28/03/2006 6

Journées Physique Atlas France
27-29 Mars 2006 Autrans
L’algorithme de clustering topologique
Nicolas Kerschen
DAPNIA
Plan:
•Introduction
•Principe et propriétés de l’algorithme (seuils)
•Calibration et optimisation du cluster topologique
•Détermination des poids longitudinaux
•Biais sur la mesure de l’énergie et de la position des particules
•Choix de seuils
•Performances
•Conclusion

28/03/2006 Nicolas Kerschen (DAPNIA) –Journées Physique Atlas France 2
L’algorithme de clustering topologique (Introduction)
•Algorithme de type « proches voisins » sur les cellules du calorimètre
• Recherche d’une cellule graine ayant une énergie au-dessus d’un certain seuil et autour
de laquelle le cluster va être construit
•Prendre en compte, dans le cluster, toutes les cellules voisines ayant une énergie au
dessus du bruit
• L’algorithme comporte trois seuils
au dessus du bruit
–le seuil sur la cellule graine:
la recherche de gerbes
électromagnétique se fait en
recherchant des cellules graines
dans la couche du milieu
–le seuil sur les voisins:
L’algorithme arrête l’accrétion
de cellules quand l’énergie
dans la cellule passe en
dessous de ce seuil, la cellule
graine étant la cellule initiale
–le seuil sur les cellules:
Une fois le cluster formé
ce seuil permet de rajouter
une couronne de cellules
autour du cluster initial
Ces seuils peuvent être optimisés. Dans ATHENA,
les seuils utilisés par défaut pour les électrons
sont: •6sdu bruit pour le seuil sur la graine
•3sdu bruit pour le seuil sur les voisins
•3sdu bruit pour le seuil sur les cellules

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Détermination des poids longitudinaux
• L’énergie de la particule incidente est mesurée dans les quatre couches du calorimètre.
Des poids appliqués à chacune des couches permettent d’uniformiser la réponse du
calorimètre. Il est donc possible de paramétriser l’énergie reconstruite pour optimiser la
résolution, l’uniformité et la linéarité. Ces paramètres son ajustés sur le Monte-Carlo.
•Pour un cluster fixe, la paramétrisation utilisée dans ATHENA est:
•La différence avec le cluster topologique est que le rayon est constant pour le cluster
fixe et que le seuil est constant pour le cluster topologique.
•On peut donc essayer de trouver une paramétrisation pour le cluster topologique en
partant de considération simples sur le développement latérale d’une gerbe
électromagnétique
r0
E
r
r
E
Ethreshold

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•En partant de et en considérant que le rayon dépend du seuil
on trouve comme paramétrisation possible:
•La paramétrisation finalement retenue sera:
avec:
Cette paramétrisation tient compte de la granularité du calorimètre, d’une
taille minimal du cluster
•La détermination des poids longitudinaux
•échantillons utilisés pour la minimisation: électrons et positons DC2 de 20, 50,
100, 200 et 500 GeV uniformément distribués sur -2.5 < h< 2.5 et
reconstruits avec 10.0.4
•Les poids longitudinaux sont extraits en minimisant
sur l’ensemble des échantillons, dans 100 intervalles de 0.025 en h

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•Paramétrisation standard (cluster fixe) appliquée au cluster topologique
•Paramétrisation adaptée au cluster topologique
1%
1%
0.1%
Linéarité: < 0.1%
uniformité d’environ 0.1%
0.1%
Électrons 100 GeV uniformité Électrons 100 GeV linéarité à h= 0.4