La geometrie de l'experience est decrite dans les 2 images suivantes

4 chambres faites de gap simple bakélite (2-2-2 mm) encadre le prototype RE 4.1. La separation entre chaque chambre est d'environ 10 cM.

La distance entre la projection du bas du telescope et le haut de la chambre est de 88 cm.

Les chambres du télescope sont équipées d'ASU du SDHCAL (24 HardROC2 , 64 pads 1×1 cm par ASIC) couvrant une surface de (33 x 50 ) cm2. Le télescope est centré latéralement sur l'IRPC pour couvrir les 32 pistes centrales équipées. Longitudinalement, il est décalé de 20 cm environ, au delà des FEBs et de leur connectiques.

Dans les 4 chambres du télescope un analyse en temps est réalisée en associant les ASIC touchés dans une fenêtre de 5 horloges (5 x 200 ns).

Le seuil minimal sur les ASICs du télescope est fixé à 160 (B0) et quelques Pads/ASIC bruyant sont inactivés.

Les pads adjacents sont ensuite associés en clusters sur chaque plan. Ces clusters sont ajustés à une simple droite et la trace est acceptée si la probabilité du Chi2 > 0.05. On demande également que les 2 plans les plus abs n'est pas plus de 2 clusters reconstruits pour éliminer partiellement les gerbes hadroniques.

L'acceptance du télescope étant plus large que celle des strips, on ne s'attend pas à une pleine efficacité, cependant la seconde chambre étant partiellement moins efficace, les traces reconstruites sont essentiellement dans l' acceptance de l'IRPC.

Les traces sélectionnés sont extrapolées dans le plan de l'IRPC. Un exemple est donné dans la figure suivante

La trace est reconsruite avec un Bunch Crossing , BC x 200 ns depuis le début de la fenêtre d'acquisition. Les hits dans l'IRPC ont un temps reconstruit également par rapport au début de la fenêtre. On mesure donc la distance en temps entre les canaux et BC:

et si on zoome dans la région de la trace:

On sélectionne ainsi les canaux FEB dans une fenêtre de [-8,-3] bunch crossing pour le signal et [-113,-13] pour l'étude du bruit. Comme on le voit sur ces figures le bruit physique est <0.001 et est négligé dans l'évaluation de l'efficacité.

On construit ainsi un première efficacité:

qui reflète l'efficacité maximale (acceptance inclue) de la chambre au seuil considéré. la reconstruction de la position (efficacité Low radius) n'est pas prise en compte

DANS TOUTE L'ETUDE SUIVANTE, ON E TIENT PAS COMPTE DE L'ANGLE DES PISTES ET DE LEUR VARAITION DE LARGEUR

Chaque hit correspond à une piste vue des 2 cotés. Du fait de la géomètrie, le signal coté HR (T0) parcourt au maximum 150 cm et celui coté LR(T1) au minimum 220 cm. On peut donc sélectioné les hits avec T1>T0, au décalage des TDCs près.

La position en Y d'une piste est ainsi donnée par

où est la longueur de la piste active

est la longueur de la piste de retour jusqu'au connecteur

est la longueur de la piste active au connecteur coté HR

est la vitesse du signal dans le PCB

• = 15.58 cm/ns
• = 14.62 cm/ns

L'alignement en Y des pistes est réalisé en calculant pour chaque piste compatible en X avec l'extrapolation ( 5 cm):

Les figures suivante montre cette distribution pour les pistes 4 12 18 et 24

Après correction on peut associer le hit à l'extrapolation ( 5 cm, 9 cm) et on obtient

On voit que l'on obtient une résolution de l'ordre de 1.8 cm par piste.

La figures suivante montre la position de l'ensemble des hits en temps

Comme on peut le voir sur cette figure, il y enormément de hits non associés à la trace (Y>50 cm). L'accumulation vers 150 cm correspond à du crosstalk au niveau des FEBs (T1 T0).

On voit une différence entre le coté EM888 et FR4 dûe au fait que la position est calculée à partir de la vitesse mesurée dans le FR4 (\epsilon = 3.7)

L'accumulation vers 130 cm correspond au bout de la piste, en effet le Y_strip est réaligné sur la valeur de la trace du télescope qui commence ~ 15 cm plus loin que le haut de la chambre. Ces hits sont donc compatibles avec un effet d'adaptation d'impédance.

Si l'on regarde le hit le plus proche de l'extrapolation de la trace on obtient

La resolution en X et Y est donné par la largeur de la distribution suivante

Pour essayer de comprendre l'origine des hits résiduels, on peut regarder la différence entre le temps absolu de ces hits et de celui associé à la trace:

On observe un pic à 0 correspondant en grande partie à des hits qui seront associés en cluster au hit préalablement sélectionné. La largeur de ce pic (très déformé) est de 1.7 ns , on pourra donc associer les hits à moins de 5 ns. On observe néanmoins 2 pics résiduels à 68 ns et à 103 ns qui sont pour l'instant inexpliqués.

Malgré ce bruit résiduel on peut définir une nouvelle efficacité intégrée en sélectionnant les hits où la distance de la trace au hit est inférieure à 8 cm ( 5 de la distribution des distances)

On obtient la distribution de hit suivante

et l'efficacité est définie par

On reconstruit des clusters en assoiciant le hit H si un des hits du cluster satisfait à

On reconstruit le nombre de clusters suivant par evenement:

La taille moyenne de tous les clusters est donnée par:

et celle du cluster le plus proche de la trace ( dX<6 cm et dY<10)

De nouveau on reconstruit des clusters dans et hors de l'acceptance:

La distribution du cluster le plus proche de l'extrapolation donne:

La distance du plus proche à la trace nous donne

où l'on découvre encore une contamination par du bruit de lecture.

Mais si l'on applique la coupure précédente ( dX<6 cm et dY<10) on obtient

On voie que dans ce cas on perd environ 2 % d'efficacité dû à ce bruit de lecture.

On définit l'efficacité de reconstruction de cluster par:

Pour évaluer le bruit physic dans la chambre, on déplace la fenêtre de sélection en temps de l'intervalle en BC de [-8,-3](x 200 ns) à [-113,-13].

On compte alors Nc, le nombre de cluster reconstruit pendant le run. Le taux de bruit est alors donné par

où

est la largeur de la fenêtre de sélection, i.e, 20 microsecondes

est le nombre d'évènements du run

est l'efficacité de reconstruction des clusters