İleri Hadronik Kalorimetre (HF)

HF, etkileşme noktasının her iki tarafından 11.2 m uzaklıkta ve 3 ≤ |η| ≤ 5 psüdorapidite aralığında bulunmaktadır. HF± olmak üzere iki modülden oluşmaktadır. Bu modüllerin her biri ∆∅ = 20° ′lik 18 kamadan, her kama da 24

kuleden ve 10°’lik eşit açıyla bölünmüş iki kısımdan oluşmaktadır (CMS NOTE, 2006/44).

HF çok dar ve kısa hadronik duşlar için tasarlanmıştır jetlerin, MET’in ölçümünde önemli rol oynamaktadır. Yoğun bir parçacık akışına maruz kaldığından HF’in yapımında radyasyona dayanıklı malzemeler kullanılmıştır. Aktif malzeme olarak çelik soğurucular ve bunların içine yerleştirilmiş kuvars fiberler, okuma sinyalleri için de Foto Çoğaltıcı Tüpler (FÇT) kullanılmıştır. Kullanılan fiberler parçacıkların yön bilgisini sağlamada yardımcı olan ve FÇT’ler ile tespit edilen Çerenkov ışımasına neden olur. HF’de uzun ve kısa olmak üzere 2 farklı fiber kullanılmaktadır. Uzun fiberler HF’nin elektromanyetik kısımda yer alır ve hem elektromanyetik hem de kuvvetli etkileşen parçacıklara duyarlıdırlar kısa fiberler ise hadronik kısmında yer alıp sadece kuvvetli etkileşen parçacıklara duyarlıdır. Bu sayede kuvvetli ve elektromanyetik etkileşme birbirinden ayırt edilebilmektedir.

Şekil 3.12’de HF kalorimetresi gösterilmektedir.

Şekil 3.12. İleri Hadronik kalorimetre (http://cds.cern.ch/record/1431489/files/HFLo wering4.jpg?subformat=icon-1440).

3.2. Ön Uç okuma Elektronikleri ve Veri Toplama

HKAL’ın ön uç elektronikleri 40 MHz’lik hüzme etkileşiminden gelen sinyalleri sayısallaştırıp okuma kartlarına göndermektedir. Sintilatörlerden gelen ışık WLS fiberler ile temiz fiberlere ve optik kablolar aracılığıyla foto detektörlere, sonrasında ise ön uç elektroniklere iletilmektedir. Fiberler aracılığıyla alınan optik sinyaller önce RBX’in içine yerleştirilen foto detektörlere iletilmektedir. HB, HE ve HO’da foto dedektör olarak Hibrit Foto Diyotlar (HFD) kullanılırken, manyetik alanın daha az yoğun olduğu HF’de foto dedektör olarak FTÇ’ler kullanılmaktadır.

HFD veya FÇT’den gelen analog sinyaller, analog-digital dönüştürücü (ADC) kartlar ve yük toplama ve şifreleme (QIE) kartları yardımıyla sayısal sinyale dönüştürülerek fiber optiklerle ön uç elektroniklerdeki hadronik tetikleme (HTR) kartına iletilir.

HTR kartı farklı türdeki verileri işleyip diğer sistemlere iletmektedir (CMS Collaboration, 2011, CMS UG-TP-1). HKAL’ın veri toplama elektroniklerinin gelen görünümü Şekil 3.13’de gösterilmektedir.

Şekil 3.13. HKAL’deki ön uç elektronikler ve veri toplama sisteminin genel görünümü (CMS Collaboration, 2008, JINST 3 S08004).

HPD’lerde toplanan veri QIE’de sayısallaştırılır ve CCA’ya (Özel Toplu Devre Kontrol Kartı ) aktarılır, hemen sonrasında da GOL (Gigabit Optik Link) optik fiberler ile dedektörden uzaklaştırılır. Veri, veri toplama kartı (DCC) ile CMS veri akış sistemine gönderilir ve HTR (Yüksek Tetikleme Okuyucusu) birinci tetiklemeyi oluşturmuş olur (CMS HCAL Collaboration, 2006, CMS Note 2006/138).

