ProtoDUNE measurements group News/Updates Dec. 8, 2016 - - PowerPoint PPT Presentation

ProtoDUNE ¡ ¡ measurements ¡group ¡

News/Updates ¡

• Dec. ¡8, ¡2016 ¡

1 ¡

LAriAT ¡Pion ¡Discussion/Workshop ¡ ¡

• phone ¡workshop ¡with ¡LArIAT ¡experts ¡on ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡pion ¡cross ¡secCon ¡analysis ¡

à gain ¡from ¡exisCng ¡experience, ¡take ¡advantage ¡of ¡lessons ¡learned ¡and ¡avoid ¡ mistakes, ¡… ¡ Date: ¡ ¡ ¡Monday ¡Dec. ¡12 ¡at ¡8:30 ¡am ¡CST ¡ Readytalk: ¡phone ¡1-­‑866-­‑740-­‑1260; ¡ ¡ ¡ID: ¡6266104 ¡

¡ Agenda: ¡ Talk ¡by ¡Jonathan ¡Asaadi ¡covering: ¡ 1) The ¡simulaCon ¡tools ¡needed ¡for ¡the ¡pion ¡analysis ¡ 2) ¡The ¡reconstrucCon ¡tools ¡needed ¡for ¡the ¡pion ¡analysis ¡ 3) ¡The ¡challenges ¡and ¡tricks ¡used ¡in ¡the ¡pion ¡analysis ¡ Discussion ¡ ¡ Please ¡come ¡prepared ¡with ¡quesCons ¡and ¡curiosity ¡

2 ¡

(Recent) ¡Public ¡LArIAT ¡PresentaQons ¡

3 ¡

Kevin ¡Nelson, ¡SESAPS, ¡11/11/2016 ¡ pi+ ¡charge ¡exchange ¡cross ¡secCon ¡on ¡LAr ¡

hTps://conference.phys.virginia.edu/indico/event/1/session/72/contribuCon/185/aTachments/9/175/KNelson_pion_analysis.pdf ¡ ¡ ¡

Pip ¡Hamilton, ¡NuFACT, ¡8/22/2016 ¡ LArIAT: ¡World’s ¡First ¡Pion-­‑Argon ¡Cross-­‑secCon ¡

hTp://vietnam.in2p3.fr/2016/nufact/transparencies/Parallel3/WG2_Hamilton2.pdf ¡ ¡ ¡

William ¡Foreman, ¡ICHEP, ¡8/6/2016 ¡ Studies ¡with ¡the ¡LArIAT ¡Light ¡CollecCon ¡System ¡

hTp://indico.cern.ch/event/432527/contribuCons/1071283/aTachments/1321183/1981391/160806_ICHEP_LArIATLightAnalysis.pdf ¡ ¡

Animesh ¡ChaTerjee, ¡ICHEP, ¡8/6/2016 ¡ LArIAT: ¡Charged ¡Pion-­‑Ar ¡total ¡interacCon ¡cross-­‑secCon ¡

hTp://indico.cern.ch/event/432527/contribuCons/1072169/aTachments/1321259/1981490/LArIAT_ICHEP_Animesh.pdf ¡ ¡ ¡

Jonathan ¡Asaadi: ¡FNAL ¡W&C, ¡4/8/2016 ¡ LArIAT ¡First ¡Pion ¡Cross ¡SecCon ¡Results ¡

hTps://web.fnal.gov/organizaCon/theory/_layouts/15/WopiFrame.aspx?sourcedoc=/organizaCon/theory/JETP/2016/Asaadi_LArIAT_WC.pdf&acCon=default ¡ ¡ ¡ ¡

LArIAT’s ¡list ¡of ¡presentaCons: ¡

hTp://lariat.fnal.gov/presentaCons.html ¡

ProtoDUNE ¡Analysis ¡Roadmap ¡

• ­‑ ¡DRAFT ¡-­‑ ¡

List ¡of ¡Stage ¡1 ¡Analyses ¡

• Pion ¡interacCon ¡cross ¡secCon ¡on ¡Argon ¡

– Total ¡inclusive ¡cross ¡secCon ¡measurement ¡

• PosiCve ¡and ¡negaCve ¡pion ¡samples ¡
• Electron-­‑gamma ¡separaCon ¡
• … ¡

Pion-­‑Ar ¡Cross ¡SecQon ¡Analysis ¡Tasks ¡

1. Select ¡and ¡characterize ¡pion ¡sample ¡entering ¡detector ¡using ¡beam ¡monitors ¡[Leigh ¡Whitehead, ¡Nikos] ¡

Deliverable: ¡ ¡

• posiCve ¡and ¡negaCve ¡pion ¡sample ¡for ¡relevant ¡energy ¡range ¡
• Expected ¡sample ¡size ¡per ¡spill ¡as ¡funcCon ¡of ¡energy ¡
• Sample ¡purity(E) ¡and ¡type ¡of ¡backgrounds ¡
• Momentum ¡resoluCon ¡and ¡bias ¡
• ¡… ¡

