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Athena と G4 を用いたアトラスシリコン検出器シミュレーション

高嶋隆一 A　内藤大輔 B　中村浩二 C 　田中礼三郎 B　近藤敬比古 D　原和彦 C 　上田郁夫 E

京都教育大 A 、岡山大 B 、筑波大 C 、 KEK D 、東大 E

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Barrel 3 Module Mounting at Oxford Univ.

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SCT Modules on Barrel 3 Cylinderhttp://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~viehhaus

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G4 FullSimulation の必要性• 実験開始前に、実際の測定器の擬似データが生成で

きる• SCT ではモジュールは十分精密だが、シリンダーに

乗せるときに 100 ミクロン以下の Missalignment が避けられない– スペースポイントを単独で得ることが可能– アラインメントのための基礎データの作成– B-tag の Efficiency, Purity の向上に必要、 SUSY の物理に影響

• 物質量を精確に評価することで、 W 質量などの精密測定に寄与できる

• DC2 で Digit のプロダクションはできた– Event Summary Data, Analysis Object Data はまだ

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ATHENA とは• ATLASの解析フレームワーク• Simulation Package AtlasG4SimのSetup, run

-login to icepp-lxatl and get kerberos ticket- mkdir AtlasG4Sim;cd AtlasG4Sim- mkdir v9.0.3; cd v9.0.3; cp typical-requirements ./- cp some-cmt.sh ./; . cmt.sh; cmt config; . setup.sh- cmt co Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim- cd Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim/AtlasG4Sim-*/cmt- cmt config- cmt broadcast cmt config- source setup.sh - cmt broadcast gmake -cd ../run ; athena.py AtlasG4Sim/jobOptions.AtlasGeoG4Sim.py

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Athena と G4• G4Svs Package で Athena 内で G4 が動くようになっ

た• G4SimAlgs Package で FADS/goofy の機能が使えるよ

うになった（ FADS ： Framework of Atlas Detector Simulation, goofy:G4 OO FollY)

• G3 で作った MySQL DB を使って FADS に似たコードで Athena の Geometry 作成– G3 と同じになるように Material 追加– 詳細なモデルを作成して、簡易モデルと輻射長を比較

• GeoModel による測定器記述の導入– GeoModel を使った詳細なモデルの作成

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デザイン

GEANT4 詳細ジオメトリー

GEANT4 簡易ジオメトリー

詳細ジオメトリー & 物質のテーブル作成

Using Geant4 FADS/goofy

Web page for this work can be seen athttp://atlas.kek.jp/si-soft/geometry.html

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Naming of Volumes for SCT Barrel Module

SCTBBottomChip1,----,6

SCTBBottomCarbobCarbon

SCTBTopChip1,----,6

SCTBTopPitchAdaptor

SCTBTopCopperPolyimide

SCTBTopSensorPair

SCTBHybridConnector

SCTBBaseboard1,2,3,4,5

SCTBTopCoolendFacing

SCTBBottomSensorPair

- Attach header SCTB for all volumes.- As close as hardware names. - Easy to guess the objects.

Naming rules

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Drawings for Volume Definition

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放射長および質量の計算結果Detail Geometry 平均

10.2%RadlenNon-Detail Geometry

平均9.4%Radlen

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GeoModel とは• CDF で利用されている測定器記述のコアソフトウエ

ア• Physical Volume の上に Physical Volume をのせる構

造。測定器のミスアラインメントを直接ジオメトリーにいれる

• Geo2G4 Package で G4 ジオメトリーが作成される• GeoFullPhysVol には Absolute 座標を与える機能があ

る• シミュレーション、 Reconstruction で利用できる

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• 詳細ジオメトリーのモジュールを練習で作成Hepvis Event Viewer

重量、物体名を表示

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CTB の目的個々の検出器の tuning

Inner Detector Alignment ,tracking ,efficiency…

Calorimeter Energy sharing ,Linearity ,resolution,e/h …

Combined performanceTrigger DAQ DCS Combined reconstruction ID+Calos+MuonsMuon id ,/ separation, e/ separation

Simulator tuningGeometry check Condition Data Base

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ly0 ly1 ly2 ly3

phi0

phi1

link0

link1

CTB SetupSCT Data Flow : 9th Oct – 12th Nov

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40m rad

Space Point の求め方 (Barrel module)

Read Out の方法

Position Resolution Y axis : 16 mZ axis : 408 m

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Run type• Run Number 2102353 (Combined run ID+Calos+Muon)• Number of Events 53K • Beam type 100GeV +• No Magnetic field run• Geometry (only Inner Detector)

pixel SCT TRT

Magnet

[mm]

139

364

330

1042

175

X=0

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SCT に関する解析 (1)Hit Map & Front View

ly0 ly1 ly2 ly3

phi0

phi1

link0

link1

　ly0→

　ly1→

　ly2→

　ly3→

　 ly0

　 ly2 　 ly3

　 ly1

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Alignment 前Alignment 後 Alignment 前Alignment 後X 軸 v.s. Y 軸 X 軸 v.s. Z 軸

Error Bar : readout_pitch/√ １2

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Alignment 前 Alignment 後Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

RMS=19.8m

RMS=25.2m

RMS=618m

RMS=868m

RMS=601m

RMS=805m

RMS=17.8m

RMS=27.1m

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Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

Z 軸 : ly0

RMS=19.8m

RMS=25.2m

RMS=618m

RMS=868m

RMS=601m

RMS=805m

RMS=17.8m

RMS=27.1m

Y 軸 : ly0 Y 軸 : ly1

Y 軸 : ly3Y 軸 : ly2

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

RMS=15.7m

RMS=21.2m

RMS=509m

RMS=731m

RMS=510m

RMS=737m

RMS=15.2m

RMS=22.1m

Z 軸 : ly0 Z 軸 : ly0

DATA Simulation

4 点 Single hit Residual 分布

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DATA Simulation residual cut v.s. efficiency

Cut ~5

97.2%

Cut ~5

96.9%

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CTB まとめCTB data に関して

Ly2 phi1 の module 以外の module は正常に動いていたと考えられる。SCT 内部の Alignment を行った。Ly1 の efficiency を見積もったが、 97.2% は、 threshold 　

1fc で、 99% という要求より悪い。masked channel の影響 Now OK!

CTB Simulation との比較Residual の RMS を比較すると Simulation は、 Data より分解能がよい。Efficiency は、 96.9% と Data を再現しているように見えるが、

masked channel を含まないので、理解できていない。 Now OK!

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今後の予定• 物質量の調査のため Oxford,RAL 訪問• アラインメントに貢献できるか調査す

る• DC3 にむけ物質量、ジオメトリーの再

チェック• GeoModel で詳細ジオメトリーと簡易

ジオメトリーの比較を行う