3.2.1 Hibrit Foto Diyotlar (HFD)

HKAL’ın alt kalorimetreleri olan HB, HE ve HO’da foto dedektör olarak HFD’ler kullanılmaktadır. HFD’ler optik sinyali elektrik sinyaline dönüştüren foto detektörlerdir ve parçacık enerjilerinin geniş bir aralığı için ilk sinyallere cevap vermektedirler. Maliyetleri düşüktür, manyetik alandan fazla etkilenmezler ve ayrıca radyasyona dayanıklıdırlar.

Şekil 3.14. HFD’lar özel vakum tüp içine yerleştirilmiş foto katot ve PIN diyottan oluşmuştur (Cushman P.B. ve Heering., 2002).

HFD’ler Şekil 3.14’te gösterilmektedir. HB ve HE’deki HFD’lerde çok sorun yaşanmamasına rağmen HO’da kullanılan HFD’lerde istenilen performans sağlanamamıştır. Bu sorunlar HO’daki yüksek manyetik alandan kaynaklanmaktadır.

Manyetik alanda, kalorimetrenin dış halkaları ±1 ve ±2’de bulunan HFD’lerde gürültü baskın olduğundan gerçek sinyal sayısı azalmıştır. Bu bölgede manyetik alan

0.2 T - 0.3 T aralığında bulunmaktadır. Bu durum kalorimetrenin jet ve müon fiziği çalışmaları için veri alınımını kötü bir şekilde etkilemektedir (CMS Collaboration, 2011, CMS UG-TP-1). Bu problemi çözmek için kalorimetredeki tüm HFD’lerın yerine Silikon Foto Çoğaltıcı’lar (SiFÇ) yerleştirilmesine karar verilmiştir.

3.2.2 Foto Çoğaltıcı Tüp (FÇT)

FÇT’ler son derece yüksek hassasiyet ve hızlı tepki veren çok yönlü bir cihazlardır. HF’de manyetik alan daha zayıf olduğu için foto dedektör olarak FÇT’ler kullanılmaktadır. FÇT’ler genellikle bir cam tüp içerisinde bulunan bir giriş penceresi, bir foto katot, bir elektron çoğaltıcı ve bir anottan oluşmaktadır (Hamamatsu, 2006). Tipik bir FÇT’nin şematik yapısı Şekil 3.15’de gösterilmektedir.

Şekil 3.15 Tipik bir foto çoğaltıcı tüp (Hamamatsu, 2006).

Işık foto katoda girdiğinde, foto katot vakum içine foto elektronları yayar. Bu foto elektronlar daha sonra elektron çoğaltıcılara doğru elektrotlar tarafından odaklanarak yönlendirilir ve burada ikinci yayınım süreci ile elektronları çoğaltır.

Çoğaltılmış elektronlar bir çıkış sinyali olarak anot ile toplanmaktadır (Hamamatsu, 2006).

3.2.3 Silikon Foto Çoğaltıcı (SİFÇ)

Geiger modunda çalıştırılan SiFÇ’ler çok pikselli silikon tabanlı çığ foto diyotlardır. SiFÇ’ler düşük foton akılarını belirlemek için geliştirilen yarı iletken tabanlı foto detektörlerdir. SİFÇ’leri daha cazip hale getiren, yüksek foton algılama verimliliği, dayanıklı ve düşük maliyetleri, kuantum verimliliklerinin HPD’lerin iki katı iken kazançlarının FÇT’lere benzemesidir. SİFÇ’lerin 105-107 oranındaki yüksek kazançları, sıcaklık ve voltaj değişimlerine karşı tepki kararlılığını artırmaktadır. Hızlı zamanlama ve tekli foton sayma özelliklerine sahiptirler, ayrıca SİFÇ’ler iyonize radyasyona karşı duyarsızdırlar. Bu da HPD’lerin SİFÇ’ler ile değiştirilmesinin ana sebeplerinden biridir (Garutti E., 2011). Çünkü iyonize radyasyon CMS’nin tüm alt dedektörlerinde radyasyona bağlı olarak hasara yol açmaktadır. Radyasyon hasarı da dedektörün okuduğu sinyalleri etkilemekte ve dedektörde oluşan gürültüde artışa neden olmaktadır. Bütün bu sorunlar hem dedektörün verimliliğini azaltmakta hem de dedektörden gelen gerçek sinyallerin belirlenmesini zorlaştırmaktadır.

