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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estimação de energia baseada em filtragem casada para um calorímetro operando em condições de empilhamento de sinais
Título(s) alternativo(s): Estimação de energia baseada em filtragem casada para um calorímetro operando em condições de empilhamento de sinais
Autor: Rocha, Geovane Pacheco da 
Primeiro orientador: Peralva, Bernardo Sotto-Maior
Primeiro membro da banca: Domingos, Roberto Pinheiro
Segundo membro da banca: Ferraz, Victor Araujo
Resumo: A descrição e reprodução computacional de fenômenos são um desafio comum na área da Modelagem Computacional. No contexto da calorimetria de altas energias, a energia da partícula proveniente de colisões é absorvida e amostrada em forma de um sinal digitalizado. Em operação de alta taxa de eventos e luminosidade, o empilhamento de sinais pode ocorrer devido à alta ocupação dos canais de leitura do detector, tendo como consequência a distorção do sinal esperado. Neste contexto, este trabalho avalia o desempenho do método conhecido como Filtro Casado, aplicando-o em duas abordagens distintas chamadas de Filtro Casado Determinístico e Filtro Casado Estocástico. Tais abordagens serão comparadas ao método atualmente aplicado no Calorímetro de Telhas TileCal, chamado Filtro Ótimo. Para a análise de eficiência, foi criando um ambiente composto de dados simulados considerando diferentes condições de empilhamento de sinais no TileCal do ATLAS. Além deste ambiente, também foi criado o ambiente hibrido, que consiste em sinais cuja a amplitude é previamente conhecida e então adicionada em diferentes condições de ruídos reais. Para ambos ambientes, diferentes relações sinal-ruído foram consideradas a fim de se entender como cada método se comporta em tais situações. Os resultados mostraram que o Filtro Casado Estocástico se mostrou capaz de estimar a amplitude dos sinais de forma mais precisa se apresentando como uma alternativa para a estimação de energia do TileCal.
Abstract: The description and reproduction of physical phenomena are a common challenge in the field of computational modeling. In the context of high-energy calorimetry, the particle energy produced from collisions is absorbed and sampled in the form of a digitized signal. In a high event-rate and luminosity conditions, the signal pile-up effect may arise due to the high occupancy of the detector’s readout channels, causing the distortion of the expected signal. In this context, this work evaluates the performance of the method known as Matched Filter, by applying it in two distinct approaches called Deterministic Matched Filter and Stochastic Matched Filter. These approaches will be compared to the current method applied in the ATLAS Tile Calorimeter (TileCal), known as Optimal Filter. For the efficiency analysis, an computational environment was created to contain simulated data considering different signal pile-up conditions in the TileCal. Furthermore, a hybrid environment was also created, consisting in signals whose amplitudes are previously known and added to different conditions of pile-up noise. For both analysis, different signal-noise ratio conditions were considered. The results show that the Stochastic Matched Filter presented high accuracy in estimating the amplitude, becoming an alternative for the TileCal energy estimation task.
Palavras-chave: Processamento de sinais
Métodos de simulação
Estimativa de parâmetros
Calorimetria
Aceleradores de partículas
Filtro casado
Filtro ótimo
Estimação de sinais
Calorimetria de altas energias
Matched filter
Optimal filter
Signal estimation
High energy calorimetry
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
Programa: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
Citação: ROCHA, Geovane Pacheco da. Estimação de energia baseada em filtragem casada para um calorímetro operando em condições de empilhamento de sinais. 2021. 97 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16996
Data de defesa: 27-Out-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Modelagem Computacional

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