Analisis de la densidad de hits en los FTD

Division de los discos por sectores (petalos)

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The idea is to analyse the hits density in FTD disks dividing them in sections (petals). In principle, Disks 1-3 in 4 sections in phi angle (phi section of 90 degrees or atan(y/x) below 1.57 rad) and Disks 4-7 in 16 sections (phi sections of 22.5 degrees or atan(y/x) below 0.3925, 0.785, 1.1775 and 1.57 rad), similar to IFCA design, but…

….It’s seems better divide the 3 Disk in 16 sections instead of only 4. NOTA: Si, como geometria el tercer disco es mas parecido a los cuatro ultimos que a los dos primeros. En una nueva version del detector habra que añadir un disco pequeñito y seguir con 3+5.

Plots show the x-y positions of hits in Forward Disk, for the whole FTD and for Disk 1 and 4, and their sections:

• En el primer plot, se muestran los hits en el cojunto de discos del FTD, pero ya se aprecia que la mayoría de los hits caen en la zona central correspondiente a los 3 primeros discos.
• El 2ºplot, 3º y 4º corresponden al primer disco, primero entero y luego divido en las 4 secciones (2 a 2)
• El 5º plot y 6º y el 7º y 8º plots corresponden al segundo y tercer disco respectivamente, con sus secciones (2 a 2)
• El 9º al 12º plots corresponden al cuarto disco y sus 16 secciones (2 a 2) , donde ya cambia algo el tamaño del disco y también disminuye el numero de hits que caen.
• Del 13º al 16º plots , corresponden a los discos 5, 6 y 7. El numero de hits ha disminuido bastante.

Estos plots muestran bastante bien de forma visual lo que queremos hacer, se aprecia el diferente tamaño de los discos y de sus correspondientes secciones.… sin embargo, no puedo obtener ningún valor numérico porque hay variables de la ntuple no definidas. Para conseguir tener histogramas del numero de hits por evento necesitaría tener definida la variable EVENT en la ntuple.

Muestras utilizadas

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• Samples of single particles of muons at 1, 10 and 100 GeV^?, reconstructed by Marcel with release v01-06. Las muestras estan en: /mnt/data2/ilcsoft/ilcinstall_prueba/ilcinstall/Samples/reconstructed_tracks/muones/Marcel_reco_v01-06.

• Samples with a great ammount of track: ttbar: from http://ilcsoft.desy.de/loi/6f_bbqqqq_500_ILD_00_REC.list. Hay vienen muchas y en principio no necesitaría todas, sino una de cada tipo de canal por ejemplo: Bbcsdu, bbcssc, bbuddu, bbudsc, ssssbb, uuccbb, ddssbb, ddddbb,… I have put them in fpmac116 machine in the directory: /mnt/data2/ilcsoft/ilcinstall_prueba/ilcinstall/Samples/reconstructed_tracks/ttbar

• Beam Background (provided by Katarzyna Wichmann, link a su ultima presentacion: http://ilcagenda.linearcollider.org/getFile.py/access?contribId=2&resId=0&materialId=slides&confId=3374 ): from lfn:/grid/ilc/mc-2008_2/simulated/ILD_00/pair_bkgs_nominalparams_cms500/pairs_nominal_500GeV_run001.tgz (from 001 to 010). I have put them in fpmac116 machine in the directory: /mnt/data2/ilcsoft/ilcinstall_prueba/ilcinstall/Samples/reconstructed_tracks/fondo_pares

NOTA: El codigo de MyTracking^? esta escrito, hoy por hoy, solo para analizar muestas con "single particle", la ntuple "track" no nos valdria para este analisis. Afortunadamente, la ntuple "hit" si sirve para cualquier tipo de muestra, luego si el analisis se limita a usar esta ntuple podria hacerlo con ttbar y fondo de pares.

Explicacion: getTracksFromMC() es valido solo donde haya una unica particula de interes en el suceso. Para muestras tt-bar NO sirve. El codigo de MyTracking^? NO te servira para determinar eficiencias en muestras que no sean "single particle". En un futuro tendremos que crear una coleccion con nuestras trazas en el fichero de salida LCIO. Afortunadamente, la ntupla de hits se llenara independientemente de si encuentras una particula MC o una traza reconstruida. El metodo fillTransientHitsCollectionFTD simplemente vuelca el contenedor de hits en una n-tupla. Si te limitas a analizar la ntupla hits el codigo - tal y como esta ahora - te vale.

DISCOS COMPLETOS: Numero de hits en porcentaje

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The percentage of hits in each disk can be seen:

• the most of the hits in 1 and 3 disks, more than 55% in the pixels sensors
• the number of hist decrease for the farmost 4 rings

DISCOS COMPLETOS: Numero de Hits por evento

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Para cada muestra de muones y de ttbar, hago el plots del numero de eventos en cada disco (layer=0, 1, 2, 3, 4, 5 y 6) y en un lado del detector (side=0).

• nhits_evt_muones_1GeV_all_disk.jpg:
  

• nhits_evt_ttbar_all_disk.jpg:
  

Para estimar el numero de hits por evento, como cojo el valor medio, me basta con dividir el numero total de entradas (hits) en cada disco por el numero total de eventos en ese disco. También es interesante ver el max nº de hits que hay por event en cada disco, lo que hemos llamado "peak".

Los resultados para las muestras con ttbar, como esperábamos, al ser unas muestras con gran cantidad de trazas, el número de hits es mucho mas que para muones. De este modo, mientras en para muones en el primer disco tenemos de media solo 0.16 hits por cada evento, en los ttbar tenemos hasta 8.6 hits por evento.