SİFÇ’ler 4T gibi yüksek bir manyetik alandan etkilenmemektedirler. HFD’ler ise sıfır ve 3.5T – 4T manyetik alanlar, çalışmakta iken 0.2T – 0.3T’lik manyetik alanlarda aygıtların bir kısmına zarar vermektedir. Bu da HO kalorimetresinin ±1 -

±2 numaralı halkalarına denk geldiğinden, bu bölgede verimli veri alımı engellenmektedir. HO kalorimetresindeki HFD’lerin SİFÇ’ler ile değiştirilmesi, HO’nun tasarım amaçlarından biri olan düşük manyetik alan etkisindeki hadronik duş enerjisinin küçük bir kısmını ölçmeyi kolaylaştıracaktır (CMS Collaboration, 2011, CMS UG-TP-1).

3.3. HKAL Kalibrasyon Sistemi

HKAL kalibrasyon sistemi; başlangıçtaki mutlak enerji skalasını ayarlamak, dedektörün tepkisini ve homojenliğini anlamak, fizik verileri alındığı sırada zaman kararlılığını izlemek için kullanılmaktadır. HKAL kalibrasyonu;

· Sintilatör döşemelerle özelliklerinin uyumlu olduğu garanti edilmiş paralel radyasyon kaynağı testleri,

· Geçerli bir sayısal dönüştürücü kullanılarak bir yük enjektörü ile yapılan kalite kontrol testlerinden oluşmaktadır.

Enerji skala sabitleri, e^±, π^± ve müon hüzme testleri ile alınmış verilerle radyasyon kaynaklı müon hüzme verileri birleştirilerek hesaplanmaktadır. Dedektör tek tip (homojen) olmadığı için test skalasından alınan bilgiler bütün kanallar için radyasyon kaynağından alınan veriler ile karşılaştırılarak tüm sisteme çevrilmiştir.

Her bir kanalın (sintilatör, fotodedektör, elektronik) tam yanıtı radyasyon kaynakları ve UV-lazer kullanılarak gözlemlenmektedir. Ayrıca elektronik kısmın gözlemleri UV-lazer ve mavi LED (Light Emitting Diode) kullanılarak kontrol edilmektedir (CMS TDR, 2006).

3.3.1. Offline Kalibrasyon ve İzleme

Kalibrasyon katsayıları manyetik alansız bir ortamda test hüzmelerinden alınan veriler ile hesaplanmasına rağmen HKAL kalorimetresi çalıştığında 4T’lık bir manyetik alan içerisinde bulunmaktadır. Manyetik alan HB-HE ve HE-HF arasındaki geçiş bölgelerinde duş düzeltmelerini etkilemektedir. Yüksek ışıklıkta alınan veriler için HE’nin tepkisi radyasyon hasarından dolayı azalmaktadır. Bu nedenle HKAL çalışmaya başladığında kuleler, yeniden kalibrasyonları yapılarak izlenmelidir.

Hızlı gözlemleme, dedektör çalıştığı zaman depolar (stores) ve minimum-bias verileri arasında pedestal, LED, lazer ve radyoaktif kaynak ile alınan veriler ile gerçekleştirilmektedir. Mavi LED sistemi, tüm kanallar için ayrı ayrı elektronik yanıtın %3‘nün ölçümünü yapabilmektedir. UV-lazer ile eşdeğeri %4’lük bir çözünürlüğe sahiptir. Radyasyon kaynağı 0 ve 9’uncu katmanların tüm serisi için

%2’lik bir ölçüm yapmaktadır (CMS TDR, 2006).

4. ARAŞTIRMA VE BULGULAR

4.1. Lazer

Çok şiddetli, birbirleriyle uyumlu ve tek renk ışık elde etmek için geliştirilmiş optik düzeneklere lazer (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) denilmektedir. 1960 yılında Theodoro Maiman’ın optik frekansta lazer hareketi gerçekleştirmesi ve yakut lazerinin varlığını kanıtlamasıyla lazer konusunda oldukça önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Lazer, fotonları uyumlu bir hüzme şeklinde oluşturan optik kaynaktır. Lazer, çok ince bir foton hüzmesi yollayarak iki ayna vasıtasıyla bu küçücük ışık parçacıklarını yönlendirilip tek yöne odaklamakta ve muazzam bir güç kazandırmaktadır. Fotonlar aynalar arasında ileri geri sıçrama hareketi yaparken aynalardan biri kısmen yansıtmakta ve ışığın dışarı yansıması da bu ayna vasıtasıyla olmaktadır.

