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1 Reconstruction combinée des muons dans ATLAS Samira Hassani DAPNIA / SPP 1)Combinaison des traces 2)Identification des muons de bas Pt 3)Performances.

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1 1 Reconstruction combinée des muons dans ATLAS Samira Hassani DAPNIA / SPP 1)Combinaison des traces 2)Identification des muons de bas Pt 3)Performances et résultats

2 2 Reconstruction des muons CSC MDT RPC TGC En traversant le détecteur Atlas, un muon est détecté dans : 2 systèmes de reconstruction de traces avec une grande précision : le trajectographe interne et le spectromètre à muons Les calorimètres Les trois systèmes fournissent des signaux pouvant servir à la mesure ou à lidentification Syst performant à grand p T E perdue dans le Calo> 3GeV ID performant pour les bas p T Champ SolénoïdalChamp toroïdal inhomogène B B

3 3 Combinaison des traces Trace Système Trace ID E perdue dans le Calo + + Identification des de bas p T Segments Trace ID Quest ce quon peut combiner ? Aspects importants : alignement Système / ID, Précision de mesure de E perdue dans les calorimètres Echelle dénergie du ID et du Système +

4 27/03/2006Samira Hassani4 La combinaison des mesures effectuées dans le système à muons avec celles du trajectographe interne : - améliore la résolution sur le momentum dans lintervalle 20 GeV


5 27/03/2006Samira Hassani5 STACO : Propagation de la trace au périgée La trace est reconstruite dans le ID par des algorithmes dédiés au périgée La trace reconstruite dans le Système à muons est retro-propagée vers le faisceau Les effets des diffusions multiples et des fluctuations de lénergie perdue dans les calorimètres sont pris en compte dans la propagation de la matrice de covariance La combinaison des traces est acceptée si le 2 global est inférieur à une certaine valeur maximale

6 6 mean=20.3 ± 0.6 σ = 43.7 ± 0.7 Impact Parameter at Perigee (mm) Extrapolation des traces des chambres à muons au périgée sur une distance de 40 m marche La corrélation entre la coordonnée Z de la trace retro-propagée au perigée et celle du ID au périgée montre que la pente est égale à 1 Propagation de la trace au périgée dans le Combined Test Beam Offset = 0.31 ± 0.68 Slope = 1.02 ± 0.06 Z (ID) mm Z (MS) mm

7 7 Résultats de STACO p T (GeV) (% ) Single Muon (DC1) (DC3) Z 2 (DC3) STACO améliore la résolution sur le momentum dans lintervalle 20 GeV

8 8 Identification des muons de bas Pt Lefficacité de reconstruction et de combinaison décroît très rapidement à bas pT La reconstruction précise des muons de bas pT dans un champ magnétique très inhomogène est délicate Beaucoup de muons sortent des calorimètres avec une très faible énergie et ne peuvent pas atteindre les stations « medium » ou « outer », ou ne sortent pas du tout p T (GeV)

9 9 MuTag est un nouvel algorithme qui a été développé en Juillet 2005 Principe de la méthode : – Commencer à partir des traces ID reconstruite au périgée –Extrapoler ces traces aux segments reconstruites dans les stations internes (BIx, EIx) ( les segments sont des quantité reconstruite et non seulement une collection de hits) –Essayer dassocier les traces ID avec des segments qui nont pas déjà été assosiés à une trace combinée – Appliquer des coupures supplémentaires sur la qualité des segments Stations Internes MuTag : Identification des muons de bas Pt

10 10 Association en : ID - Segment Une simple extrapolation est utilisée MS predicted = ID + f( ID )/ pT.pT |η| < <|η| < 2 absence de la seconde coordonnée dans les stations internes une faible contrainte dans lassociation des segments aux traces ID Présence des TGC => 2nd coordonnée dans les stations internes 70 mrad 14 mrad

11 27/03/2006Samira Hassani11 Association : ID - Segment 1.2 <|η| < 2|η| < 1.2.p (mrad.GeV) à pT = 5 GeV Une extrapolation simple : extrapolé = ID La trace est tagguée si : | MS predicted - MS |/ <3 et | MS Predicted - MS |/ <3

12 12 Lumi05.sf01 Single μ (PT = 11 GeV) Rejection de MuTag Une rejection > 930 est obtenue dans un environnement de bruit

13 13 Performances de MuTag MuTag améliore lefficacité didentification jusquà 96% dans lintervalle 5 < pT < 1000 GeV (MuTag nest pas restreint au bas pT uniquement) Lefficacité de MuTag est complémentaire à celle de STACO MuTag comble le déficit defficacité dans le barrel mais il reste encore un trou à η~1.3 Lumi00.sf00 samples Efficiency 11 GeV9 GeV 7 GeV 5 GeV MuTag Muonboy STACO pT(GeV)

14 14 Extrapolation aux chambres Medium Le déficit en efficacité à η~1.3 est dû à labsence des chambres EEL et à la non-couverture totale en φ des EIL Lextrapolation des traces ID aux chambres medium permet de combler le trou à η ~1.3 Mais, il reste à estimer les fausses traces. Eventuellement, on peut utiliser linformation de lénergie déposée dans les tuiles pour réduire les traces fantômes EOL EML EEL EIL =1.3 =1 Avant extrapolationAprès extrapolation

15 15 StacoCombinedMuon STACO(ID+MS) MS pour 2.5< <2.7 StacoCombinedMuonLowPt MuTag tracks (| η | <2.5) MboyCombinedMuon Reconstruction Standalone AOD Enlever les intersections Quelques mots de software STACO / MuTag sont complètement intégrés dans le software dATLAS STACO / MuTag utilisent en entrées les common tracking tool et produisent des ESD en sortie Tag Muonboy / STACO/ MuTag sont actuellement dans le Tag par défaut jusquà nouvel ordre

16 16 Les autres algorithmes Muid/MuidLowPt Muid : fit global de la trace du muons en utilisant les hits mesurés séparément par les deux sous-détecteurs ID et Système à muons lors de la reconstruction standalone MuidLowPt : les traces sont extrapolées aux chambres du Système à muons (MDT,RPC,CSC), et leurs hits sont associés à la trace ID selon leurs proximité en et Comparaison entre STACO/Muid et MuTag /MuidLowPt Exemple: lanalyse Higgs->4 μ STACO est 10% plus efficace que Muid (2.2% par muon) La fraction de fake muons : MuTag (0.9%) et MuidLowPt (5.6%) STACO est decalé de ~0.5 GeV par rapport à la masse simulée alors que MuId est OK. Ceci est dû à la parémétrisation de lénergie perdue dans le calo. On travaille pour résoudre ce problème.

17 27/03/2006Samira Hassani17 Conclusion STACO et MuTag marchent très bien et donnent les meilleures performances dans les différentes analyses La procédure de rétro-propagation a été testée avec succès avec les données du test beam Lutilisation de lénergie mesurée dans les calorimètres est en cours de développement Nos algorithmes seront testées et affinées en vue des conditions réalistes du démarrage du LHC


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