Departamentul de Fizica Nucleara Contributii la Proiectul European AGATA: Algoritmi de tracking si simulare de experimente Gabriel Suliman

Departamentul de Fizica Nucleara Cuprins  Agata  Algoritmul de tracking (Fuzzy logic)  Simularea experimentului: S Ni 90 Ru

Departamentul de Fizica Nucleara Proiectul AGATA

Departamentul de Fizica Nucleara Ce e AGATA?  Eficienta si raport P/T mare.  Capabilitatea sa faca fata unor rate de numarare mari  Resolutie in pozitie buna a fiecarui foton, care sa permita o buna corectie Doppler. Analiza formei semnalului + g-ray tracking

Departamentul de Fizica Nucleara Configuration for AGATA 180 hexagonal crystals3 shapes 60 triple clustersall equal Inner radius 24 cm Amount of germanium 362 kg Solid angle coverage 82 % 6480 segments Efficiency at 1MeV: 43% (M  =1), 28% (M  =30) Peak/Total:58% (M  =1), 49% (M  =30) The configuration based on 180 hexagonal crystals has been chosen for AGATA and the crystal shape has been fine tuned to maximize the solid angle coverage and optimize the performance over a range of  multiplicities.

Departamentul de Fizica Nucleara Algoritmul de tracking

Departamentul de Fizica Nucleara Ingredients of Gamma Tracking Analiza Formei Semnalului pentru identificarea semnalului de la fiecare detector · · Identificarea fiecarui punct de interactie (x,y,z,E,t) i Detectori segmentati Reconstructia tractoriei fotonilor evaluand permutari ale punctelor de interactie Electronica digitala care sa inregistreze si sa proceseze semnalele de la fiecare segment Foton reconstruit

Departamentul de Fizica Nucleara Algoritmul de tracking Gruparea punctelor de interactie clustering Gruparea punctelor de interactie clustering Validarea grupurilor de puncte

Departamentul de Fizica Nucleara  J.C.Bezdek, in F.Hoeppner et al, “Fuzzy Cluster Analysis”, J.Wiley, 1999  Fuzzy C-Means (or ISODATA)  Minimizarea unei functii obiectiv: j - indicele celor N puncte de interactie k - indicele celor K grupuri de puncte d - distanta geometrica intre punctul j si clusterul k. - gradul de apartenenta a punctului j la clusterul k m - fuzzyfier de Algoritmul de Clusterizare Fuzzy clustering

Departamentul de Fizica Nucleara de Algoritmul de Clusterizare Fuzzy clustering grupurile de puncte depind doar de distributia in spatiu a punctelor de interactie (no origin) Iterativ - viteza mica de executie Parametru de input - numarul de clusteri DEZAVANTAJE AVANTAJE

Departamentul de Fizica Nucleara Descrierea algoritmului de clusterizare Gasirea numarului de clusteri Initializarea pozitiilor initiale a clusterilor si gradului de apartenenta a fiecarui punct la cluster Noul grad de apartenenta a fiecarui punct la clusteri Noi pozitii ale clusterilor pentru a minimiza functia obiectiv

Departamentul de Fizica Nucleara Descrierea algoritmului de clusterizare Gasirea numarului de clusteri Cluster no 1 Cluster no 2 Cluster no 3 Cluster no 4 Cluster no 5

Departamentul de Fizica Nucleara Descrierea algoritmului de clusterizare Gasirea numarului de clusteri numarul de fotoni care au interactionat cu detectorul (unul sau mai multe puncte de interactie) Numarul bun de clusteri Numarul de clusteri determinat ≈

Departamentul de Fizica Nucleara # de clusteri: Distanta =35 “valoare optima”

Departamentul de Fizica Nucleara Defuzzification: “each point belongs to each cluster” →“crisp clusters” Methods used: 1.Apply a threshold on the degree of membership to each cluster 2.Apply a cut on the dispersion of the degree of membership 3.Apply a cut on the average degree of membership …… Descrierea algoritmului

Departamentul de Fizica Nucleara Descrierea algoritmului de tracking Validarea Clusterilor Fotoni: Energie, puncte de interactie “Brute Force” “Best Next Step” Auxiliara Factori de calitate Calitatea Algoritmului Clusteri Factori de calitate Cuts Fotoni: Energie, Puncte de interactie

Departamentul de Fizica Nucleara

Simularea de experimente

Departamentul de Fizica Nucleara                            Pulse shape generation  -ray tracking Data Analysis Event generation Detector response Electronics Response Function Pulse Shape Analysis to decompose recorded waves Packing and smearing of simulated data

Departamentul de Fizica Nucleara Simularea unui experiment real AGATA Physics Case  Isomer tagging: Tc-86  Cr-58 (GANIL vs. fast RISING Coulex)  Kr-78 (SPIRAL2 Coulex with EXOGAM)  Ba-124 (hyperdeformation, EUROBALL)  Ru-88 (heaviest N=Z case, GASP)  No-254 (SHE case, GAMMASPHERE)

Departamentul de Fizica Nucleara Simularea unui experiment real  De ce reactii de fuziune-evaporare? - AGATA va fi folosita intensiv in experimente de fuziune- evaporare - sunt bine descrise de coduri de reactie: (e.g. CASCADE, EVAPOR)  De ce trebuie facute astfel de simulari? -care e limita de detectie pentru AGATA? -care e senzitivitatea AGATA la canale foarte slabe? S Ni 90 Ru

Departamentul de Fizica Nucleara  Generarea Evenimentelor Codul EVAPOR (Monte-Carlo; sectiunile de populare similare cu CASCADE) -spectrele de particule si gama statistice Spectrele gama discrete: generate folosind pachetul gammaware (RADWARE)  Simularea a raspunsului detectorului(GEANT)  Scrierea rezultatelor in format GASP  Analiza datelor “experimentale” Simularea unui experiment real

Departamentul de Fizica Nucleara

Nb (3p) 41 87