Lazerin temeli atom veya molekül enerji düzeyleri arasındaki elektron geçişleri ile oluşan ışık fotonlarına dayanır. Bir atomun ilk enerji düzeyi E1 ve E2

olsun ve E₂ > E₁ olduğunu varsayalım. Minimum enerji ilkesine göre atom veya moleküller düşük enerji seviyesinde olmak istediklerinde E2 seviyesindeki elektron kendiliğinden E₁ seviyesine iner. Fakat bu sırada enerjisi E₂− E¹ = hv olan bir foton salar. Burada v fotonun frekansı ve h Planck sabitidir. Eğer elektron bu salınımı kendiliğinden yaparsa salınan fotonun yönü tamamen rastgeledir. Fakat E2

düzeyindeki elektron E2 –E1 enerjisindeki başka bir fotonla etkileşerek E1 düzeyine inerse bu şekilde salınan fotonun yönü ve fazı geçişe etki eden fotonla aynı olacaktır.

Bu ikinci geçiş biçimine uyarılmış ışıma denir ve lazerin çalışmasının ana ilkesidir.

Lazer teknolojisinin son yıllardaki gelişimiyle kullanım alanları da artmıştır.

BHÇ üzerindeki CMS dedektöründe de lazer ile kalibrasyon çalışmaları yapılmaktadır. Bu kalibrasyon çalışmalarında azot lazeri kullanılmaktadır. Azot lazeri, tüm lazerler gibi üç temel bölümden oluşmaktadır; bir enerji kaynağı veya pompa, kazanç ortamı da denilen bir lazer ortamı ve bir optik rezonatör (rezonans yükseltme veya üretme cihazı). Azot lazeri daha güçlü gaz lazerleri ile

kıyaslandığında kullanılan malzemeler ve yapı bakımından daha basit ve daha ucuzdur (http://www.globalspec.com/learnmore/optical_components_optics/lasers/

nitrogen_asers).

Bu tez çalışmasında HKAL kalorimetresinin alt dedektörleri olan HB, HE ve HF’de 2012 yılında alınan veriler kullanılarak istenmeyen lazer sinyallerinin filtrelenmesi üzerine çalışılmıştır.

4.2. Lazer Kalibrasyon Sistemi

HKAL lazer kalibrasyon sistemi, Ultraviyole (UV) lazer tarafından oluşturulan ışık sinyalini, yüklü bir parçacık tarafından oluşturulan sinyale benzetmektedir ve bu sayede etkileşim bölgesindeki bir parçacığın uçuş süresi taklit edilebilmektedir. Bu düzenleme, HKAL’ın ayarlanması ve izlenmesi için olanak sağlamaktadır. Lazer ayrıca elektronikten sintilatörlere kadar tüm optik yolun performansını denetlemektedir ve bu sayede kusurlu kanalların kontrolü yapılmaktadır. Ayrıca lazer sistemi QIE kartlarının doğrusallığını, kalorimetre kazancının olası bozulmalarını, bileşenlerin yaşlanmasını, sıcaklık ile değişimini ve HE’deki radyasyon hasarını izlemek için kullanılmaktadır. Lazer sisteminin diğer bir görevi de HFD’lerdeki her bir pikseli aydınlatmak ve elektronik kontrolün yanı sıra 3 TeV’lik test hüzme değerlerini ve kalorimetre enerji skalasını hesaplamaktır (Hagopian V, Johnson K, 2003).

Lazer kalibrasyon sistemi tetiklenebilen azot lazerinden oluşmaktadır. Nötr yoğunluk filtreleri ve UV ışığı ile hem HFD pikselleri hem de kuvars fiberler aracılığıyla sintilatör döşemeleri aydınlatabilmektedir (CMS TDR, 1997). Lazer sinyalleri kalorimetreden sinyaller geldikçe, CMS’nin merkezindeki çarpışmalarda oluşan parçacıkların gerçek zamanını simüle etmek için ayarlanmıştır. Bir ultraviyole azot lazeri 337 nm’lik belirli bir dalga boyuna sahip bir ışık üretmektedir. Bu azot lazeri ile HKAL’daki sintilatörler uyarılıp bir hadronun geçişi taklit edilmektedir.

