Analysis of the signals of the hadronic calorimeter of the ATLAS experiment at the LHC using the optimal filter method

Nell'analisi dei dati a LHC uno dei fattori da tenere in considerazione è il pile-up. Esso è un problema attuale a LHC in quanto le collisioni medie per bunch-crossing aumentano con l'aumento di luminositè dell'acceleratore. Ciò genera ancora più eventi e particelle che si sovrappongono. Il filtro ottimale (Optimal Filter) fornisce un metodo per ricostruire i segnali minimizzando l'impatto di rumore di fondo ed elettrico. Pur non potendo sopprimere il pile-up, Optimal Filter rimane un buon indicatore della presenza di quest'ultimo. In questa tesi è presentata un'analisi dei risultati di Optimal Filter applicato a dei segnali simulati. Il lavoro di tesi si apre con una introduzione alla fisica teorica che riguarda gli esperimenti in corso a LHC. Si tratta del Modello Standard, la ricerca del bosone di Higgs e la teoria della supersimmetria. Nel capitolo centrale vengono esposti i caratteri tecnici dell'esperimento ATLAS e del calorimetro adronico. Di quest'ultimo vengono esposte caratteristiche tecniche nel dettaglio, i caratteri salienti dei segnali che lo attraversano e viene infine introdotto e derivato matematicamente l' Optimal Filter. Nella sezione finale sui risultati vengono presentati i due tipi di analisi che sono state svolte: con un algoritmo semplificato e in seguito con implementazione dell' Optimal Filter. Per la prima ci si concentra sull'analisi dell'impatto del rumore elettronico sulla ricostruzione del segnale. In seguito si analizzano anche le conseguenze del pile-up sia in-time che out-of-time (ovvero dallo stesso o da un altro bunch-crossing). Per l'implementazione dell'Optimal Filter ci si concentra sui risultati di ricostruzione in presenza di pile-up. In ultimo luogo, verrà analizzato il Quality Factor, ovvero una distribuzione chi-quadro. Esso è un indicatore della qualità della ricostruzione del segnale e in ultima analisi anche della presenza di pile-up.