Generate ¡combined ¡beam ¡+ ¡cosmics ¡+ ¡beam ¡halo ¡MC ¡data ¡samples ¡in ¡ProtoDUNE ¡detector ¡[D.Stefan, ¡E. ¡ Worcester, ¡Nikos, ¡M.Tzanov] ¡ The ¡following ¡assumes ¡calibrated ¡detector ¡data/MC ¡ ¡[calibraCon ¡group] ¡ ¡ ¡

2. TPC ¡Event/Track/Sower ¡ReconstrucCon ¡+ ¡PID ¡ ¡[ProtoDUNE ¡reco ¡group] ¡

Deliverable: ¡

• Comparison ¡of ¡various ¡reconstrucCon ¡tools ¡and ¡recommendaCon ¡of ¡tool ¡set ¡to ¡idenCfy ¡all ¡relevant ¡topologies ¡
• Full ¡characterizaCon ¡of ¡recommended ¡tools ¡

3. Beam ¡to ¡TPC ¡parCcle ¡matching/selecCon ¡algorithm ¡ ¡[S. ¡Bordoni, ¡Leigh ¡Whitehead] ¡

Deliverable: ¡

• Show ¡effect ¡of ¡matching ¡on ¡ ¡
• efficiency(E), ¡purity(E), ¡backgrounds, ¡momentum ¡resoluCon ¡and ¡bias, ¡… ¡ ¡

4. Signal ¡event ¡selecCon ¡and ¡background ¡idenCficaCon/rejecCon ¡ ¡[S. ¡Bordoni] ¡

Deliverable: ¡

• Show ¡effect ¡of ¡selecCon ¡on: ¡
• efficiency(E), ¡purity(E), ¡backgrounds, ¡momentum ¡resoluCon ¡and ¡bias, ¡… ¡ ¡

5. Analysis ¡approach ¡to ¡extract ¡cross ¡secCon ¡ ¡[all ¡à ¡discussions] ¡

Deliverable: ¡

• Analysis ¡algorithm ¡and ¡supporCng ¡validaCon ¡
• Treatment ¡of ¡systemaCc ¡uncertainCes ¡in ¡analysis ¡

6. SystemaCc ¡uncertainCes ¡ ¡[???] ¡

Deliverable: ¡

• List ¡of ¡all ¡relevant ¡systemaCc ¡uncertainCes ¡and ¡correlaCons ¡

– Separated ¡into ¡dominant ¡and ¡second ¡order ¡

• Clear ¡plan/procedure ¡how ¡to ¡esCmate ¡listed ¡syst. ¡UncertainCes ¡

7. DocumentaCon ¡of ¡above ¡efforts ¡[all] ¡

Deliverable: ¡

• Technical ¡Note ¡

Pion-­‑Ar ¡Cross ¡SecQon ¡Analysis ¡Task ¡Timeline ¡

1/2017 ¡(version ¡1) ¡ ¡1. ¡Select ¡and ¡characterize ¡pion ¡sample ¡entering ¡detector ¡using ¡beam ¡monitors ¡[Leigh ¡ Whitehead, ¡Nikos] ¡

¡

1/2017 ¡ Generate ¡combined ¡beam ¡+ ¡cosmics ¡+ ¡beam ¡halo ¡MC ¡data ¡samples ¡in ¡ProtoDUNE ¡ detector ¡[D.Stefan, ¡E. ¡Worcester, ¡Nikos, ¡M.Tzanov] ¡ XX/2017 ¡ The ¡following ¡assumes ¡calibrated ¡detector ¡data/MC ¡ ¡[calibraCon ¡group] ¡ ¡ 1/2017 ¡(version ¡1) ¡ ¡ ¡2. ¡TPC ¡Event/Track/Sower ¡ReconstrucCon ¡+ ¡PID ¡ ¡[ProtoDUNE ¡reco ¡group] ¡ ??/2017 ¡ ¡3. ¡Beam ¡to ¡TPC ¡parCcle ¡matching/selecCon ¡algorithm ¡ ¡[S.Bordoni, ¡Leigh ¡Whitehead] ¡ ??/2017 ¡ ¡4. ¡Signal ¡event ¡selecCon ¡and ¡background ¡idenCficaCon/rejecCon ¡[S. ¡Bordoni] ¡ 01/2017 ¡(version ¡1) ¡ ¡5. ¡Analysis ¡approach ¡to ¡extract ¡cross ¡secCon ¡ ¡[all ¡à ¡discussions] ¡ YY/2017 ¡ ¡6. ¡SystemaCc ¡uncertainCes ¡ ¡[???] ¡ 1/2017 ¡(version ¡1) ¡ ¡7. ¡DocumentaCon ¡of ¡above ¡efforts ¡[all] ¡

Next ¡steps ¡

• Next ¡meeCng: ¡ ¡Dec. ¡22nd ¡8:00am ¡CST ¡(?) ¡
• Plan ¡for ¡a ¡working ¡discussion ¡during/prior ¡to ¡

collaboraCon ¡meeCng ¡at ¡CERN ¡ ¡

• Assemble ¡team ¡around ¡tasks: ¡please ¡let ¡me ¡know ¡

your ¡interests ¡and ¡available ¡effort ¡level ¡

• Possibly ¡have ¡workshop/hack-­‑days ¡in ¡spring ¡

(together ¡with ¡calibraCon ¡group) ¡ ¡

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