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08.09.2012Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD1 Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD.

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1 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD1 Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD

2 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD2 International Linear Collider ILC Was? Linearer Teilchenbeschleuniger e+ e- Kollisionen Ca. 30km lang 250 GeV, 500 GeV, 1 TeV Wofür? LHC als Entdecker: hohe Energien durch Verwendung von Protonen ILC als Lupe: Präzisionsmessungen

3 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD3 ILC Vorteile: Sauber kein QCD Hintergrund Präzise Energie Polarisation Alternative: CLIC (3 TeV) Zukunft: Technical Design Report Entscheidung Bau?

4 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD4 International Large Detector ILD

5 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD5 Forward Tracking Detector FTD

6 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD6 Spurrekonstruktion für FTD Jeder Detektor ist anders Hintergrund Paarbildung (Photonen) Pixels: aufintegrierte Events Strips: Ghost Hits Geschwindigkeit Efficiency und Ghost Rate Wart- und Lesbarkeit TPC FTD

7 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD7 Tools Zellulärer Automat Finden von Spurkandidaten Kalman Filter Finden der Spurparameter Aussieben schlechter Kandidaten mit cut offs Hopfield Neuronales Netzwerk Auflösen von Inkompatibilitäten

8 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD8 Zellulärer Automat Diskrete Einheiten mit lokalen Regeln Biologie als Namensgeber Conways Spiel des Lebens 2D – Raster (e.g. Monitor) 1 Pixel = 1 Zelle Nachbarn = Zellen rundherum Mehr als 3 Nachbarn: Überbevölkerung (Tod) Weniger als 2 Nachbarn: Unterbevölkerung (Tod) Tote Zelle mit drei Nachbarn: Geburt

9 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD9 Conways Spiel des Lebens

10 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD10 Wozu das Ganze? Idee: Kann man eine Messungen als Startsituation verwenden und Regeln schaffen, die geeignete Muster überleben lassen? Aus Simulation wird Rekonstruktion Beispiel Conway: Für gewisse Startwerte bilden sich stabile Objekte, sog. Glider

11 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD11 Toydetektor: ein Beispiel

12 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD12 Die wahren Spuren

13 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD13 Die wahren Hits

14 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD14 Mit Hintergrund

15 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD15 Ununterscheidbare Hits

16 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD16 Die Zellen des Automaten Die Definition von Zellen ist flexibel Für das Beispiel: 2 verbundene Hits Auch Segment genannt Zeit für erste Kriterien: Nur Segmente bauen, die Sinn machen Hier: Nur was nah genug ist (1.33 facher Ebenenabstand oder weniger) Woher nimmt man die Zahl? Analyse der Spuren!

17 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD17 Die Segmente (=Zellen)

18 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD18 Die Regeln des Automaten Segmente haben einen Zustand: Natürliche Zahl: 0,1,2,3... Im Moment: alle sind auf 0 (schwarz) Ein Nachbar ist: Ein Segment auf der Innenseite Mit selben Zustand Das gewisse Kriterien erfüllt Hier: Winkel < 10° In jeder Iteration erhalten Zellen mit mindestens einem Nachbarn +1 auf Zustand

19 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD19 Iteration 1

20 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD20 Iteration 2

21 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD21 Iteration 3

22 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD22 Iteration 4

23 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD23 Der Sinn dahinter Bsp: Segment mit Zustand 4 in Lage 4: Ist mit einem Segment mit Zustand 3 verbunden Denn sonst kein Upgrade auf 4 Dieses mit einem Segment Zustand 2 usw. Bis hin zum IP eine komplette Spur Jetzt: Löschen von Segmenten, die das nicht erfüllen (Zustand < Lage)

24 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD24 Aussortieren

25 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD25 Das Ende vom Lied? Der zelluläre Automat lässt sich weiter ausdehnen: Längere Segmente Mehr Kriterien Qualitäts Cuts mit Kalman Filter Ein Spurfit, der lokal arbeitet Bestimmt Parameter der Spuren Feedback, wie gut ein Spurkandidat ist Ambiguitäten mit Hopfield Netz auflösen Spuren, die sich Hits teilen: hauptsächlich durch ghost tracks Sind inkompatibel zueinander Hopfield Netz sucht Subset von Spuren, das kompatibel ist und möglichst hohe Qualität hat

26 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD26 Vorteile des Zellulären Automaten Schnell Frühes Nutzen von Information Kriterien leicht adaptier- und veränderbar Lässt sich gut auf Analyse von wahren Spuren basieren

27 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD27 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit, und schönes Wochenende!

28 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD28 Back Up

29 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD29 Zusammenfassung Der ILC in Zukunft parallel zu LHC? Ein (sehr) kleiner Einblick in die Welt des Trackings Für die Suche nach Mustern kann der zelluläre Automat ein nützliches Tool sein

30 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD30 Messung von Higgs - Kopplung Folgendes Bild ist aus Comparison of LHC and ILC Capabilities for Higgs Boson Coupling Measurements von Micheal Peskin Es werden verglichen: LHC 14TeV 300fb 1 HLC = ILC mit 250 GeV und 250fb 1 ILC = ILC mit 500 GeV und 500fb 1 ILCTeV = ILC mit 1 TeV und 1000fb 1

31 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD31

32 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD32 Problem des Papers Basiert auf älterer Abschätzung von LHC, es fehlen neuere Daten und Berechnungen

33 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD33 Ergebnis des Zellulären Automaten

34 Robin Glattauer: Spurrekonstruktion in der Vorwärtsrichtung des ILD34 Zellulärer Automat für FTD Nicht ganz so übersichtlich


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