Tutorial calcolo efficienza

In questo quaderno ripercorro brevemente una analisi tratta dalla mia tesi. Lo scopo finale è il calcolo dell'efficienza. Essendo l'efficienza definita come il rapporto tra il numero di particelle "viste" dal mio rivelatore e il numero totale di particelle che l'hanno attraversato, non posso fare a meno di includere nella prima parte il calcolo delle soglie in ph e tempo per stabilire quando una particella sia stata vista dal mio detector e la ricostruzione delle tracce, per sapere se effettivamente l'hanno attraversato.

Allo stato attuale (13 aprile 2022, ore 11:11) ho praticamente fatto un copia-incolla brutale della mia analsi. In futuro conto di integrarlo, aggiungendo commenti in cui descrivo meglio i passaggi, e magari includendo uno schema in cui spiego come si ricostruiscono le tracce.

Dati disponibili qua

Load dei dati

I files sono sempre una linea di 38 dati divisi come segue: * 8 xy silici * 8 ph digitizer (a me interessano idx 2/3) * 8 tempi digitizer * 3 tempi generici * 4 vuoti ----------- tot = 31 * 8 righe da 10 colonne, che sono una wf Indici di Jack * PH: 10-11 * Time: 18-19

Definizione soglie

Distribuzione dei tempi + soglia taglio

Distribuzione PH con e senza taglio in tempo

Biplot tempo vs ph

Per poter mettere una soglia sensata non posso basarmi solamente sugli istogrammi delle PH o dei tempi. In questo modo guardo le correlazioni tra PH e tempo. Noto che per bassi valori delle PH ho segnale per ogni tempo, mentre superata una certa soglia ho segnale solo in una certa banda: il valor medio dipende dalla lunghezza dei cavi fondamentalmente, mentre la larghezza dal timewalk del discriminatore del pretrigger. Il plot qui sotto è concettualmente uguale a quello sopra, ma può essere più comodo per capire dove ci sia effettivamente ZERO conteggi.

(per verifica consistenza ) - Distribuzione PH con e senza taglio in tempo

Ricostruzione tracce

Uso il silicio 1/4 (i due estremi)

Setup:

Distanza:

Ergo:

Compito preliminare:

Questa funzione prende tutti i dati e li interseca a distanza fissata L'origine è fissata nel primo silicio, ovvero quello più in alto Per andare in alto, si mettte una distanza negativa * Il piano dello scintillatore dista -5.5 ho supposto, come la distanza tra le barche Per andare in basso uso una distanza positiva * Il piano di jack dista

hist2d punti di impatto su piano scintillatore

Questo plot viene fatto per una sorta di verifica di consistenza, per verificare che sto ricostruendo le tracce nel modo giusto. Se non riuscissi a ricostruire lo scintillatore usato per il trigger, potrebbero esserci problemi nella formula (banalmente controllare se manca un segno meno, oppure se le coordinate sono incolonnate esattamente come mi aspetto...)

Infatti per definizione gli eventi salvati sono tutti e soli quelli che hanno attraversato gli scintillatori di trigger (e che sono stati visti...)

distr sul piano di BC1

Distribuzione angolare

L'andamento teorico è come il $\cos^2$. Tuttavia, le particelle che incidono con piccoli angoli rispetto alla verticale attraverseranno gli scintillatori di trigger indipendentemente da dove impattano, mentre le particelle con un grosso angolo rispetto alla verticale, se incidono con un certo angolo $\phi$ potranno attraversare entrambi gli scinti, mentre se incidono con angolo $\phi + \pi$ non riescono ad attraversarli entrambi (un futuro disegno chiarirà..): per questo si fitta solo la parte centrale

Proietto sul piano di jack

Mappa di efficienza

La mappa di efficienza è definita come il rapporto tra il numero di particelle viste dal mio scinti e il numero totale di particelle che l'hanno attraversato. Lo faccio per ogni bin, per ciascun tassello della mia suddivisione spaziale. Essendo gli istogrammi 2d delle matrici di numeri, posso fare la divisione elemento per elemento

Definisco visivamente delle regioni (una verticale ed una orizzontale) entro cui fare la media perpendicolare. Nota: non medio solo nel quadrato!!

Per esempio, considerando la regione orizzontale comrpresa tra $y=2$ e $y=8$ circa, medio ciascuna colonna, ottenendo quindi un vettore riga, al variare delle $x$, al cui centro ho il calorimentro mentre ai bordi ho il nulla

Proiezioni

Effettuo le proiezioni nella regione scelta e fitto il tratto piatto con una costante per ottenere l'efficienza

Un po' di cose a caso

Correlazioni di PH

Ph in funzione della posizione (Taglio)

Il grafico ad x, ma come due diversi istogrammi

Z plot