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Speakers: Andrea Pareti (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), Giacomo Polesello (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
Alla ricerca di un modo per riprodurre il seguente plot sulla non-linearità osservata da Daniele al Tb25:
Procedura applicata per il momento:
Dalla simulazione viene stampato il contenuto in fotoelettroni prodotti in ciascuna fibra ottica. Il mapping di Ruggero viene utilizzato per associare ogni fibra al canale con grouping hardware (8 fibre). Ciascun canale viene inoltre associato alla FERS corrispondente.Il sistema di trigger viene riprodotto richiedendo che, per ogni FERS, almeno due canali vadano sopra soglia. Le soglie vengono settate in MeV, con un valore per ciascuna FERS e misurato da Luca:
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Al momento sto sparando nel centro del calorimetro, quindi si illuminano principalmente le FERS dalla 7 alla 10. Per ogni canale viene sommato il contributo in fotoelettroni da ciascuna fibra, a cui viene sommato un contributo di noise fornito da Daniele, generato come uno smearing gaussiano centrato a zero e RMS pari al valore del pedestallo. Ho utilizzato i valori di rumore per i canali HG dei SiPM. Per ogni FERS viene contato il numero di canali che superano la soglia corrispondente, e se tale numero è almeno pari a 2, tutto il segnale di quella FERS viene letto.
N.B.: il segnale della simulazione viene dato in fotoelettroni, quindi il contributo al segnale dipende fortemente dal rapporto phe/GeV settato (che nel nostro caso dipende dalla attenuazione della luce nelle fibre ottiche: per il momento ho messo a 10m le lunghezze di attenuazione per S e C, quindi un fotone scintillante corrisponde a 5.6 MeV e uno Cerenkov a 23 MeV. Per le attenuazioni misurate al TB24, questi numeri salgono a 8.4 MeV e 34 MeV).
Per considerare il plateau osservato nei dati ad alte energie, ho inserito il fattore di correzione usato da Giacomo nel TB23, che stima la probabilità che più di un fotone ottico entri in una stessa cella del SiPM. In questo caso prendo la PDE stimata e il numero totale di celle per ciascun tipo di SiPM in HiDRa, il numero di fotoni ottici incidenti, e applico la seguente formula per ricavare il numero di celle accese:
Inoltre, aggiungo una perdita poissoniana di fotoni ottici per ciascun canale del calorimetro, più dettagli sotto. Per il momento questo è il risultato che ottengo:
Andando per passi:
1) Linearità dopo aver aggiunto il sistema di attivazione delle FERS con le soglie di Luca, senza nessun rumore nè altri effetti:
2) Aggiungendo il rumore HG misurato al test beam:
Trovo che il rumore HG sia un po' più alto per il canale Cerenkov che per quello scintillante.
La mia interpretazione è che lo shift verso l'alto (sempre tenendo conto dei fattori di scaling di prima) sia dovuto alla logica di trigger applicata alle FERS: aggiungendo un termine gaussiano random, i contributi positivi aiutino a superare la soglia della FERS e quindi positivamente al segnale totale. (tenendo conto che il rumore risulta essere solitamente tra i 10 e i 30 MeV, non troppo inferiore alle soglie).
3) Parte più critica (IMHO): visto che il caso precedente non mi sembrava portare nella direzione corretta, ho aggiunto una funzione che fornisce una probabilità, per ciascun canale da 8 fibre, di perdere un segnale corrispondente a n fotoni ottici. Sto in particolare pensando a un caso in cui ognuno degli 8 SiPM abbia un suo pedestallo largo e un segnale che potrebbe non discostarsi di molto. In particolare, nel caso di una fluttuazione negativa del pedestallo, il contributo ped+signal potrebbe essere inferiore al taglio per la sottrazione del pedestallo durante il calcolo del segnale.
Utilizzo quindi una funzione che genera, per ogni canale, una poissoniana di media N, il cui output è il numero di fotoni che vengono sottratti a quel canale (nel caso in cui la FERS corrispondente sia stata accesa). I valori più simili li ho trovati dando una media di 4 fotoni persi per ogni canale:
Applicando poi la correzione per più fotoni sulla stessa cella dei SiPM, si ritorna al plot presentato sopra.
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