Calibrazione DT
 semplice strategia di calibrazione nell’ipotesi lineare
(determinazione t0 e vdrift)
 primi risultati post-calibrazione (risoluzioni)
 primo sguardo alla calibrazione per vdrift parametrizzata
non lineare
Il lavoro e’ on-going:
Sara Bolognesi
• risultati da primo approccio molto naif
• prime idee su strategie piu’ sofisticate
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
MBCalibration &
MBCommissioning
Uso del software di ORCA:
 MBCalibration per calibrare in run separati
t0 dal fit del fronte di salita delle time box (G.Cerminara)
vdrift dai meantimer (M.Giunta)
• per camera
-> tavola (.txt) con t0, sigma(t0), vdrift e sigma(vdrift)
• per SL
• per layer
• per filo
 MBCommissioning (G.Cerminara, M.Zanetti) per osservazione dati
 distribuzioni di controllo (time boxes, distribuzioni angolari, efficienze…)
 plots di risoluzione direttamente usati nella strategia di
calibrazione
Sara Bolognesi
1
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Dati TB2004
run2562
MB1
shift (x)
-54 cm
MB3
+21 cm
(sector 0 wheel 1)
no rotazione angolare
y
theta
fascio
z
Sono stata analizzati i dati relativi alla MB1
x
TODO: confronto con MB3
Sara Bolognesi
2
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Tagli preliminari
1) Eliminazione dei vertex constraints su theta e phi
taglio sulla qualita’ dei segmenti ricostruiti per
eliminare segmenti fake:
almeno 12 hits per
segmento
(1 segm. per evento)
2) Risoluzione per ogni recHit data dalla differenza fra
• la coordinata misurata (= posizione del recHit)
• la coordinata “vera” (= punto estrapolato dal segmento fittato)
elimino dal fit del segmento il recHit di cui sto
calcolando la risoluzione
Sara Bolognesi
3
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Fit gaussiano dei residui
sulla posizione
PRIMA
di aver tolto il RecHit dal fit
SL1 SL2 SL3
sigma (mm)
247 191 264
media (mm)
- 4.9 2.5 3.6
DOPO
aver tolto il RecHit dal fit
SL1 SL2 SL3
sigma (mm)
333 411 355
media (mm)
6.0
Sara Bolognesi
1.5
2.9
1
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Calibrazione t0
Forte interdipendenza fra t0 e vdrift
 per calibrare t0 devi ricostruire le tracce -> usare guess su vdrift
 vdrift usa i t0 per determinare i meantimer
1) Dal fit del fronte di salita delle time boxes -> tavola con t0 e sigma(t0)
per ogni SL con vdrift = 54.3 mm/ns
(non esiste invece a priori un guess sensato sui t0)
2) Il tempo sottratto ai digi in fase di ricostruzione e’ t0 - k×sigma(t0)
Sigma(t0) contiene gli effetti “locali” come campo magnetico,
inclinazione tracce ecc… (diversa per ogni SL)
si puo’ usare lo stesso k factor per tutta la camera?
Piu’ in generale la ricetta del k factor e’ la piu’ opportuna?
Sara Bolognesi
5
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Naif approach: vdrift costante
Come disaccoppiare in principio effetti vdrift e t0
xm-xv = (vm/vv - 1)xv ± vmterr
xm = x misurata
xv = x vera
t misurato = tv+terr
tv = t vero
risoluzione per
xm-xv
xv > 0
risoluzione
(vm/vv-1)
vm × terr
xv
xv < 0
xm-xv
xm-xv
1) Strategia per calibrare k factor
A. minimizzo la distanza fra le distribuzioni di risoluzione per xv>0 e xv<0
B. minimizzo la larghezza della risoluzione
Sara Bolognesi
6
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Convergenza algoritmo
xm-xv
2) Processo iterativo
si calibrano piu’ volte in
successione k factor e vdrift
xv
Distribuzioni di controllo per monitorare la convergenza dell’algoritmo
per xv>0 e xv<0
 Residui sulla posizione (xm-xv) loro convoluzione
vs posizione (xv)
 Residui sulla distanza (|xm|-|xv|) vs distanza (|xv|)
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7
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Calibrazione k factor
Strategia B.
s
Strategia A.
