Estudio del funcionamiento del sistema local del Trigger de Muones de las cámaras de deriva del experimento CMS del LHC C. Diez Pardos1, J. Alcaraz1, B. de la Cruz1, I. Josa1 1 División de Física Experimental de Altas Energías, CIEMAT, 28040 Madrid, [email protected]. El experimento Compact Muon Solenoid, CMS [1], es uno de los experimentos de propósito general instalados en el acelerador LHC. Su estructura es cilíndrica y está compuesto por un sistema de detección de trazas y un sistema de calorimetría, inmersos en un solenoide, y por detectores de muones, fuera del mismo. En la zona central de CMS, el barril, los detectores encargados de la medida de muones son cámaras de tubos de deriva, Drift Tubes, DT. El objetivo de estas cámaras es reconstruir la trayectoria del muon, medir su momento e identificar su carga, así como proporcionar la información necesaria al sistema que dispara la toma de datos o trigger. El sistema central de muones está compuesto por 250 cámaras distribuidas en cinco ruedas, cada una organizada en cuatro estaciones concéntricas formadas por doce cámaras (catorce en la última estación). Éstas están formadas por tres supercapas independientes, cada una con cuatro capas de tubos de deriva, y una estructura mecánica, intercalada entre dos de ellas, que le proporciona rigidez. Dos supercapas proporcionan la medida en el plano de curvatura del imán, el plano transverso r-, y la tercera, en el plano perpendicular al mismo, plano r-. Así, en cada cámara se obtienen 8 impactos en un plano y 4 en otro, que se combinan para la reconstrucción de segmentos, los cuales se asocian con otros del resto de estaciones para reconstruir la trayectoria completa del muon y determinar su momento. El primer nivel del trigger local de las cámaras DT [2] está formado por varios componentes: el BTI (Bunch and Track Identifier), forma segmentos a partir de coincidencias de al menos 3 impactos en 4 capas de una supercapa y asigna el cruce de haces en el que se ha producido la colisión; el TRACO (Track Correlator) selecciona los mejores segmentos dados por el BTI en las 2 supercapas y los correlaciona entre sí, y el TS (Trigger Server), selecciona en cada cámara y cruce de haces los dos segmentos de mejor calidad y mayor momento transverso, pt, como entrada del DTTF (Drift Tube Track Finder). Este subsistema construye trazas a partir de los segmentos de distintas estaciones y asigna p t, tabulados mediante tablas de referencia así como una etiqueta de calidad del muon. La calidad de los segmentos en una cámara depende del número de impactos que participen en la reconstrucción, siendo calidad baja (L) 3 impactos en una supercapa y alta (H), 4 impactos. Los segmentos pueden ser además correlacionados o no correlacionados, según estén reconstruidos a partir de impactos en dos supercapas o únicamente en una. De este modo la calidad de los primeros es HH, HL o LL y la de los segundos simplemente H o L. Un buen funcionamiento del trigger es fundamental para seleccionar con eficiencia los muones con alto momento transverso, pt, provenientes de sucesos relevantes para la física objeto de estudio en el LHC. Para comprobar las prestaciones del mismo se comparan los segmentos reconstruidos offline por el software de CMS y la información procedente del trigger local de muones en las cámaras. Durante el año 2008 se realizaron varias tomas de datos de muones cósmicos, tanto con el campo magnético de CMS de 3,8T activo como apagado. Las variables que se comparan en este estudio son la posición del segmento proveniente de un muon en la cámara y el ángulo de incidencia del mismo con respecto a la perpendicular a la cámara en el plano de curvatura del imán (plano r-). Para ello se seleccionó una muestra de segmentos correlacionados, en el primer cruce de haces, asociando a cada segmento de la reconstrucción offline el segmento dado por el trigger en la misma cámara. El estudio se realizó para todas las ruedas y estaciones. La figura 1 muestra los resultados obtenidos con datos tomados con campo magnético, para las cámaras de la parte superior del detector en la estación más interna, superponiendo los resultados de cámaras en ruedas con orientación positiva, YB+, y negativa, YB-. (La orientación depende de la situación de la electrónica de lectura de datos en el detector.) En la gráfica superior se presenta la posición dada por el trigger local frente a la obtenida en la reconstrucción offline, observándose una excelente correlación entre ellas. Se ha Figura 1. Arriba, posición dada por el trigger (ordenadas) comprobado igualmente la buena y la información de la reconstrucción offline (abscisas). correlación en la medida del Abajo, diferencia entre la información proporcionada por el ángulo de incidencia. Las figuras trigger y la reconstrucción offline: posición (izquierda) y inferiores muestran la diferencia ángulo de incidencia (derecha). segmento a segmento entre la información del trigger y la reconstrucción offline. Se observa un desplazamiento con respecto a cero, diferente según la orientación de las ruedas bajo estudio en estos momentos. Dado que la resolución de la reconstrucción offline es mucho mejor que la del trigger, se puede estimar ésta última, siendo de un 1 mm en posición y de 5 mrad en el ángulo de incidencia, similar a la obtenida en medidas con haces de prueba. La conclusión de este estudio es la existencia de un buen acuerdo entre la información del trigger y la reconstrucción offline. Asimismo este análisis permitió detectar problemas concretos en ciertas cámaras. Los resultados se compararon también con los correspondientes a datos tomados sin campo magnético sin encontrarse diferencias significativas. Referencias 1. CMS Collaboration, “Detector Performance & Software, Physics Technical Design Report”, CERN/LHC 2006-001, CMS TDR 8.1, 2 febrero 2006. 2. “Estudio sobre las Cámaras de Tubos de Deriva para el Espectrómetro de Muones del Experimento CMS”, J. Puerta, Tesis UAM, Enero 2004.