Muon
Physics Object Group
CMS Italia 2007
Napoli, 13 Febbraio 2007
N. Amapane
Muon POG
• Nato (come tutti i POG) dalla divisione del PRS
corrispondente
– Peculiarità dei muoni:
• PRS m → 3 gruppi DPG + 1 POG
• DPG responsabili fino alla ricostruzione locale;
POG del fit delle camere a mu insieme
• Storicamente, fortissimo contributo italiano sui muoni
– Simulazione, ricostruzione locale, ricostruzione standalone, HLT,
infrastruttura, coordinamento, studi di performance etc., in ORCA e
CMSSW scritti in gran parte da italiani…
• Impegno italiano rimasto (per ora) più legato ad attività DPG
– Il POG non ha manpower “istituzionale”
• Manpower deve provenire da gruppi/persone che svolgono analisi
sui detector o su canali di fisica
• Attenzione alle attività tecniche/sw!
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Muon POG
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Obiettivi
Ricostruzione ed identificazione dei muoni, per offline ed HLT
– Ricostruzione della traccia
• Nello spettrometro (“standalone”)
• Combinando muon system + tracker (“global”)
– Muon Identification
– Muon Isolation
– Algorithmi e selezione HLT
– Fast Simulation di questi algoritmi
– Uso dell’allineamento nel fit della traccia
– Calibrazione della scala di momento; misure di efficienza
– Formato degli oggetti di alto livello
Ricostruzione locale (hit, segmenti) ed algoritmi di allineamento sono
responsabilità dei DPG
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Muon POG
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Organizzazione
Muon POG
N. Amapane, N.Neumeister
Task coordinators
Group Representatives
Offline/Reconstruction
Standalone reconstruction
R. Bellan
R. Bellan
Global reconstruction
A. Everett
Offline/Alignment
A. Sznajder
Muon Identification
Physics/OnSel
Muon Isolation
M. Mulders
V. Krutelyov
J. Alcaraz, A. Everett
HLT
Physics/Generators
J. Alcaraz
M. Vander Donckt
Alignment
A. Sznajder
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Muon POG
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Muon Group
Representatives
•
Link persons to the other area, in both directions
– Should report news/announcements at every meeting
– Offline/Reconstruction: Riccardo Bellan
• Discuss and define release schedules and plans
• Discuss sw interfaces with DPG
• Coordinate package structure
• Coordinate common tracking strategy and tools
with the tracker group
N. Amapane, N.Neumeister
Group Representatives
Offline/Reconstruction
Task coordinators
Standalone reconstruction
R. Bellan
R. Bellan
Global reconstruction
A. Everett
Offline/Alignment
A. Sznajder
Muon Identification
Physics/OnSel
Muon Isolation
M. Mulders
J. Alcaraz, A. Everett
V. Krutelyov
Physics/Generators
J. Alcaraz
M. Vander Donckt
Alignment
HLT
A. Sznajder
– Offline/Alignment: Andre Sznajder
• Common tools with tracker for (mis)alignment (NOT alignment algorithms)
• Follow development of (mis) alignment functionality in the track fit (within the
relative tasks)
– Physics/Online Selection: Juan Alcaraz Maestre and Adam Everett
• Discuss overall HLT strategy
• Link to L1 emulation and L1 input
• Coordinate HLT specialization of reconstruction algorithms
• Coordinate overall HLT timing and performance evaluation
– Physics/Generators: Muriel Vander Donckt
• Generator developments for the group
• Coordinate production requests
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Muon POG
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Muon Group
N. Amapane, N.Neumeister
Gruppi di lavoro
Group Representatives
Offline/Reconstruction
Task coordinators
Standalone reconstruction
R. Bellan
R. Bellan
Global reconstruction
A. Everett
Attività del POG suddivisa in gruppi di lavoro aperti
con coordinatori formalizzati
Offline/Alignment
A. Sznajder
Muon Identification
Physics/OnSel
Muon Isolation
M. Mulders
J. Alcaraz, A. Everett
V. Krutelyov
Physics/Generators
J. Alcaraz
M. Vander Donckt
Alignment
HLT
A. Sznajder
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Standalone Muon Reconstruction: Riccardo Bellan
Global Muon Reconstruction: Adam Everett
Muon Identification: Martijn Mulders
Muon Isolation: Slava Krutelyov
HLT: Juan Alcaraz
Alignment: Andre Sznajder
Momentum calibration
Primo passo: identificare il manpower
–
–
–
Censimento delle attività in corso
Raccolta interesse di possibili nuovi collaboratori
I vari sottogruppi hanno come primo scopo di far convergere le prime
e coinvolgere i secondi
• Siamo all’inizio per entrambe le cose!
• L’elenco dei nomi che seguono non è esaustivo!
