Stato dei Physics objects: e/g
N. De Filippis
Università di Bari e INFN
Sommario:
• Algoritmi di HLT
• Tool disponibili in ORCA
• Tool in sviluppo e problemi
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
1
Stato dei Physics objects: e/g
La ricostruzione di elettroni e fotoni è basata su:
• Level-1: il GCT fornisce 4 oggetti calorimetrici isolati e non
• Level-2.0: ricostruzione di uno o più cluster in ECAL;
• Level-2.5: matching degli hits nei rivelatori pixel;
• Level-3.0: ricostruzione di una traccia di particella carica in
tutto il tracker a partire dagli hit nei pixel
I tool sviluppati sono ottimizzati per discriminare il segnale
dal fondo e minimizzare il tempo di CPU.
Input dal
L1-GCT
bassa lum.
(16KHz)
alta lum.
(33KHz)
Soglia su pt/Et(GeV)
Rate (KHz)
e/g isolato
29
3.3
Di-elettrone/di-fotone
17
1.3
e/g isolato
34
6.5
Di-elettrone/di-fotone
19
3.3
L1 Trigger (e/emax=95%)
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
2
L2.0-Algoritmi di clustering: e/g
Level-2.0: ricostruzione nel calorimetro. e.m.
in una regione specificata dal L1
nel barrel: cristalli di PbWO4
negli endcap: rivelatore di preshower ~3X0
cioè:
1. clustering dei depositi di energia
• algoritmo “Island”:
•
•
cristalli seed con energia al di sopra di una soglia
•
cristalli adiacenti in f e h aggiunti al cluster se sopra una certa soglia
•
per gli elettroni che fanno bremsstrahlung nel materiale tra il punto
di interazione ed ECAL (0.57 X0) e per il campo magnetico 
“spray” di energia in ECAL con spread in direzione f 
supercluster formato da più cluster lungo f  si cerca il cluster più
energetico e si associano ad esso i cluster più vicini in h ma in
un’ampia finestra di f
algoritmo “Hybrid”:
•
adatto per cascate singole da elettroni isolati di alta energia (con
pt>10GeV/c) o fotoni non convertiti
•
somma l’energia di fissati array di cristalli per una migliore
risoluzione
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
3
L2.0-Misura della posizione del cluster
Posizione del cluster: media delle posizioni dei cristalli del cluster
pesata dal logaritmo dell’energia
x W
x
W
i
i
i
Wi  W0  log
i
Ei
Ej
i
N.B.i cristalli non puntano
al vertice di interazione
nominale
j
• tmax rende conto della profondità
longitudinale della cascata e varia
logaritmicamente con l’energia
• la densità di energia laterale della
cascata varia esponenzialmente con
la distanza dall’asse della cascata
• la posizione di un supercluster è
la media pesata delle posizioni dei
cluster componenti e corrisponde
alla posizione di un elettrone che
non irradia
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
4
L2.0-Misura della E del cluster-calibrazione
Energia: somma dei depositi misurati nei cristalli
Si ha che: Emeas/Etrue < 1
con una lunga coda per energia da
bremsstrahlung non ricostruita che
dipende dallo spessore di tracker
quindi da h  variazione nella
posizione del picco
La scala di energia è
“calibrata” usando correzioni
tali che al picco Emeas/Etrue = 1
Risoluzione in energia:
2.2 % barrel
σE
E
2.1 % endcap
2.3 % barrel
2.4 % endcap
no pileup
pileup a bassa
lumi
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
5
L2.5-Matching dei super-cluster con gli
hit nei rivelatori a pixel
• Input dal L2.0: energia e punto di impatto di un elettrone in ECAL come se
non avesse irradiato  calcolo del pt
• L2.5: punto di impatto propagato all’indietro usando la mappa del campo
magnetico per stimare la direzione dell’elettrone al vertice e le posizioni degli
hit attesi nei rivelatori a pixel
• i fotoni convertono in coppie per lo più nel tracker cioè al di fuori del
rivelatore a pixel per cui gli hit nei pixel sono dati soprattutto dagli elettroni
• se ci sono 3 hit compatibili il cluster è identificato come elettrone. Altrimenti
è rigettato come jet  efficienza vs reiezione.
