PHENIX muon tracker no tracking algorithm no rikai
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Transcript of PHENIX muon tracker no tracking algorithm no rikai
PHENIX muon tracker notracking algorithm no rikai
kentaro watanabe
Muon Tracking System
phnx_zSouth: 〜 St1 ( 1.800m ) 〜 St2 ( 3.000m ) 〜St1 ( 4.600m )North: 〜 St1 ( 1.800m ) 〜 St2 ( 3.470m ) 〜St1 ( 6.125m )
At North Arm, the position of octant and half octant
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
Muon Magnet によってできる磁場の向きは動径 (radial) 方向を向いているため ( 図 ) 、粒子は 円周 (azimuthal) 方向に曲げられる。よって、この方向に良い位置分解能を持つように設計されている。
図に示すように、 1 つのギャップを構成する cathode 面は、 1 つは動径方向に張られている (non-stereo plane と呼ぶ ) が、もう 1 つは動径方向から少し角度をつけて張ってある (stereo plane と呼ぶ ) 。これに よって 2 次元座標が得られるようになっている。更に、 stereo plane の角度は各ギャップによって変化をつけてあり ( 傾きの具体的な値については表参照 ) 、多重度の高いイベントにおける不定性を減らしている。 100μmの位置分解能は non-stereo plane に対する要求であり、 stereo plane のストリップの角度は各 ギャップによって異なるため、位置分解能は 300 μm である。
cluster の Mathieson Fit
カソードストリップに誘起される電荷は 1 ヒットに対して通常 2~3 ストリップに広がっている。これを Mathieson Fit([12] 参照 ) することで正確な粒子の通過位置情報を得ることが出来、この方法で 100 μm の位置分解能が得られることはテストベンチにおいて確認されている 3 。このとき重要になるのが、電荷が 誘起された strip の中で最も多く電荷が誘起された strip ( ピークストリップ ) に対するノイズレベルである。 これが 1 % 以下でなければ 100 μm の位置分解能を得ることが出来ない [11] 。誘起される電荷の典型的な 値は 100 fC であるため、ノイズは 1 fC 以下である必要があるらしい
hit
cluster
coord
stub
Track
Track Fit
TMutHitTMutClusTMutCoordTMutStubTMutGapCoordTMuTrkTMuTrkResTMutTrkPar
radia
l azimuthal azimuth
al ra
dial
Sagitta analysis on the Zero field run
motivation
θ
sagitta_x
sagitta_y
sagitta_w
sagitta_r
track point
extarnal point
external point error
track_z[0] track_z[1] track_z[2]
track_x[0]
track_x[1]
external_x
track_x[2]
Sagitta analysis on the Zero field run
tracking parameter study
parameter study
Entries
Run9 March Zero field run track entries par half octant @South arm March
half octant = 1half octant = 2
South Octant 7-h1 is little extremely!!
track distribution phnx X:Y satation 1
track distribution phnx X:Y satation 2
track distribution phnx X:Y satation 3
South Octant 7-h1 is little extremely!! that reason is here. And octant 3’s out side acceptance is dead. It is important information.
Run9 March Zero field run track entries par half octant @North arm March
North Octant 2-h1,2 is little extremely!!
half octant = 1half octant = 2
track distribution phnx X:Y satation 1
track distribution phnx X:Y satation 2
track distribution phnx X:Y satation 3
Nouth Oct 0 half 1
track_half_octant==0track_half_octant==1
track_half_octant==0track_half_octant==1
Run9 march Run9 may
parameter study
Muon ID hit
衝突点で発生した粒子はまず NeosCone( 銅 ) と Central Magnet( 鉄 ) を通る。これらの吸収材による反応 長は 5 程度でこの時点でハドロンの数は 1/100 になる。また、 5 層の MuID には 1 層ごとに鉄が挟まっ ており、 μ 粒子が MuID の 5 層目まで到達するには 2.5GeV/C の運動量が必要となる。 (← ハドロン吸収材を Run11から導入したから変わった? )
2.5GeV/c
← first layer 0 origin
parameter study
vertex position
# TMutTrkPar *trk_par_vtx = mut_trk → get_trk_par_vtx( );
float vtx_x; → TMutTrkPar*trk_par_vtx.get_x();
arm 0 (South)
arm 1 (North)
float vtx_y; → TMutTrkPar*trk_par_vtx.get_y(); arm 0 (South)
arm 1 (Nouth)
float vtx_z; → TMutTrkPar*trk_par_vtx.get_z();
arm 0 (South)
arm 1 (North)
parameter study
clstr size
ハイ!!犯人は south arm station3 gap1 octant 2,3,5 っす!!Conclusion !! cluster size 16 strange peak from South Arm Station2 , octant5 ,gap0.South Arm Station3 , octant2 , 3 , 5 ,gap1.