Lazer kalibrasyon sistemi fiber optik kabloların bir kısmı kullanılarak ışığı HKAL’ın çeşitli okuma kanallarına dağıtabilmektedir. Işık, dedektörün her bir parçası için tek tek kullanılmamakta, bir aygıt ile dedektörün belirli bölgelerindeki ilgili kanalların

önemli bir miktarına aynı anda verilebilmektedir. Lazer sistemi, bir dizi optik dağıtıcılar sayesinde tek seferde ayrı ayrı HB’ye, HE’ye, bir HO halkasına veya HF kalorimetresine ışık gönderebilmektedir. Lazer sinyalleri bilinen bir zaman birimine sahiptir ve yoğunluğu filtreler aracılığıyla değiştirilir. Bu iki özellik çok yönlü bir kalibrasyon ve izleme sistemi sağlamak için birleştirilmiştir. HB/HE bölgesinde, lazer ya HFD’lere bağlı sintilatör bloğu üzerine ya da sintilatör döşemeleri içine yönlendirilir (CMS TDR, 2006). Lazer kalibrasyonunun diyagramı Şekil 4.1’de gösterilmektedir.

Şekil 4.1. UV lazer kalibrasyon sistemi (Serqueev S.V, ve ark.).

Lazer sistemi nötr yoğunluk filtrelerinin ve HKAL’ın farklı bölümlerine değişik şiddetlerde ışık yönlendirmesine olanak sağlayan fiber optik dönüştürücülerin/dağıtıcıların kontrolünü sağlar. İletişim hattı, ana bilgisayar ve adım motor kontrolü arasında seri bağlı RS485 ile yapılmaktadır. Sistem aynı zamanda silikon pin diyotlar ile lazer sinyal genliğini ve DAQ (Data Acquisition Collection = veri toplama sistemi) kutularındaki QDC’yi (Quality of Service Data Collection = servis veri toplama kalitesi) görüntüler. Radyoaktif kaynak sisteminde olduğu gibi, lazer kalibrasyonları, bölgesel çalışma kontrol sistemi altında bölümlendirilmiş şekilde yapılmaktadır.

4.3. Lazer Düzeneği

Lazer sistemi optik bileşenleri ile birlikte Şekil 4.2’de gösterilmektedir.

İletilen ışık miktarını en üst düzeye çıkarmak için bütün optik bileşenler gereken şekilde yerleştirilmiştir. Küçük titreşimler veya gerilimler istenilmediğinden lazer kalibrasyon sistemi optik elektronik devre tahtası üzerine kurulmuştur. Lazer, ışın noktasının kapladığı alana (8 mm × 8 mm) 4 ns’lik ve 260 µJ enerjili (sinyalden sinyale enerji değişimi %4’tür) sinyaller yayar.

Şekil 4.2. Lazer sistemi ve ilgili bileşenlerini göstermektedir. Mavi çizgiler temsili lazerdir (Luis Miguel Lebolo, 2009).

4.3.1. Lazer Sisteminde HFD’ler

HB, HE ve HO’da lazer ışığı HFD’ler ile uyarılmakta ve bu kalorimetrelerin her bir RBX’inde bir lazer girişi ve bir tane de kalibrasyon ünitesi bulunmaktadır.

Lazer, LED gibi 10 mm × 13 mm × 7 mm boyutunda küçük yeşil bir sintilatörü aydınlatabilmektedir. Işık, daha sonra kendisini dağıtacak ve HFD’leri homojen bir şekilde aydınlatacak bir karıştırıcıya ve sonra da fiberlere gönderilmektedir.

Fiberlerden her biri yassı bir kablo ile her HFD’nin her pikseline ışık taşımaktadır.

Bütün karıştırıcılarda iki adet pin diyot bulunmaktadır ve bu pin diyotlar da QIE kartları üzerinden çıkan ışığı ölçmektedir. HF için lazer ışığı foto çoğaltıcı tüpler ile uyarılmaktadır.

Lazer sinyali aynı zamanda sadece HB ve HE için tablalara gönderilmektedir.