• configurazione “staged“ senza lo strato più esterno del barrel ed il disco più
esterno degli endcap dei pixel
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
6
L3-Informazione di tutto il tracker
Elettroni:
Track finding per gli elettroni partendo dagli hit di matching di L2.5 nei rivelatori
a pixel con tagli soffici:
• su E/P ottimizzato con il numero di hit nella traccia
• sulla distanza tra la posizione del super-cluster e la posizione della traccia
estrapolata in ECAL nella coordinata longitudinale che è distorta dalla
bremsstrahlung
• negli endcap: sul rapporto fra l’energia di super-cluster in HCAL /ECAL
Ad alta luminosità si usano anche 3 diverse tecniche di isolamento per ridurre il
fondo di elettroni singoli da jet in eventi di pileup:
• isolamento in ECAL
• isolamento della traccia dai pixel
• isolamento di traccia totale
Fotoni:
• soglie più alte sull’Et
• reiezione dei fondi con l’isolamento
• reiezione dei p0
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
7
Tool di analisi per e/g in ORCA
ORCA_6_3_0: pacchetto ElectronPhoton
Il sottopacchetto base per fare una analisi è: EgammaAnalysis:
Input handling
(EgammaItr)
Event notification, transient storage
Module template
(EgammaHAnalyzer)
Output handling
(ntuple,root,TAG)
UserCollections
TISB-Firenze 15-16/1/2003
Algorithm
implementation
(EgammaAlgorithm)
Corrections and Cuts
(EgammaCalibrator,
EgammaAnalysisCut)
N. De Filippis
8
EgammaAnalysis: un codice esempio
Ex. : EgammaAnalysis/test/testEgammaItr.cc
class testEgammaItr : private Observer<G3EventProxy *ev>
testEgammaItr::testEgammaItr() // il costruttore
{ init();
{ …..};
EgammaHAnalyzer: interfaccia generica per l’accesso
input/output ai dati, tramite un iteratore (EgammaItr)
EgammaHbook4Histogrammer *h = Singleton<EgammaHbook4Histogrammer>::instance();
EgammaBasicIsland *island = new EgammaBasicIsland();
EgammaHAnalyzer<EgammaBasicCluster,Dummy,CaloRecHit> *bc =
new EgammaHAnalyzer<EgammaBasicCluster,Dummy,CaloRecHit>(island,h);
Reconstructor::addDefault(bc);
h->book(); }
testEgammaItr::~testEgammaItr(){ } //distruttore
Istanza di una classe generica EgammaAlgorithm per
l’implementazione di un algoritmo
void testEgammaItr::userAnalysis(G3EventProxy *ev) // l’analisi
{ cout << "TestEgItr:: testing usage of RecItr" << endl;
EgammaItr<EgammaBasicCluster> MyItr(ev->recEvent(),vector<string>(),0);
while (MyItr.next())
cout << "Basic cluster at Eta,Phi,Et" << MyItr->Eta() << "," << MyItr->Phi() << "," << MyItr->Et() << endl;
MyItr.reset();
EgammaHbook4Histogrammer *h = Singleton<EgammaHbook4Histogrammer>::instance();
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
h->fillAndReset(); }
9
EgammaAnalysis: configurazione parametri
file .orcarc:
L1
L2
RD:Request = Nop // RPC
ED:Request = Nop // endcap
BD:Request = Nop // barrel
InputCollections=/System/NoPileup/hZZeemm125/hZZeemm125
Verbose:debug=0
la ricostruzione dell’evento è forzata
EgammaEvent:forceNotify=1
EGBCluster:MaxEntry=500
numero massimo di BC nella ntupla
EGSCSeedGenerator:EtCut = 4.
L1Sele:SingleEMEtThr=30.
L1Sele:DoubleEMEtThr1=25.
L1Sele:DoubleEMEtThr2=25.
