1 CARACTERIZACION DE LAS CAMARAS DE TUBOS DE DERIVA EN CMS JAVIER SANTAOLALLA CAMINO 5 Mayo 2009 CIEMAT.

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1 1 CARACTERIZACION DE LAS CAMARAS DE TUBOS DE DERIVA EN CMS JAVIER SANTAOLALLA CAMINO 5 Mayo 2009 CIEMAT

2 2 INDICE INTRODUCCIÓN CALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva) CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción) CONCLUSIONES

3 3 INTRODUCCION Datos de CRAFT # run # cosmicos

4 4 INDICE INTRODUCCIÓN CALIBRACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva) CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción) CONCLUSIONES

5 5 VELOCIDAD DE DERIVA Dependencia de la velocidad con el gas empleado y el campo eléctrico aplicado. Uso de la técnica Meantimer: D = 21000 µm para celdas en CMS Distribución de tiempos (Tmax) Rueda: -2 Sector: 4 Rueda: -2 Sector: 4 Para cósmicos: debido a la incertidumbre en la llegada del muón  correccion t0 ev-by-ev.

6 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) — Todas — MB1 — MB2 — MB3 W-2W-1W0W1W2 Vd SLΦ1 MB2 Sin corrección t0 ev Con corrección t0 ev — run 70147 — run 70170 — run 70675

7 7 VELOCIDAD DE DERIVA Angulo de incidencia del muon Hay un aparente aumento 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 en 2003. CMS Week, 9 Dec 08

8 8 VELOCIDAD DE DERIVA — r57553 — r57539 — r57498 ~ 1.5 % ~ 3 % CRUZET 4TESTBEAM 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 9 VELOCIDAD DE DERIVA Distancia al Front-End Read-Out µ´µ´ ~ 2.5 m Variaciones ~ 1% observables µ Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores: Angulo de incidencia Campo magnético Distancia al FE

10 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 z Posición Local (cm) -100 -50 0 50 100 FE

11 11 VELOCIDAD DE DERIVA Distancia al FE YB-2 Sector 4 Posición Local (cm) Velocidad de deriva (microns/ns) FE HV — MB1 — MB2 — MB3 Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores: Angulo de incidencia Campo magnético Distancia al FE

12 12 VELOCIDAD DE DERIVA Distancia al Front-End YB-2 Sector 4 Posición Local (cm) Vd ( µm /ns) FE HV Relación 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 FE S4 V senal hilo (cm/ns)

13 13 VELOCIDAD DE DERIVA Distancia al hilo S4 Velocidad hilo (cm/ns) — MB1 — MB2 — MB3 Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores: Angulo de incidencia Campo magnetico Distancia al FE

14 14 VELOCIDAD DE DERIVA Campo magnético Hay una aparente disminución de vd con el campo magnético 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 15 VELOCIDAD DE DERIVA Campo magnético Posición Local (cm) Drift velocity variation (%) CRAFT DATA Angulo de incidencia Campo magnético Distancia al FE B = 3.8T Comportamiento de la velocidad de deriva con otros factores:

16 16 VELOCIDAD DE DERIVA YB-2 Sector 4 Velocidad de deriva ( 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 magnético máximo en la cámara

17 17 INDICE INTRODUCCIÓN CALIBRACIÒN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (velocidad de deriva) CARACTERIZACIÓN DE LAS CÁMARAS DE TUBOS DE DERIVA (eficiencia de reconstrucción) CONCLUSIONES

18 18 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 θ Cámara DT

19 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 θ Cámara DT Eficiencia en θ Eficiencia en Φ Combinada

20 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 TRIGGER µ 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 21 Extrapolación usando la traza StandAlone y propagando a la cámara estudiada. Extrapolación usando mínimos cuadrados ponderados con la incertidumbre debida al 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 x x x x x x x x 0 T3.8 T Selección de la muestra Extrapolación PROCEDIMIENTO

22 22 Extrapolacion usando la traza StandAlone y propagando a la camara estudiada. Extrapolación usando mínimos cuadrados ponderados con la incertidumbre debida al scattering en el hierro Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda. INNER OUTER x x x x x x x x 0 T3.8 T Selección de la muestra Extrapolación r-Φ plane ● MB1 ● MB2 ● MB3 ● MB4 Extrapolation error (cm) 0 T PROCEDIMIENTO EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

23 23 Extrapolacion usando la traza StandAlone y propagando a la camara estudiada. Extrapolación usando mínimos cuadrados ponderados con la incertidumbre debida al scattering en el hierro Testeamos cada cámara de CMS con la información de las otras cámaras en el mismo sector y rueda. INNER OUTER x x x x x x x x 0 T3.8 T Selección 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 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 25 Optimización de los cortes. Bordes de las cámaras X local (cm) z local (cm) Efficiency (%) Eficiencia vs Posición en la est. W-1 S4 MB1 CORTES X local (cm) Z local (cm) Posición de las ineficiencias EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg

26 26 Optimización de los cortes. Bordes de las cámaras X local (cm) z local (cm) Efficiency (%) Eficiencia vs Posición en la est. W-1 S4 MB1 CORTES X local (cm) Z local (cm) Posición de las ineficiencias EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg SOLUCION

27 27 Optimización de los cortes. Número de hits Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) Necesario para asegurar la buena extrapolación Eficiencia #hits MB1MB2 MB3MB4 Corte CORTES EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg # Hits en Φ > 12 # Hits en θ > 4 SOLUCION Hits STA

28 28 Optimización de los cortes Momento incidente Pt (GeV/c) Extrap error (cm) Xreco – Xextrap (cm) Peor extrapolación para muones de bajo momento EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg Número de hits (#hits Φ >12, #hits θ > 4) Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES

29 29 Optimización de los cortes. Sector Momentum (GeV/c) MB3 ● MB1 ● MB2 ● MB3 ● MB4 Pt (GeV/c) S4 S10 Momento más bajo en los sectores inf. EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg Momento incidente Número de hits (#hits Φ >12, #hits θ > 4) Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES

30 30 Optimización de los cortes Pt (GeV/c) Eficiencia Error extrap (cm) Pt (GeV/c) Peor extrapolación para muones de bajo momento Mayor ineficiencia EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION DE 4DSeg Momento incidente Número de hits (#hits Φ >12, #hits θ > 4) Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES SOLUCION Error de extrap > 1,5 cm

31 31 99.6 ± 0.5 99.7 ± 0.399.2 ± 0.9 99.9 ± 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 las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES

32 32 EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION EN θ 97.4 ± 1.4 96.5 ± 1.2 96.6 ± 1.4 MB1 MB2 MB3 Error extrap. (Error < 1.5 cm) Número de hits (#hits Φ >12, #hits θ > 4) Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES

33 33 EFICIENCIA EN RECONSTRUCCION (combinada) 98.7 ± 1.3 99.2 ± 0.9 97.9 ± 1.1 98.6 ± 1.1 MB1 MB2 MB3 MB4 Error extrap. (Error < 1.5 cm) Número de hits (#hits Φ >12, #hits θ > 4) Bordes de las Cámaras (Def. volumen fiducial) CORTES

34 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 35 Backup