parameter study2 cluster size
parameter study
sagitta_s3_w
sagitta distribution
south
sagitta distribution
North
Sagitta analysis on the Zero field run
sagitta error study
多重散乱 ( multiple scattering )
• 多重散乱による平均散乱角
物質中で粒子は原子核のクーロン場によって多数回の散乱を受ける。
• 散乱微分断面積 ( ラザフォード公式 )
・放射長荷電粒子が制動放射などをして減速する際、エネルギーが 1/e ( e は自然対数の底)に減少するまでに通過する平均距離。
collision
external point
stub point st3
sagittastub point st2
stub point st1
stub point st3
external point
つまり、この間での多重散乱の効果を考慮すればよい。
この間での多重散乱の効果はsagitta に影響しない。
station3 での sagitta を考慮する際の multiple scattering の効果
Station2 での放射長は元々のデザイン状は 0.1% であるが、その後ノイズ対策のためチェンバー表面にアルミホイルを 貼っている。この追加により現在ではトータルの放射長は 0.2% となっている。従って多重散乱によるト ラック分布の広がりは
station3 での sagitta を考慮する際の multiple scattering の効果
station2 内での散乱
と求まる。 North と South arm では station2-3 間の距離が違うので、この角度の広がりを元にそれぞれ Station-3 へ投影した場合の分布の広がりをそれぞれ計算しその結果を以下のテーブルに示す
更に今回は station2-3 間での多重散乱を考慮する。 next
空気の放射長は 37g cm−2 である。従って√ x/X0 を各 station 毎に計算すると
North
South
Sagitta analysis on the Zero field run
fitting study
fitting study
従来は sagitta に対して2 gausiam で fit を行っていたが、どうも fit が上手く決まらないという問題があった。そこで今回は 2gaus の他に gaus+pol2 と2gaus+pol2 の二つを新たに試した。
以下にその結果を示す。
2gausiam
gausiam + pol2
2gausiam + pol2
総じて
south octant8 half2
south octant3 half2
south octant1 half2
sample of high improvement
south octant8 half2
south octant3 half2
south octant1 half2
what is the compositiongaus + gaus + pol2
sample: south octant8 half2
1
2
3
4
5
6
7
8
Run9 South March mean position direction ?
1
2
3
4
5
6
7
8
Run9 North March mean position direction ?
