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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23541
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Análise do desempenho de modelos lineares para a reconstrução de sinal do calorímetro de telhas do experimento ATLAS no contexto do HL-LHC |
Título(s) alternativo(s): | Performance analysis of linear models for the signal reconstruction of the ATLAS experiment tile calorimeter in the context of the HL-LHC |
Autor: | Morett, Guilherme Barroso ![]() |
Primeiro orientador: | Peralva, Bernardo Sotto-Maior |
Primeiro membro da banca: | Souza, Edmar Egídio Purcino de |
Segundo membro da banca: | Libotte, Gustavo Barbosa |
Resumo: | O avanço tecnológico computacional tem impulsionado significativamente o campo de processamento de sinais. Um dos tópicos centrais desta área, a reconstrução de sinal, apresenta aplicações de ponta na física de partículas de altas energias. As colisões atômicas geram elevada quantidade de dados em intervalos curtos de tempo. Sendo assim, há exigência de detectores sofisticados para registrar os eventos de interesse em diversos canais de leitura com precisão e exatidão. Com o advento do High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), espera-se um aumento substancial na taxa de colisões, com maior luminosidade, parâmetro diretamente relacionado à densidade dos feixes. Embora esse cenário de alta luminosidade amplie o potencial de exploração científica, ele também intensifica o empilhamento de sinais em um mesmo canal de leitura, dificultando o processo de reconstrução. Este trabalho analisa métodos lineares para estimação de parâmetros fundamentais à reconstrução de sinais simulados no contexto do HL-LHC, utilizando como referência o calorímetro de telhas cintilantes TileCal do experimento ATLAS. Foram analisados os métodos Melhor Estimador Linear Não Enviesado (BLUE), Filtro Ótimo (OF), Mínimos Quadrados (LS), Filtro de Wiener (WF) e Desconvolução de Sinal (SD), com ênfase na estimação da amplitude e fase de resposta do canal do TileCal. Além disso, foi investigado o impacto do janelamento das amostras no erro de estimação, considerando a sequência de dados fornecida a cada instante de colisão. Os resultados indicam que métodos que utilizam parâmetros de referência, como LS e WF, apresentam desempenho superior em diversos cenários operacionais do HL-LHC. |
Abstract: | The technological advancement of computing has significantly boosted the field of signal processing. One of the central topics in this area, signal reconstruction, presents cutting-edge applications in high-energy particle physics. Atomic collisions generate large amounts of data in short time intervals. Thus, there is a need for sophisticated detectors to record the events of interest in various reading channels with precision and accuracy. With the advent of the High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), a substantial increase in collision rate is expected, with greater luminosity, parameter directly related to the density of the beams. Although this high luminosity scenario amplifies the potential for scientific exploration, it also intensifies the stacking of signals in a same reading channel, making the reconstruction process difficult. This work analyzes linear methods for estimation of fundamental parameters to the reconstruction of simulated signals in the context of the HL-LHC, using as reference the scintillating tile calorimeter (TileCal) from the ATLAS experiment. The methods Best Linear Unbiased Estimator (BLUE), Optimal Filter (OF), Least Squares (LS), Wiener Filter (WF) and Signal Deconvolution (SD) were proposed, with emphasis on estimating the amplitude and phase response of the TileCal channel. In addition, the impact of sample window on estimation error was investigated, considering the sequence of data provided at each collision moment. The results indicate that methods using reference parameters, such as LS and WF, have superior performance in several operational scenarios of the HL-LHC. |
Palavras-chave: | Experimento ATLAS Reconstrução de sinal Métodos lineares Atualização HL-LHC ATLAS experiment Signal reconstruction Linear method HL-LHC upgrade |
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: | MORETT, Guilherme Barroso. Análise do desempenho de modelos lineares para a reconstrução de sinal do calorímetro de telhas do experimento ATLAS no contexto do HL-LHC. 2025. 148 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Instituto Politécnico, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2025. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23541 |
Data de defesa: | 30-Jan-2025 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Modelagem Computacional |
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