Athena と G4 を用いたアトラスシリコン検出器シミュレーション

AthenaとG4を用いた アトラスシリコン検出器シミュレーション高嶋隆一A　内藤大輔B　中村浩二C田中礼三郎B 近藤敬比古D原和彦C上田郁夫E 京都教育大 A、岡山大 B、筑波大C、KEK D、東大 E GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

Barrel 3 Module Mounting at Oxford Univ. GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

SCT Modules on Barrel 3 Cylinder • http://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~viehhaus GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

G4 FullSimulationの必要性 • 実験開始前に、実際の測定器の擬似データが生成できる • SCTではモジュールは十分精密だが、シリンダーに乗せるときに100ミクロン以下のMissalignmentが避けられない • スペースポイントを単独で得ることが可能 • アラインメントのための基礎データの作成 • B-tagのEfficiency, Purityの向上に必要、SUSYの物理に影響 • 物質量を精確に評価することで、W質量などの精密測定に寄与できる • DC2でDigitのプロダクションはできた • Event Summary Data, Analysis Object Dataはまだ GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

ATHENAとは • ATLASの解析フレームワーク • Simulation Package AtlasG4SimのSetup, run • login to icepp-lxatl and get kerberos ticket • mkdir AtlasG4Sim;cd AtlasG4Sim- mkdir v9.0.3; cd v9.0.3; cp typical-requirements ./- cp some-cmt.sh ./; . cmt.sh; cmt config; . setup.sh • cmt co Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim- cd Simulation/G4Sim/AtlasG4Sim/AtlasG4Sim-*/cmt- cmt config- cmt broadcast cmt config- source setup.sh - cmt broadcast gmake • cd ../run ; athena.py AtlasG4Sim/jobOptions.AtlasGeoG4Sim.py GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

AthenaとG4 • G4Svs PackageでAthena内でG4が動くようになった • G4SimAlgs PackageでFADS/goofyの機能が使えるようになった（FADS：Framework of Atlas Detector Simulation, goofy:G4 OO FollY) • G3で作った MySQL DBを使ってFADSに似たコードでAthenaのGeometry作成 • G3と同じになるようにMaterial追加 • 詳細なモデルを作成して、簡易モデルと輻射長を比較 • GeoModelによる測定器記述の導入 • GeoModelを使った詳細なモデルの作成 GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

デザイン 詳細ジオメトリー & 物質のテーブル作成 GEANT4 詳細ジオメトリー GEANT4 簡易ジオメトリー Using Geant4 FADS/goofy Web page for this work can be seen at http://atlas.kek.jp/si-soft/geometry.html GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

Naming of Volumes for SCT Barrel Module SCTBBottomChip1,----,6 SCTBBottomCarbobCarbon SCTBTopChip1,----,6 SCTBTopPitchAdaptor SCTBTopCopperPolyimide SCTBTopSensorPair SCTBHybridConnector SCTBBaseboard1,2,3,4,5 SCTBTopCoolendFacing SCTBBottomSensorPair Naming rules - Attach header SCTB for all volumes. - As close as hardware names. - Easy to guess the objects. GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

Drawings for Volume Definition GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

放射長および質量の計算結果 GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

GeoModelとは • CDFで利用されている測定器記述のコアソフトウエア • Physical Volume の上にPhysical Volumeをのせる構造。測定器のミスアラインメントを直接ジオメトリーにいれる • Geo2G4 PackageでG4ジオメトリーが作成される • GeoFullPhysVolにはAbsolute 座標を与える機能がある • シミュレーション、Reconstructionで利用できる GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

重量、物体名を表示 • 詳細ジオメトリーのモジュールを練習で作成 Hepvis Event Viewer GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

CTBの目的 • 個々の検出器のtuning • Inner Detector • Alignment ,tracking ,efficiency… • Calorimeter • Energy sharing ,Linearity ,resolution,e/h … • Combined performance • Trigger DAQ DCS • Combined reconstruction ID+Calos+Muons • Muon id ,m/p separation, e/p separation • Simulator tuning • Geometry check • Condition Data Base GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

ly0 ly1 ly2 ly3 phi0 link0 link1 phi1 CTB Setup SCT Data Flow : 9th Oct – 12th Nov GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

Read Out の方法 Space Point の求め方 (Barrel module) 40m rad Position Resolution Y axis : 16 mm Z axis : 408 mm GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

Run type • Run Number 2102353 (Combined run ID+Calos+Muon) • Number of Events 53K • Beam type 100GeV p+ • No Magnetic field run • Geometry (only Inner Detector) X=0 330 [mm] 1042 364 139 pixel SCT TRT Magnet GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005 175

ly0 ly1 ly2 ly3 phi0 link0 link1 phi1 SCTに関する解析(1) ly0→ ly0 ly1 • Hit Map & Front View ly1→ ly2 ly3 ly2→ ly3→ GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

X軸 v.s. Y軸 X軸 v.s. Z軸 Alignment 前 Alignment 後 Alignment 前 Alignment 後 GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005 Error Bar : readout_pitch/√１2

Alignment 前 Alignment 後 Y軸 : ly0 Y軸 : ly1 Y軸 : ly0 Y軸 : ly1 RMS=19.8mm RMS=27.1mm Y軸 : ly2 Y軸 : ly3 Y軸 : ly2 Y軸 : ly3 RMS=17.8mm RMS=25.2mm Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 RMS=618mm RMS=805mm Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 RMS=868mm RMS=601mm GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

4点Single hit Residual 分布 DATA Simulation Y軸 : ly0 Y軸 : ly1 Y軸 : ly0 Y軸 : ly1 RMS=19.8mm RMS=15.7mm RMS=27.1mm RMS=22.1mm Y軸 : ly2 Y軸 : ly3 Y軸 : ly2 Y軸 : ly3 RMS=17.8mm RMS=15.2mm RMS=25.2mm RMS=21.2mm Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 RMS=618mm RMS=509mm RMS=805mm RMS=737mm Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 Z軸 : ly0 RMS=868mm RMS=601mm RMS=731mm RMS=510mm GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

residual cut v.s. efficiency DATA Simulation Cut ~5s 97.2% • Cut ~5s • 96.9% GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

CTBまとめ • CTB data に関して • Ly2 phi1 のmodule 以外のmodule は正常に動いていたと考えられる。 • SCT 内部のAlignment を行った。 • Ly1のefficiency を見積もったが、97.2%は、threshold1fc で、99%という要求より悪い。 • masked channel の影響 Now OK! • CTB Simulation との比較 • ResidualのRMSを比較するとSimulationは、Data より分解能がよい。 • Efficiency は、96.9% とData を再現しているように見えるが、masked channel を含まないので、理解できていない。Now OK! GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

今後の予定 • 物質量の調査のためOxford,RAL訪問 • アラインメントに貢献できるか調査する • DC3にむけ物質量、ジオメトリーの再チェック • GeoModelで詳細ジオメトリーと簡易ジオメトリーの比較を行う GEANT4研究会　立命館大学びわこ・くさつキャンパス 2005

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