Sagitta analysis on the Zero field run
compere OASys parameter
IKEDA san の Run9 Zero field Run analysis に対して segment の不足分を補った事による各 half octant の number of track の増加量 (March)
※octant ID numberoctant 1.0 = octant1 half oct 1octant 1.5 = octant1 half oct 2South Run9 March
平均して各 half octant 当たり 2.9 倍、統計量にして 30,000 event 増えた。
ID Δincreace increace
1.0 418132.86523620
5
1.5 328462.88672525
7
2.0 288612.85828343
3
2.5 352562.91838067
3
3.0 365042.90134902
9
3.5 303182.88462733
9
4.0 271992.86217992
6
4.5 172672.82102931
9
5.0 152232.86670754
1
5.5 311762.91041117
7
6.0 336152.89103285
3
6.5 322982.93691154
4
7.0 7541 2.89139704
7.5 356282.92261615
7
8.0 288112.89371631
4
8.5 406952.93527677
4
ID Δincreace increace
1 335222.85419547
5
1.5 498172.87373528
4
2 217442.80553018
4
2.5 72562.56076575
6
3 411192.86913041
5
3.5 481022.88435773
9
4 453672.86941651
6
4.5 381102.85332879
4
5 368522.84435213
5
5.5 46318 2.8768944
6 429252.85750140
6
6.5 325562.87772522
8
7 228362.79726113
6
7.5 438452.85941475
8
8 204672.76045071
4
8.5 27282 2.86085533
North Run9 March平均して各 half octant 当たり 2.8 倍、統計量にして 35,000 event 増えた。
ID Δincreace increace
1 73394.3058558
56
1.5 62074.2616920
65
2 55244.0152838
43
2.5 64804.2826747
72
3 58144.1342318
06
3.5 48384.2361204
01
4 52044.1926380
37
4.5 38574.2965811
97
5 37014.2694346
29
5.5 56894.2232294
62
6 62804.3672922
25
6.5 63764.0261034
65
7 15274.1945606
69
7.5 60064.2134831
46
8 54544.3054545
45
8.5 71944.3152073
73
South Run9 May平均して各 half octant 当たり 4.2 倍、統計量にして 5,500 event 増えた。
South Run9 May平均して各 half octant 当たり 4.2 倍、統計量にして 8,000 event 増えた。
ID Δincreace increace
1 77564.15669515
7
1.5 109004.21439103
5
2 98914.31024096
4
2.5 75184.19371282
9
3 64474.11148648
6
3.5 92924.28571428
6
4 9522 4.174
4.5 7389 4.20703125
5 49444.06699751
9
5.5 88704.30230826
5
6 7599 4.27967199
6.5 61224.22890295
4
7 76594.35039370
1
7.5 8895 4.19045911
8 78724.23551171
4
8.5 68084.14748035
1
統計量が増えた事で、どのような変化が生じたか?sample is Run9 March South octant 0 half oct 0
entries 22417Rchis 2.051st gaus ------mean -0.149[cm]mean_er ±0.0021[cm]sigma 0.19[cm]
entries 64230Rchis 1.411st gaus ------mean -0.123[cm]mean_er ±0.00148[cm]sigma 0.14[cm]
improvement parameters
当然ながら統計が増えた事で中心値決定精度は向上した、特に North arm に関しては ±50μm のオーダーに大分が入ったので、これは嬉しい情報である。
increase event from ex-analysis
South Run9 March to May North Run9 March to May
arm Δnew(μm) Δold(μm)Δnew_er(μ
m) Δold_er(μm)
south
-47.348.42 40.1808561
428.22
122.44-0.76 48.4288271
643.11
-62.8285.63 36.3362147
230.55
-42.59-1.31 31.4960711
825.05
35.95-21.86 36.3154732
927.72
-86.9725.04 44.6185813
338.28
-10.791.86 35.3249175
529.73
-18.8284.45 47.9174425
441.18
-146.8153.67 47.4677121
840.13
37.55-27.76 36.5976665
928.83
-101.7660.08 35.4522354
727.08
-120.3570.13 34.0431784
728.02
-40700.0652.74 2093.59249
8180.05
-46.21-9.78 36.2880214
430.28
79.1580.17 54.5059116
148.92
19.45-24.12 32.2463176
226.73
arm Δnew(μm) Δold(μm)Δnew_er(μ
m) Δold_er(μm)
north
-613.9-
405.970001126.686086
483.880806
-224.09-
122.79000167.7352493
238.240917
-373.82-
449.81005967.1958406
547.701385
-914.84-
833.070007126.726468
4128.672318
-60.5647.320068 64.7252238
346.013233
852.73786.059937 50.3364380
938.276806
611.14677.039978 87.8003695
956.988846
-33.09-22.790009 83.6069434
953.00568
49.53-57.690002 107.648547
155.626732
-110.98-
145.17999362.0353133
342.933235
-181.12-
142.14990257.6203132
638.616051
-82.879.410034 72.3118807
749.383503
-333.6-
816.820068301.115149
150.597313
-656.72-
565.63000563.7841524
244.862495
-746.67-
739.699951 70.190247955.14566
-294.09-
311.85998572.0976095
350.915405
ここまで• segment を全て使う事で統計量が増えてい
る事はすでに知っていた。その増加したイベントは特定の octant に偏らない事を確認した。
• これよりは全ての segment を用いたデータを解析に用いる。