Estimação de Energia em um Calorímetro Finamente Segmentado

Abstract

A medição precisa da energia de partículas altamente energéticas tornou-se uma das principais formas de identificar os constituintes fundamentais da matéria. Em aceleradores como o LHC (Large Hadron Collider), detectores como o ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) estão posicionados ao redor do ponto de colisão para analisar as partículas geradas nesses eventos, incluindo partículas raras. No detector ATLAS, o principal sistema responsável por medir a energia de partículas que interagem hadronicamente é o calorímetro hadrônico, conhecido como TileCal. Esse calorímetro possui mais de 10.000 canais de leitura e opera a uma taxa de eventos de 40 MHz. Durante o processo de leitura e digitalização da energia amostrada, ruídos indesejados podem surgir nos canais de leitura. Em especial, ruídos correlacionados entre canais e canais com variâncias de ruído desequilibradas impactam negativamente a resolução de energia do TileCal. Este trabalho propõe um método baseado em um estimador que minimiza a variância do ruído entre os canais de uma célula, com o objetivo de maximizar a relação sinal-ruído da energia estimada. A abordagem aproveita a arquitetura de dupla leitura das células do TileCal, reduzindo os efeitos do ruído na energia medida.