(m1-m2)/2(s1+s2)
k factor
SL1 2.43339
SL2 2.36755
SL3 2.31277
k*sigma(t0) (ns)
6.9971156
6.9152347
6.9802173
kfactor
SL1 2.3819
SL2 2.36135
SL3 2.26743
k*sigma(t0)
6.84905817
6.89712553
6.84337583
Scelta strategia A. poiche’ meno dipendente dal fit
(k factor = 2.35 per tutta la camera)
Sara Bolognesi
8
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Calibrazione vdrift costante
Con k factor scelto faccio girare MBCalibration per aggiungere alla
tavola di calibrazione vdrift e la sua sigma (per ogni SL)
vdrift calibrata (mm/ns)
SL1
SL2
SL3
54.4
54.3
54.2
Ri-calibro kfactor con le nuove velocita’ di drift:
vdrift= 54.3 mm/ns
v calibrata
k factor
SL1 2.43339
SL2 2.36755
SL3 2.31277
k factor
SL1 2.3859
SL2 2.06687
SL3 2.60047
Grossa fluttuazione k factor -> modificare il codice per poter calibrare
anche il k factor per SL…
ma se il k factor non e’ piu’ unico per tutta la camera allora perde di
significato!
Sara Bolognesi
9
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
pre-calibrazione vdrift
k=2.35
(calibrato)
vdrift=54.3 mm/ns
(default)
Sara Bolognesi
Risoluzioni
1
post-calibrazione vdrift
k=2.35
(calibrato)
vdrift costante
calibrata per SL
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Risoluzioni:
pre-calibrazione vdrift
post-calibrazione vdrift
vdrift= 54.3 mm/ns
k=2.35
(calibrato) (default)
k=2.35
vdrift costante
(calibrato) calibrata per SL
Residui sulla posizione (xm-xv) fittati con una gaussiana
media (mm) sigma (mm)
media (mm)
sigma (mm)
SL1
1.4
305
0.2
283
SL2
1.1
373
1.7
345
SL3
3.8
300
3.9
277
Residui sulla distanza (|xm|-|xv|) fittati con una gaussiana
media (mm) sigma (mm)
media (mm)
sigma (mm)
SL1
-17.6
304
0.3
283
SL2
-0.6
373
3.0
348
SL3
17.5
298
1.0
277
Sara Bolognesi
11
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Residui sulla posizione
(xm-xv) vs posizione (xv)
pre-calibrazione vdrift
vdrift= 54.3 mm/ns
k=2.35
(calibrato) (default)
post-calibrazione vdrift
k=2.35
vdrift costante
(calibrato) calibrata per SL
Sara Bolognesi
1
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Residui sulla distanza
(|xm|-|xv|) vs distanza (|xv|)
pre-calibrazione vdrift
vdrift= 54.3 mm/ns
k=2.35
(calibrato) (default)
post-calibrazione vdrift
k=2.35
vdrift costante
(calibrato) calibrata per SL
Sara Bolognesi
1
CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)
Miscalibrazione
rimanente
fit lineare a (xm-xv) vs xv
nella zona 1.9 > |xv| > 0.2
y = ax + b
a ~ 2×10-3 (miscalib. vdrift)
b ~ 50 - 80 mm (miscalib. t0)
x<0
a
b (cm)
x>0
a
b (cm)
pre-calib.
post-calib.
5.15e-03
3.72e-03
2.44e-03
3.00e-03
2.08e-03
1.70e-03
-1.50e-02
-9.66e-03
-8.66e-03
-8.03e-03
-5.29e-03
-6.39e-03
4.72e-03
4.45e-03
3.16e-03
3.84e-03
1.98e-03
2.50e-03
1.46e-02
9.56e-03
9.90e-03
8.67e-03
4.51e-03
7.17e-03
Vdrift parametrizzata
Algoritmo ideato per vdrift costante sembra convergere
TODO: verificare la convergenza partendo da una
miscalibrazione della v drift del 5%
open question: fluttuazione nei SL del k factor
Approccio alternativo:
eliminazione non linearita’ di xm-xv vs xm utilizzando una parametrizzazione
non lineare della vdrift (algoritmo sviluppato in Madrid)
strategia di ottimizzazione k factor fallisce (gia’ alla prima iterazione si
hanno grosse fluttuazioni di k in ogni SL)
TODO: osservare direttamente le distribuzioni dei residui per ottimizzare il k factor
TODO: eliminare anche le ulteriori non linerita’ rimanenti parametrizzando xm-xv VS tm
Per Muon week: confronto fra vdrift costante (calibrata com’e’ ad
oggi) e vdrift parametrizzata (una volta trovato il giusto k factor)
Sara Bolognesi
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CMS-TO: MU (30 Genn. 2006)