Calorimetro E.M. piombo – LAr  < X 0 (barrel), 26X 0 (endcap)  E/E=10%/E 1/2 + 1% (E in GeV) Calorimetro adronico ferro + scintillatori (TILES)  < 1.6 Rame + LAr 1.5 <  < 3.2  E/E=50%/E 1/2 + 3% (E in GeV) Calorimetro Forward (LAr) 3.2 <  < 4.9  E/E=100%/E 1/2 + 10% (E in GeV)

46 M. Biglietti Ricerca del bosone di Higgs di Modello Standard : L ~ 2  cm -2 s -1,  Ldt  10 fb -1 Per i 2-3 anni successivi:  Ldt  30 fb -1 Dopo : L ~ cm -2 s -1,  Ldt  100 fb -1 per anno  L dt = 100 fb -1  L dt = 30 fb -1 LEP2 55 55

47 M. Biglietti Software offline in ATLAS Converter Algorithm Event Data Service Persistency Service Data Files Algorithm Transient Event Store Detec. Data Service Persistency Service Data Files Transient Detector Store Message Service JobOptions Service Particle Prop. Service Other Services Histogram Service Persistency Service Data Files Transient Histogram Store Application Manager Converter Necessità di un framework di sviluppo: applicazione generica nella quale gli sviluppatori inseriscono il codice, usando i meccanismi definiti dal framework, insiemi di funzionalità e strumenti, un vocabolario comune ATHENA ATLAS realization of a High Energy and Nuclear physics data analysis Architecture

48 M. Biglietti Ricostruzione offline in ATLAS I packages sono composti da algoritmi di Athena tra di loro indipendenti Gli oggetti transienti sono scambiati attraverso il Transient Data Store Gli algoritmi sono accoppiati solo attraverso gli eventi top Algorithm top Algorithm top Algorithm DataObj Algs 2 Event Algs 1 Algs 3 Gli algoritmi e gli eventi sono posti in packages separati I packages algoritmici dipendono dagli eventi, gli eventi non dipendono dagli algoritmi La descrizione della geometria del rivelatore e la struttura dell’evento sono separati dall’implementazione degli algoritmi di ricostruzione reale apparente TDSTDS

49 M. Biglietti Ricostruzione offline in ATLAS Data flow

50 M. Biglietti Ricostruzione dei muoni: architettura e design Ogni passo è guidato da un algoritmo di athena Oggetti transienti passati via TDS Algoritmi indipendenti, l’unico coupling è dato dagli oggetti transienti Meno dipendenze, codice più mantenibile, modulare, più semplice sviluppare nuovi approcci di ricostruzione

51 M. Biglietti Architettura e Design Oggetti “eventi”

52 M. Biglietti Architettura e Design Common Track e Fitter class per iPatRec,Moore e Muid

53 M. Biglietti Architettura e Design Mdt Digit  Mdt Hit Costruzione dei segmenti degli MDTs Possibile utilizzazione servizi di ATHENA per calibrazioni

54 M. Biglietti Architettura e Design Costruzione della traccia

55 M. Biglietti Architettura e Design Backtracking al vertice Combinazione con l’inner detector

56 M. Biglietti Eventi di supersimmetria R±± +-R±± +- ~ ~~ L’endpoint della distribuzione dei di-muoni misura M(    )-M (    

57 M. Biglietti H8 testbeam Ricostruzione dei segmenti negli MDT (calibrazione da Calib) Disallinamento delle camere 180 GeV beam Barrel sagitta

58 M. Biglietti H8 testbeam  Ricostruzione online con MDT/RPC/TGC  Selezione online  Fascio composto da , , e  Ricostruzione della traccia permessa dalla selezione di eventi con   Filtro testato per due soluzioni  Reiezione degli eventi  Classificazione degli eventi. Tutti gli eventi sono acquisiti.


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