HE’deki radyasyon hasarını ölçmek için sıfırıncı katmanda bir tane fiber bulunmaktadır. Lazer HB kalorimetresinin dokuzuncu katmanının her 5^o’lik bölümlerinden biri için kalibrasyon kutusunda dört yola ve daha sonra her bir psüdorapitide bölümü için 16 farklı yola ayrılmaktadır. HE’de lazer yolları bir dizi halinde ayrılmıştır ve bu şekilde her HFD’nin her bir pikseli tek döşemeden bir sinyal alabilmektedir. Ayrıca farklı bir yolda HE’deki radyasyon hasarını ölçmek için sıfırıncı katmanın içine bir kuvars fiber ile ışık gönderilmekte ve bu gönderilen ışık için sayım odasından farklı bir lazer yolu kullanılmaktadır (Hagopian V, Johnson K, 2003).

4.4. HKAL’de Sayısallaştırma (Digitization)

Sayısallaştırma, dedektör tarafından okunan elektronik sinyallerin simülasyon sürecini ifade etmektedir. HKAL’de Digi herhangi bir okuma kanalındaki sinyali temsil etmektedir ve 10 tane kodlanmış tamsayıdan oluşmaktadır. Bu kodlanmış tam sayılar 25 ns’lik zaman aralığında birikmiş yükü temsil etmektedir. Zamanlama beşinci ve altıncı dilimdeki yük miktarını maksimize etmek için ayarlanmaktadır.

Digi’lerin simülasyon sürecine sayısallaştırma (digitization) denilmektedir.

Dedektörlerde üretilen parçacıkların ayrıntılı incelenip simüle edilmesi CMS deneyinin simülasyon programı Geant4 ile yapılmaktadır. Geant4, dedektörden gelen sinyalin modellendiği bir veri türüdür. Digi’lere dönüşen girdiler Geant 4’ten gelen SimHits’dir. SimHits, bir nano saniyede belirli bir okuma kanalındaki toplam sinyali temsil etmektedir. SimHits HB, HE ve HO’da GeV biriminde, HF için ise foto elektron birimindedir. Bu SimHits genlikleri ilk olarak foto elektronlara dönüştürülür. Bu dönüştürmede, veri tabanındaki düzeltilmiş kazançlar kullanılarak kanal yanıtları hassas bir biçimde modellenmektedir. Kanal yanıtı ise depolanan

enerjinin kesridir. Foto elektronlar daha sonra Poisson istatistiklerine tabi tutulur ve uçuş süreleri düzenlemeleri için zamanlama ayarlarına sahiptirler. Foto elektronların her bir grubu bilinen sinyal şekilleri kullanılarak femto Coulomb (fC) cinsinden elektronik sinyallere dönüştürülür.

4.5. Lazer Kalibrasyon sisteminin Filtreleme Çalışması

2008 – 2012 yılları arasında BHÇ’deki p – p çarpışmalarında kütle merkezi enerjisi 7 TeV ve 8 TeV olan enerjilerde veriler alınmıştır. 2012’deki 7 TeV’lik çarpışmalarda CMS deneyinin HKAL kalorimetresinde ve alt kalorimetreleri olan HB ve HE’de alınan verilerde bazı kanallarda beklenmeyen yüksek enerjiler saptanmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda lazer sistemi kapalı olmasına rağmen bu beklenmeyen enerjinin lazer kalibrasyon sisteminden geldiği ve burada lazer sinyalinin hala var olduğu tespit edilmiştir.

Daha önce de bahsedildiği gibi lazer kalibrasyonu çalışmasının yapılmasının amacı QIE kartlarının doğrusallığını, kalorimetrenin performansını, CMS’de veri alma sırasında oluşan radyasyon hasarını ve kalorimetre kazancını izlemektir. Ayrıca bu çalışma ile elektronikten sintilatörlere kadar tüm optik yolun performansı denetlenmekte ve sorunlu kanalların kontrolü gerçekleştirilmektedir.

Bu tezde 2012 yılında lazer sistemi kapalı olmasına rağmen görülen istenmeyen bu lazer sinyallerinin filtrelenmesi çalışılması yapıldı. Ayrıca 2014 yılının sonlarına doğru lazer kalibrasyon sistemi tamamen yenilendiğinden 2015 yılında CMS’de alınan 13TeV’lik veriler tekrar analiz edilerek bu beklenmeyen lazer sinyallerinin olup olmadığı kontrol edildi. Yapılan filtreleme çalışmasında 2012 verileri için CMSSW_7_1_7 ve 2015 verileri için de CMSSW_7_4_2 analiz paketleri kullanılmıştır. Bu çalışmada 2012 yılında alınan 7 TeV’lik 199812, 202205, 202237 çarpışma verileri, 211118 lazer verisi ve 2105 yılında alınan 13 TeV’lik 248038, 248036 çarpışma verileri kullanılmıştır.

