Mise en place du test en faisceau combin´e

7.2.1 Le syst`eme de coordonn´ees

Pour s’assurer de la compatibilit´e des donn´ees du test en faisceau avec celles accept´ees par l’environnement logiciel d’Atlas, la tranche de d´etecteurs assembl´ee en H8 a ´et´e mise par convention en correspondance avec le premier secteur enη et enφ, comme montr´e sur la partie hachur´ee (en jaune) de la figure 7.3. Dans le r´ef´erentiel dit “de r´ef´erence” pour tout le dispositif

Fig. 7.3: Les r´ef´erentiels en tranche et de r´ef´erence du test en faisceau H8. La partie hachur ´ee sert de

correspondance entre le r´ef´erentiel local du test en faisceau et celui utilis ´e par Atlas.

exp´erimental, le faisceau va `a travers les diff´erents sous-d´etecteurs (de gauche `a droite) le long de l’axe x parall`ele `a l’axe du faisceau H8 ; l’axe y allant verticalement vers le ciel et l’axe z horizontal vers le sud-est. Toutes les distances sont compt´ees `a partir du point d’interaction, tr`es exactement `a la surface de l’aimant du d´etecteur interne (MBPSID).

7.2.2 Les sous-d´etecteurs

La mise en place du test en faisceau peut ˆetre visualis´ee sur la figure 7.4. Les diff´erents d´etecteurs sont le trajectographe interne, le calorim`etre ´electromagn´etique, le calorim`etre ha-dronique et le spectrom`etre `a muons.

Le trajectographe interne est compos´e de trois sous-syst`emes. Au plus pr`es du point d’in-teraction on trouve trois couches de six modules de pixels ayant une tr`es grande granularit´e et quatre couches de d´etecteurs `a bandes de silicium (SCT) faites de deux modules chacun. Ils sont plac´es dans l’aimant MBPSID. Celui-ci engendre un champ magn´etique axial de 1,4 Tes-las produit par un sol´eno¨ıde. La distance entre la derni`ere couche de pixel et le la premi`ere de SCT est la mˆeme que dans Atlas (175 mm). Finalement on trouve deux modules du d´etecteur `a pailles avec des tubes `a d´erive espac´es de radiateurs `a effet de transition (TRT). Celui-ci est situ´e 55 mm apr`es la derni`ere couche de SCT, soit plus loin que ce qui est pr´evu dans Atlas (40 mm). En particulier, dˆu `a sa taille, le TRT est situ´e en dehors de l’aimant MBPSID.

7.2. MISE EN PLACE DU TEST EN FAISCEAU COMBIN ´E

Fig. 7.4: Repr´esentation sch´ematique (`a gauche) et photographie ( `a droite) de la mise en place du test

en faisceau. Les faisceaux de particules rencontrent tout d’abord les modules de pixel et le SCT et continuent ensuite vers le TRT, le calorim `etre ´electromagn´etique (LAr), le calrom`etre hadronique `a tuiles scintillantes (Tilecal) et le spectrom `etre `a muons. Dans le syst`eme de coor-donn´ees utilis´e, le faisceau se meut dans la direction des x positifs, l’axe y pointant vers le haut, l’axe z pointant hors du plan, qui est aussi la direction des η positifs. La table soutenant les calorim`etres pouvait ˆetre translat´ee et tourn´ee pour simuler une arriv´ee des particules du point d’interaction avec diff´erentes valeurs deη.

Un module d´emonstrateur du calorim`etre ´electromagn´etique `a argon liquide est plac´e en-suite `a l’int´erieur de son cryostat. Il est situ´e `a 782 mm de la derni`ere couche du TRT. Pour le calorim`etre hadronique `a tuiles, trois modules du tonneau et trois modules du tonneau ´etendu ont ´et´e utilis´es. Tous les modules du calorim`etre hadronique, `a l’exception du module tonneau le plus en dessous, sont des modules de production. Lors de la prise de donn´ees avec les modules du tonneau ´etendu, un petit calorim`etre ´electromagn´etique suppl´ementaire ´etait plac´e devant, pour augmenter la couverture du d´etecteur. Quelques m`etres en arri`ere de la table (environ 28 m) on trouve une partie du tonneau du spectrom`etre `a muons, avec une chambre Monitored Drift Tube (MDT) BOS, et quatre modules de stations MDT (sept chambres) plac´es un peu plus loin. Enfin la partie boucon ´etait plac´ee encore plus loin avec une Cathode Strip Chamber (CSC), six chambres MDT plac´ees `a trois stations, un triplet de Thin Gap Chamber (TGC) et deux doublets de TGC. Il y avait aussi un syst`eme de d´eclenchement sur les muons avec deux scintillateurs de taille 10× 10 cm, deux stations de d´eclenchement de Resistive Plate Counters (RPC). Enfin deux aimants ´etaient install´es.