Respecto al maximo numero de hits por disco, para los 3 primeros discos en las muestras de muones tenemos entre 3-5 hits simultaneos por disco, mientras que para las muestras ttbar esta cantidad sube hasta 37 hits.

DISCOS COMPLETOS: Densidad de Hits

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Los resultados de la densidad de hits, calculada como nhits/cm2xBX (1 BX=1 event), para las muestras de muones a 1, 10 y 100GeV, son similares a los obtenidos por Marcel http://ific.uv.es/~vos/ilc/ilcFastForward/MachineBackground.html, pero ahora aplicando la nueva geometría del detector (ILD_00), y el nuevo campo magnetico (3.5T), además de usar una versión mas actual del software.

Por otro lado, los valores obtenidos para la densidad de hits para las muestras de ttbar, son 2 órdenes de magnitud mayores, que para los muones.

DISCOS DIVIDIDOS EN 8 SECTIONES O PETALOS

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• Para poder acceder al FTD se hace necesaria una estructura en petalos.
• Interesa que el numero de petalos sea par, y asi poder separar la parte superior de la inferior.
• Para poder comparar unos discos con otros en las mismas condiciones, para empezar, divido cada disco en 8 petalos (ya veremos en el apartado siguiente, que puesto que los sensores estan determinados por el tamaño de la oblea, cada disco en funcion de su area, debera tener un nº diferente de petalos.)

DISCOS EN 8 PETALOS: Numero de Hits por evento

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Para cada muestra de muones y de ttbar, hago el plots del nº de hits en cada uno de los 8 petalos (hit.Phi()>0&&hit.Phi()<1.57/2) en los que divido cada disco (layer=0, 1, 2, 3, 4, 5 y 6), a un lado del detector (side=0).

• plots_nhits_layers_muons_1GeV_8_petalos.jpg:
  

• plots_nhits_layers_ttbar_8_petalos.jpg:
  

Para muones se obtienen muchos 0 y algun 1, mientras que para ttbar, hay mayor cantidad de hits depositados, e incluso de varios hits por evento.

En este caso obtengo el valor medio del nº de hits por evento en cada petalo de disco directamente del mean value del histograma.(*) He comprobado que el valor medio del nº de hits coindice con el que obtengo calculandolo a partir de nº total de entradas (hits) en cada petalo de cada disco dividio por el nº total de eventos en ese disco.

Tambien es interesante ver el max nº de hits que hay por event en un petalo de cada disco. Dicho valor, se ve mejor a partir de los picos de los plots del nº de eventos en 1 petalo de los 8 que hay en cada disco (layer=0, 1, 2, 3, 4, 5 y 6), en un lado del detector (side=0).

• nhits_evt_muones_1GeV_8_petalos.jpg:
  

• nhits_evt_ttbar_8_petalos.jpg:
  

DISCOS EN 8 PETALOS: Densidad de Hits

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Divido el nº de hits por evento en cada petalo del disco por el area total del petalo , y asi obtengo la densidad de hits, calculada como nhits/cm2xBX (1 BX=1 event).

Segmentacion mas adecuada para los discos: DISCOS POR ZONAS

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Tratamos de elegir la segmentacion mas adecuada para los discos del FTD, teniendo en cuenta que los sensores tienen que caber en una oblea de 13.5x13.5 cm^2.

• El disco 1, tiene Rint=39mm, y Rext=164mm, lo que le confiere un area de 797.17 cm2. Un cuarto de disco (1/4), lo que tu llamas un "cuadrante" tendría un area de 199.29 cm2 y con una oblea de 13.5x13.5 cm^2 podemos abarcar como mucho: 182.25cm2, por lo que en el disco 1, nos harian falta no 4, sino 5 petalos como minimo, y como queremos que sea un numero par, mejor pondremos 6, o incluso subir hasta 8 petalos.
• Para el disco 2, tenemos una situación similar al disco anterior, es decir, conviene poner entre 6 y 8 petalos.
• Para el disco 3, la situación se complica, pues al tener un Rext mucho mayor (308mm) nos da un area mucho mas grande: 644.906cm2, que para abarcarla se llegan a necesitar hasta 18.2 porciones de 13.5x13.5 cm^2, por lo que se requerirían minimo 20 petalos.
• Para el disco 4, el area de 2683,58cm2, puede ser abarcada con 14,7 veces el area de 13.5x13.5 cm^2, por lo que queda bien poner 16 petalos.
• Para los discos 5 y 6, se puede seguir usando 16 petalos para ser homogéneos con el disco 4, o bien reducirlo a 14 petalos.
• Para el disco 7, de nuevo, podemos usar 16 petalos para mantener la homogeneidad, aunque bastarían 12 petalos para poder abarcar todo el area del disco con sensores.

En resumen, y dejándolo por simetría en múltiplos de 4, yo pondría:

• Discos 1 y 2: 8 petalos
• Disco 3: 20 petalos
• Discos 4, 5, 6 y 7: 16 petalos.

DISCOS POR ZONAS: Numero de Hits por evento

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Para cada muestra de muones y de ttbar, hago el plots del nº de hits en cada uno de los 8, 20 o 16 petalos los que divido los discos (layer=0, 1, 2, 3, 4, 5 y 6), a un lado del detector (side=0) y obtengo el valor medio del nº de hits por evento en cada petalo de disco directamente del mean value del histograma.(*) He comprobado que el valor medio del nº de hits coindice con el que obtengo calculandolo a partir de nº total de entradas (hits) en cada petalo de cada disco dividio por el nº total de eventos en ese disco.

Tambien es interesante ver el max nº de hits que hay por event en un petalo de cada disco.

DISCOS POR ZONAS: Densidad de Hits

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Influencia del fondo de pares

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