HKAL’ın alt kalorimetrelerinden HB ve HE kalorimetrelerin her birinde 2592 ve toplamda 5184 adet kanal bulunmaktadır. Şekil 4.3’de HB ve HE kalorimetre kanallarının doluluk histogramları gösterilmektedir.

(a) (b)

Şekil 4.3. (a) 2012 (b) 2015 yılında alınan veriler ile HB ve HE kalorimetrelerin doluluk histogramları.

Bu grafiklerde x-eksenleri ieta’yı, y-eksenleri ise iphi değerlerini temsil etmektedir. HB alt kalorimetresinin iphi değeri 0-72 aralığını, ieta değerleri ise HB+

için 0-16, HB- için 0-(-16) aralıklarını kapsamaktadır. HE alt kalorimetresinde ise iphi değerleri HB gibi 0-72 aralığını, ieta değerleri ise HE+ için 16-29, HE- için (-16)-(-29) aralıklarını kapsamaktadır. Yapılan daha önceki çalışmalarda beklenmeyen yüksek enerjili lazer sinyallerinin HB- bölgesindeki üç RBX’den geldiği saptanmıştır. Şekil 4.4’de istenmeyen bu lazer sinyallerinin bulunduğu RBX’ler gösterilmektedir.

Şekil 4.4. İstenmeyen lazer sinyallerin alındığı RBX’ler (https:// indico.cern.ch/

event/169318/contribution/1/attachments/209212/293400/PPD_Oct24_te mple.pdf).

Şekil 4.4’de x-ekseni ieta ve y-ekseni iphi değerlerini temsil etmektedir. HB alt kalorimetresinde toplamda 36 RBX ve bu RBX’lerin her birinde dört adet HFD bulunmaktadır. Her HFD ise 18 farklı kanaldan gelen sinyali okumaktadır. HB’de kanallar aynı ieta, iphi (±1,…,±16) ile uyumlu olan 16 ardışık kuleye karşılık gelmektedir. iphi = ±15, ±16’da HB kuleleri iki derinliğe sahiptir ve kulelerde 18 farklı kanaldan gelen sinyaller ile birlikte bir kanaldan 10 zaman dilimi (TS) okunmaktadır. Beklenmeyen yüksek enerjilerin belirlendiği 3 RBX’de toplamda 216 kanal kötü, diğer RBX’lerdeki kalan 4968 kanal ise iyi olarak nitelendirilmiştir. Şekil 4.4’de görüldüğü gibi kötü kanalların hepsinin ieta değerleri sıfırdan küçük, iphi değerleri ise 16-19 ve 28-35 aralığında bulunmaktadır.

(a) (b)

Şekil 4.5. (a) 2012 (b) 2015 yılında alınan veriler ile HB ve HE kalorimetrelerinin enerjileri.

Şekil 4.5’de 2012 ve 2015 yılında alınan veriler için HB ve HE kalorimetrelerinin bütün kanallarındaki sinyallerin fC cinsinden enerjileri gösterilmektedir. Bu grafiklerde x-eksenleri ieta, y-eksenleri iphi değerlerini temsil etmektedir.

Lazer verileri kullanılarak tam olarak istenmeyen lazer sinyallerinin hangi kanallarda olduğu saptanmaya çalışılmıştır. Bu sinyalleri filtrelemek için tüm kanallara ait enerji histogramaları çizdirilerek, enerji üzerine ne kadarlık bir kısıtlama yapılması gerektiği üzerine çalışıldı. Öncelikle burada minimum değer olarak 15

Lazer verileri kullanılarak tam olarak istenmeyen lazer sinyallerinin hangi kanallarda olduğu saptanmaya çalışılmıştır. Bu sinyalleri filtrelemek için tüm kanallara ait enerji histogramaları çizdirilerek, enerji üzerine ne kadarlık bir kısıtlama yapılması gerektiği üzerine çalışıldı. Öncelikle burada minimum değer olarak 15