L1Sele:SingleIso=1
L1Sele:DoubleIso=1
L2Sele:sngEt1=34.5
soglia sull’Et del singolo candidato e.m. di L2
L2Sele:dblEt1=33.5
soglia sull’Et 1 e 2 del candidato e.m. doppio di L2
L2Sele:dblEt2=33.5
soglia sull’Et del seed con l’algoritmo ISLAND
ISLAND_SEED_THR=.5
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
10
Algoritmi in ElectronPhoton
ORCA_6_3_0: Electron / Photon
EgammaAlgorithm: classe base per l’implementazione di un algoritmo
Sono disponibili i seguenti algoritmi/classi:
• EgammaBasicDynamic
• EgammaPhotonFinder
• Level1DummyAlgo
• EgammaBasicHybrid
• EGSCSeedGenerator
• MCKineAnalyser
• EgammaBasicIsland
• EPBremRecovery
• ZeeFinderAlgo
• EgammaBremRecovery
• EPForwardSeedGenerator
• EgammaEndcapAssociation
• EPHLTMatchSeedGenerator
• EgammaJetFinder
• EPMatchSeedGenerator
• EgammaL1L2Associator
• HepL1emTrigger
• EgammaL2JetsProducer
• L1SimpleMatcher
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
11
Altri pacchetti di ElectronPhoton (1)
• EgammaH4Support: contiene la classe EgammaHbook4Histogrammer
per creare ntuple di hbook
• EgammaClusters:
• fa il clustering calorimetrico nel barrel e negli endcap
• calcola le correzioni alla posizione ed all’energia
• contiene tool di isolamento e reiezione p0
• ClusterTools:
• ricostruzione specifica negli endcap
• clustering nel preshower
• algoritmi di recupero della brem.
• EgammaL1Selection: fa la selezione di trigger di L1
• EgammaL1Tools: fa il matching dei candidati di L1
• EgammaL2Selection: fa la selezione di trigger di L2
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
12
Tool importanti
Altri pacchetti di ElectronPhoton (2)
• ElectronFromPixels
• matching dei pixel e algoritmo di seeding delle tracce
• ricostruzione della traccia di elettroni dai pixel seed
• EgammaMCTools
• analisi a livello di Generatore e GEANT
• EgammaTracks
• Classi per il setup del tracking
• EgammaPhoton (solo in ORCA_6_3_0):
Algoritmo: EgammaPhotonFinder: /EgammaPhoton/src/EgammaPhotonFinder.cc
crea una lista di candidati di fotoni associati a candidati di L2
secondo il criterio "NO PIXEL SEED“ (l’unico al momento)
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
13
Tool in sviluppo:
Si stanno sviluppando:
• algoritmi per migliorare la risoluzione in energia di
fotoni non convertiti, non necessari per studi di HLT ma
per la ricostruzione off-line.
• algoritmi di isolamento per tracce nei pixel
• speed up dei seed generator per implementazione di una
ricerca regionale (già presente in ORCA_6_3_0)
• supporto per ROOT (già parzialmente presente in
ORCA_6_3_0)
• il clustering verrà spostato da ElectronPhoton in un
pacchetto intermedio.
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
14
Problemi:
S. Gennai: riscontrati diversi problemi nel combinare
insieme i tool dei tau con quelli degli Elettroni:
– “Per ora non sono riuscito a ottenere le tracce dagli elettroni
Calorimetrici (sembra però ci fosse un baco nel loro codice ...)”
– “Il pacchetto di Sasha per trovare i Tau a Livello 1 va modificato
leggermente poiche’ le energie dei jet sono inferiori a quelle per
cui era stato sviluppato”
Probabilmente risolti nel frattempo !
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
15
Back up
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
16
TDR: Tagli di selezione di HLT
A bassa luminosità:
Soglia (GeV o GeV/c)
Rate (Hz)
e inclusivo
29
33
Di-elettroni
17
1
g inclusivo
80
4
40/25
5
HLT (e/emax=95%)
Di-fotoni
TISB-Firenze 15-16/1/2003
N. De Filippis
17