7.2.3 Le syst`eme de d´eclenchement et d’acquisition

Durant la prise de donn´ees, le plus r´ecent d´emonstrateur du syst`eme d’acquisition et de d´eclenchement a ´et´e utilis´e. Le d´eclenchement principal sur le faisceau est constitu´e par les scintillateurs S1, S2 et S3. Les autres scintillateurs SMH, SMV et SMT peuvent cependant aussi ˆetre utilis´es. Les signaux des scintillateurs ´etaient envoy´es vers un chˆassis dans l’une des

7.

IDENTIFICATION DES ´ELECTRONS DE BASSE ´ENERGIE DANS

LES DONN ´EES DU TEST EN FAISCEAU COMBIN ´E H8 DE 2004

salles de contrˆole o`u la logique du d´eclenchement ´etait construite. L’acquisition ´etait d´eclench´ee lorsqu’une particule produisait un signal dans ces trois scitnillateurs et que tous les d´etecteurs ´etaient en ´etat de mesurer un nouveau signal. Une fenˆetre en temps ´etait alors ouverte et les signaux provenant de tous les sous-d´etecteurs ´etaient enregistr´es sur un disque local. Finalement les fichiers de sortie ´etaient transf´er´es sur le syst`eme de stockage de masse du Cern. Leur format de donn´ees est tr`es similaire `a celui attendu pour les donn´ees d’Atlas sur collisionneur.

7.2.4 Reconstruction des donn´ees

Les donn´ees sont reconstruites par le logiciel Athena, d´ecrit au paragraphe 1.4.1. Le format des donn´ees reconstruites est le Ntuple combin´e Root, ´evoqu´e au paragraphe 1.4.2. Celui-ci contient l’ensemble des informations de reconstruction des traces charg´ees, des cellules et des amas ´electromagn´etiques, ainsi que les algorithmes de reconstruction et d’identififcation des ´electrons d´ecrits dans les chapitres pr´ec´edents. Nous utiliserons par la suite l’algorithme initi´ par une trace dans le d´etecteur interne et optimis´e pour les ´electrons de basse ´energie.

L’algorithme a en effet permis de reconstruire avec succ`es des ´electrons. Toutefois un chan-gement a ´et´e n´ecessaire. En effet, comme vu au chapitre 4, dans sa forme utilis´ee pour les Data Challenge 1 ou pour les premi`eres reconstruction des donn´ees du test en faisceau, l’amas ´electromagn´etique cr´e´e ressemblait `a un ovo¨ıde qui suit la forme de la gerbe ´electromagn´etique. La trace ´etait extrapol´ee dans chaque compartiment et une cellule chaude ´etait recherch´ee autour dans une petite fenˆetre, typiquement de trois cellules. Une collection de cellules ´etait alors pris en compte, dans chaque compartiment, autour de cette cellule chaude. Toutefois cette mani`ere de faire rendait la reconstruction tr`es sensible `a l’alignement entre le trajectographe interne et le calorim`etre ´electromagn´etique, et ce particuli`erement dans le premier compartiment o`u cette taille de trois cellules est tr`es petite, probl`eme inexistant dans les donn´ees Monte Carlo utilis´ees alors qui simulaient un d´etecteur parfait. Si le logiciel Athena a permis de compenser, apr`es ´etudes, l’alignement et l’extrapolation des traces, j’ai aussi proc´ed´e `a une modification impor-tante de la formation de l’amas, telle que d´ecrite dans le paragraphe 4.5.2, `a savoir la formation de l’amas autour de la position extrapol´ee de la trace dans le deuxi`eme compartiment. Cette modification, allant dans le sens de la simplification, ´etait `a la fois indispensable pour l’analyse du test en faisceau, pour celles des donn´ees Monte Carlo actuelles avec une g´eom´etrie r´ealiste et a permis aussi d’appliquer les corrections apport´ees `a l’´energie reconstruite de la particule incidente estim´ees par la collaboration pour un amas rectangulaire.

7.3 Les donn´ees utilis´ees

Les donn´ees prises durant le test en faisceau combin´e 2004 se r´epartissent en huit p´eriodes qui se distinguent par la configuration des d´etecteurs dans la ligne de faisceau, ainsi que par la nature du faisceau lui-mˆeme. Les donn´ees utilis´ees pour cette ´etude ont ´et´e prises durant la