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Muon POG
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1) Ricostruzione della traccia nel sistema dei mu
(“standalone reconstruction”):
–
–
–
–
–
–
reconstruct muon trajectory inside muon system
evaluate different reconstruction strategies
develop internal seeding (from segments) for the track fit
apply beam-spot and vertex constraint
cosmic, beam-halo reconstruction
define resulting object(s) to be stored- provide algorithms which can
be used for offline and HLT
– validate and optimize the offline performance of these algorithms
(efficiency, resolution, fake rate, etc.)
– Algorithms for fast simulation
– coordination of the relevant software packages in CMSSW
People: Riccardo Bellan, Chang Liu, Tim Cox, Dominique Fortin, Giovanni Abbiendi
Specific algorithms: Andrea Rizzi, Piotr Zalewski, Anna Meneguzzo
Validation:Suyong Choi, Junghwan Goh; Fast sim: Andrea Perrotta
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Standalone Reconstruction: Stato
• “Baseline algorithms” per offline e L2 pronti in CMSSW
– Quelli descritti nel DAQ TDR, PTDR
– Milestone: raggiungere la performance descritta nel PTDR
• Obiettivo molto vicino
• Sviluppo molto rapido in corso: studio della performance →
debug → ottimizazione
– Moltissimi problemi già identificati e risolti…
• Hot topics
–
–
–
–
Seeds per la ricostruzione offline (reimplemetare)
Pattern recognition (DetLayers)
Studio/debug delle “features” di risoluzione ed efficienza
Studio performance sui dati MTCC (specializzazione eistente)
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Standalone Reconstruction (III)
CMSSW 1.2.0 (no vtx constraint)
Plot: S.Choi, J. Goh
PTDR (with vtx constraint)
vtx constraint incluso in CMSSW_130 → stay tuned…
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Standalone Reconstruction (IV)
CMSSW 1.2.0
Plot: S.Choi, J. Goh
PTDR (with vtx constraint)
•
•
Inefficienze sotto studio
Alcune regioni migliorate…
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Muon POG
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2) Ricostruzione con mu + tracker
(“global reconstruction”)
– reconstruct muon trajectory using the full detector information
(tracker, ecal, hcal, ho, DT, CSC, RPC), starting from muon
system/L1
– match STA tracks with tracker tracks
– evaluate different reconstruction strategies
– provide algorithms which can be used for offline and HLT
– Study and develop specific strategies for reconstruction of very
high-pT muons
– define resulting object(s) to be stored
– validate and optimize the offline performance of these algorithms
– Algorithms for fast simulation
– coordination of the relevant software packages in CMSSW
People(*): Adam Everett, Norbert Neumeister, Chang Liu, Jeff Richman, Jean-Roch
Vlimant, Finn Rebassoo, Giacomo Bruno, Marcin Konecki
Validation:Suyong Choi, Junghwan Goh; Fast sim: Andrea Perrotta
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Muon POG
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Global Reconstruction: Status
2 strategie implementate in CMSSW:
– Ricostruzione indipendente nel tracker e mu; matching e fit
globale
• Pensato per l’offline
– Ricostruzione nel tracker partendo da un seed dei muoni
• “alla ORCA”; algoritmo adatto all’HLT
• Priorità
– Studio/ottimizzazione della performance
– Studi su dati MTCC (specializzazione esistente)
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Muon POG
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Global Reconstruction (III)
PTDR
Plot: S.Choi, J. Goh
CMSSW 1.2.0
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Muon POG
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!!
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Muon POG
Plot: S.Choi, J. Goh
Global Reconstruction (IV)
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3) Muon Identification (inside-out)
– provide implementation of an algorithm with takes as input a
reconstructed tracker track, uses information from all detectors
(tracker, ecal, hcal, ho, DT, CSC, RPC) to define a set of
discriminating variables to identify the track as muon
– work together with E-flow group to understand requirements and
use-cases
– use the above algorithm on a (selected) set of tracker tracks and
store the output for all tracks identified as muons
– define resulting object(s) to be stored
– validate and optimize the offline performance of these algorithms
– coordination of the relevant software packages in CMSSW
People(*): Martijn Mulders, Eric James, Ingo Bloch, Andrea Bocci, Claudio
Campagnari, Dmytro Kovalskyi, Jake Ribnik
Validation: Begona de la Cruz, Isabel Josa
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Muon Identification: Stato
• In ORCA: CMS-NOTE-2006-010, PTDR I
– Definizione 2 likelyhood indipendenti per traccia:
• Deposito nei calorimetri, presenza di hit nei muoni)
– Non è stato portato a CMSSW
• In CMSSW: algoritmo indipendente sviluppato da UCSB
– Include arbitraggio per l’assegnazione degli hit, informazione su hit
mancanti
• Riorganizzazione del lavoro; “nuovo” coordinatore (M.
