4.6 Le premier prototype MFT à l’épreuve d’un faisceau
4.6.3 Données récoltées et analyse
Après la phase d’installation et de validation du dispositif expérimental, l’acquisition des données destinées à être analysées s’est déroulée sur une période de 5 jours. Au total, 55 périodes (runs) acquises ont pu être analysées. Sur l’ensemble de ces périodes, environ 30 millions de traces ont été reconstruites avec les données recueillies par le télescope. La Figure 4.20 montre le nombre de traces reconstruites dans le télescope au cours de chacune des 55 périodes de prise de données.
Les informations disponibles dans les données brutes contiennent les adresses des pixels ayant détecté le passage d’une particule (hit). Ces hits sont associés à un marqueur temporel correspondant au signal de déclenchement12d’acquisition. La première étape d’analyse des données consiste à identifier les groupes de pixels touchés (clusters) et à déterminer leur po- sition. La reconstruction des traces est ensuite réalisée par un algorithme d’ajustement. Cet algorithme minimise l’écart entre les clusters reconstruits dans les 3 capteurs du télescope pour un marqueur temporel donné (un événement) et une fonction linéaire représentant la
12. Lors des tests sous faisceau, le signal de déclenchement était fourni par deux paires de scintillateurs en coïncidence positionnés en amont et en aval du dispositif expérimental.
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trace d’une particule chargée. Seuls les événements pour lesquels des clusters ont été re- construits dans les 3 capteurs sont analysés. Puis, une procédure d’alignement du détecteur basée sur le programme MILLEPEDE [156] est appliquée. Cette procédure cherche la combi- naison de paramètres minimisant la somme des écarts résiduels entre la position de la trace et celle des hits sur les capteurs. La procédure d’alignement est effectuée simultanément pour l’ensemble des capteurs (télescope + échelles). La position des clusters est ensuite re- calculée et l’algorithme d’ajustement est à nouveau utilisé pour déterminer la position de la trace. Après la procédure d’alignement, les écarts résiduels moyens entre les clusters et la trace reconstruite sont proches de 0 pour les 3 capteurs du télescope et les 2 capteurs des échelles traversés par la trace comme le montre la Figure 4.21.
FIGURE4.20 – Nombre de traces reconstruites dans le télescope en fonction de la période de prise de donnée (date et heure de début d’acquisition).
Pour mesurer la résolution spatiale intrinsèque des capteurs positionnés sur le disque, seuls les événements contenant une seule trace reconstruite dans le télescope sont utilisés. Les traces sont reconstruites avec et sans l’inclusion du cluster correspondant sur le capteur du disque. La Figure 4.22 montre l’écart résiduel suivant la direction y sur les capteurs des faces avant et arrière, avec et sans l’inclusion du cluster enregistré sur le disque. La largeur des distributions d’écarts résiduels dans la direction y pour les traces à 4 et 3 points est notée respectivement σavecy ou σsansy . La résolution spatiale intrinsèque σinty du capteur dans la direction y est donné par :
σinty =
q
σavecy ×σsansy (4.1)
La Figure 4.23 montre le résultat des mesures de résolution spatiale intrinsèque dans les deux direction x et y du plan transverse à l’axe du faisceau. Les couleurs des labels sur cette figure correspondent aux heures de démarrage de chaque période d’acquisition. Il apparaît que la résolution est légèrement plus élevée pour données acquises en journée (périodes jaunes et vertes) que pour celles acquises en soirée ou durant la nuit (gris et noir respecti- vement). Cette légère différence peut être attribuée à la sensibilité des capteurs ALPIDE à la
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FIGURE4.21 – Écart résiduel moyen entre la trace reconstruite et le cluster correspondant sur les 5 capteurs traversés par la trace après la procédure d’alignement en fonction de la période de prise données.
variation de luminosité ambiante au cours de la journée, bien que l’ensemble du dispositif avait été placé dans une boîte noire.
L’efficacité de détection des capteurs de la face avant est calculée à partir des traces reconstruites avec les clusters des capteurs du télescope et celui de l’échelle de la face arrière. Sur le même principe, l’efficacité de détection de la face arrière est calculée en incluant le cluster de la face avant. Cette méthode permet de s’assurer que les traces considérées sont comprises dans l’acceptance du capteur. L’efficacité de détection d’un capteur de la face avant ef ront(respectivement arrière eback) est donnée par :
ef ront(%) =
Ntracks(f ront + back)
Ntracks(back) (4.2)
où Ntracks(f ront + back)est le nombre de traces détectées par deux capteurs (avant et ar- rière) et Ntracks(back)est le nombre total de traces détectées par le capteur de la face arrière. La Figure 4.24 montre l’efficacité de détection des capteurs de la face avant et arrière en fonction de la période de prises de données.
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FIGURE4.22 – Écart résiduel entre la trace reconstruite et le cluster correspondant sur les capteurs des faces avant (gauche) et arrière (droite) pour des traces reconstruites avec (bas) et sans (haut) inclure le cluster enregistré sur le disque.
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FIGURE4.23 – Résolution spatiale intrinsèque des capteurs du disque dans la direction x (haut) et y (bas). Les couleurs des labels correspondent aux heures de démarrage des périodes de prise de données. Jaune : 7 :00 < t < 13 :00, vert : 13 :00 < t < 21 :00, gris : 21 :00 < t < 00 :00, noir : 00 :00 < t < 07 :00.
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FIGURE4.24 – Efficacité de détection des capteurs du disque. Les couleurs des labels correspondent aux heures de démarrage des périodes de prise de données. Jaune : 7 :00 < t < 13 :00, vert : 13 :00 < t < 21 :00, gris : 21 :00 < t < 00 :00, noir : 00 :00 < t < 07 :00.
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