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Tipo do documento: Dissertação
Título: Modelos lineares para estimação da energia em tempo real do calorímetro de telhas do ATLAS
Título(s) alternativo(s): Linear models for real-time energy estimation of the ATLAS tile calorimeter
Autor: Insali, Badilé Miranda 
Primeiro orientador: Libotte, Gustavo Barbosa
Segundo orientador: Peralva, Bernardo Sotto-Maior
Primeiro membro da banca: Domingos, Roberto Pinheiro
Segundo membro da banca: Andrade Filho, Luciano Manhães de
Resumo: O LHC (Large Hadron Collider) é o maior acelerador de partículas do mundo, e fornece um ambiente de inúmeros desafios para diversas áreas do conhecimento. Tendo em vista o período de atualização do LHC para alta luminosidade (HL-LHC), com término previsto para 2029, uma nova arquitetura eletrônica de leitura que permitirá a operação no modo free-running de processamento digital de sinais será implementada. Neste contexto de operação do HL-LHC, espera-se um aumento considerável no número de interações por colisão, o que traz desafios significativos para os algoritmos de processamento, especialmente nos calorímetros, onde o empilhamento de sinais pode comprometer a resolução energética. O calorímetro de telhas do experimento ATLAS no LHC, atualmente utilizado para identificar e medir partículas geradas nas colisões de alta energia entre prótons, emprega o método do Filtro Ótimo 2, que busca minimizar a variância do ruído eletrônico. No entanto, em cenários de alta luminosidade, onde os sinais de resposta do calorímetro se sobrepõem devido à alta ocupação, esse método pode introduzir erros sistemáticos, dificultando a estimativa precisa da amplitude do sinal. Diante desse cenário, este estudo busca explorar e comparar o desempenho de diferentes métodos lineares de estimativa de sinal: filtro ótimo 2, filtro ótimo 1, e mínimos quadrados com e sem restrição, considerando tanto condições com pedestal fixo quanto condições com pedestal variável. Os resultados mostram que o método dos mínimos quadrados com restrição se apresenta como melhor alternativa em condições de variação do pedestal.
Abstract: The LHC (Large Hadron Collider) is the largest particle accelerator in the world, providing an environment full of challenges for various fields of knowledge. Given the LHC’s ongoing upgrade to high luminosity (HL-LHC), expected to be completed by 2029, a new reading electronic architecture will be implemented to enable operation in freerunning mode for digital signal processing. In this HL-LHC operating context, a considerable increase in the number of interactions per collision is expected, which brings significant challenges to processing algorithms, especially in the calorimeters, where signal stacking can compromise energy resolution. The tile calorimeter of the ATLAS experiment at the LHC, currently used to identify and measure particles generated in high-energy proton collision events, employs the Optimal Filter 2 method, which aims to minimize the variance of electronic noise. However, in high luminosity scenarios, where calorimeter response signals overlap due to high occupancy, this method may introduce systematic errors, making it difficult to accurately estimate the signal amplitude. In this context, this study aims to explore and compare the performance of different linear signal estimation methods: Optimal Filter 2, Optimal Filter 1, and least squares with and without constraints, considering both fixed pedestal and variable pedestal conditions. The results show that the least squares method with constraints is the best alternative under pedestal variation conditions.
Palavras-chave: Modelos lineares
Empilhamento de sinais
Reconstrução do sinal
Experimento ATLAS
Linear models
Signal pileup
Signal reconstruction
ATLAS experiment
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: INSALI, Badilé Miranda. Modelos lineares para estimação da energia em tempo real do calorímetro de telhas do ATLAS. 2025. 86 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/1/23850
Data de defesa: 19-Fev-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Modelagem Computacional



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