Mulders)
– Priorità: focalizzare il lavoro dei vari gruppi
• Definizione strumenti comuni, use cases, interazione con
EFlow, soft lepton tagging, formato oggetti
• Gruppo appena partito; Primo report al prossimo meeting (19/2)
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4. Muon Isolation
– develop algorithms to define muon isolation quantities using
calorimeters and tracker tracks
– should work for muons defined at different levels (STA,
global)
– define resulting object(s) to be store
– provide algorithms which can be used for offline and HLT
– validate and optimize the offline performance of these
algorithms
– Algorithms for fast simulation
– coordination of the relevant software packages in CMSSW
People(*): Slava Krutelyov, Marcin Konecki, Juan Alcaraz, Claudio
Campagnari, Puneeth Kalavase, Alexey Drozdetsky
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Muon Isolation: Status
• Vari studi in ORCA:
– HLT: DAQ TDR, Note 2002/040
– Offline: studi per analisi specifiche
• Note 2006/055, 2006/122, 2006/136, IN2006/08, IN2006/108
• CMSSW: algoritmi HLT per L2/L3 implementati e integrati
– Tuning in attesa dell’arrivo di campioni di fondo inclusivo
– Manca ancora sviluppo “ufficiale” su offline
• Riorganizzazione del lavoro; “nuovo” coordinatore
(S. Krutelyov)
– Tentativo di catalizzare/uniformare tutti gli studi su canali di fisica
– Proposta formati comuni per lepton isolation
– Gruppo appena partito; Primo report al prossimo meeting (19/2)
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5) HLT: algoritmi, selezione, performance
– L1 interface, seeding
– evaluate different strategies to use L1 information for muon
HLT
– work with 1), 2) and 4) to develop specific HLT algorithms
– evaluate regional reconstruction and implement where
required
– implement HLT selection algorithms
– study and optimize muon HLT performance in terms of rates,
efficiencies, timing, turn-on curves, etc.
– coordination of the relevant software packages in CMSSW:
for HLT selection and reconstruction
People: Juan Alcaraz, Adam Everett, Riccardo Bellan, Muriel Vander Donckt, Chang Liu,
Slava Krutelyov, Martijn Mulders, Jean-Roch Vlimant, Finn Rebassoo, Jeff Richman,
Pablo Garcia, Jesus Vizan, Andre Sznajder, Evelyne Delmeire
Fast Sim:Andrea Perrotta
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HLT: Stato
•
Baseline (PTDR) implementata e funzionante
– Tutti i componenti presenti; primo stream di HLT con path completto dai digi
(MC) alla decisione finale
•
Priorità: Definizione selezioni, studio di rate, efficienza, timing
– Ingrediente fondamentale: campioni di fondo inclusivo
• Note 2002/041; procedura portata a CMSSW, produzione in corso!
•
Hot topics:
– Profiling della ricostruzione
• in corso; vari problemi già identificati e corretti
– Ottimizzazione del seeding da L1
• iniziato
– Effetto del misallineamento sul rate
– Misura di rate e definizione della selezione
– Studi sulla ricostruzione regionale
Report su allineamento 5/2: http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=11766
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6) Allineamento
– application of alignment corrections and alignment errors
in the track fit
– study the effect of (mis)alignment on reconstructed muons
and on physics samples
People: Andre Sznajder, Jesus Vizan
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Allineamento: Stato
• Infrastruttura completa per applicare allinementi e
misallineamenti
– Costanti (misurate)/Scenari di misallineamento da DB
– Tool comuni col tracker
• Studi dell’impatto del misallineamento appena iniziati
– Performance della ricostruzione, HLT rate
• Hot topics:
– errori di allineamento nel fit
• (framework esiste, da implementare)
– Dimostrazione della ricostruzione con allineamento su dati MTCC
Report su allineamento 5/2: http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=11766
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7) Calibrazione della scala di momento; misure di
efficienza dai dati
– Nessuna attività in corso… da fare partire!
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Conclusioni
• “Baseline” per algoritmi di ricostruzione e HLT pronta in
CMSSW
– Attualmente lavoro di consolidamento, caratterizzazione, debugging
– “Massa critica” per raggiungere e superare il livello di comprensione
che avevamo di ORCA
– Per alcune attività (identificazione, isolamento) re-focus di vari gruppi
già attivi, con nuovi coordinatori
• Contributo italiano:
– Responsabilità chiave sulla ricostruzione
– Esiguo in termini di FTE!
• Atteso contributo delle persone coinvolte in analisi (sul detector,
su canali di fisica)
• Necessità di “core developers”/esperti da non dimenticare!!
Group page: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMS/MuonPOG
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