まとATLAS のシュミレーションの纏めとプロダクション予定
陣内 修 (東工大)
2009/4/1-3
実験理論共同研究会 「LHC が切り拓く新しい物理」

1

内容
お断り：ここで解説する内容は大まかにはあっているはずですが
一部不正確な部分があるかも知れません & 若干私見を伴っている部分もあります
一般的、概念的な話ではなく、現状でどのようなツール、手法が使えるのか
その長所・短所を比較してみます••

ATLASシミュレーションデータの大まかな流れ
イベントジェネレーションに関して••

検出器シミュレーションに関して

•
•

•
2

標準的なツールと使われ方

very fast simulation, 及び fast simulationの現状と性能
full simulation の展開（pile-up, event overlay, long lifetime exotic particles ）ATLAS MC productionでの使い分けに関して

ATLASシミュレーションデータの大まかな流れ
イベントジェネレーション
実データ

EvGen
EM.Hadシャワーがほ
G4シミュレーション

とんどの時間を取る

HITS
デジタイゼーション
ATLFAST 2
ATLFAST 1(full sim ID& muon)RDO
リコンストラクション

AOD(&ESD)

Atlfast format
(AOD)

•

AODを解析に使う（または更に下流DPDというコ
ンパクト化したフォーマットを使う）

3•

G4シミュレーションの速度が一番のボトルネック

MCイベント生成

4

ATLASのイベントジェネレーションに関して

イベントジェネレーションを扱う上での厄介な点•

マーケットに出回っているイベントジェネレーター（モンテカルロ）は多種多様、作者も異なりアウ
トプットフォーマットも違う。イベントヒストリーの扱いも異なる。これらをどうやって統一的に扱うか。

•

アトラスのシミュレーションフレームワークにどう突っ込むか•

モンテカルロ作者が公開しているコード（オフィシャルコード）、Versionとの整合性は•次から次に出てくる新しいモンテカルロにどう対処するか•

技術的な諸問題（i.e. 使われているEvent generatorは主にfortran code, ATLASフレームワークはC++）

これらの問題をATLASでは以下を用いて対処しています。
- Interface Package (ATLASフレームワーク内でHepMCイベントフォーマット
で統一的に扱う)- Genser (MC作者のコードをLHC実験内で共通に管理)- Les Houches Accord format（MC作者間の共通イベントフォーマット）
5Generator Interface in Athena (その１)'()(*+,-*./0)/12314•••

3-)5/60.,/-7/'()(*+,-*./+)8/+*(/.,066/+880)5/,-/0,9PartonShower, Fragmentationまで含むフル'()(*+,-*./0)/12314
Generatorの場合 (all in one type)
45%67--%.+#+,"*$,/%0#8-790#:%;",*$#%/<$2+,/%3-)5/60.,/-7/'()(*+,-*./+)8/+*(/.,066/+880)5/,-/0,9%%%%"#9%1,":=+#*"*0$#>dedicateしたinterfaceを用意して対処する.+#+,"*$,! ;'*<0"（event historyなども取り扱いが異なるので）!45%67--%.+#+,"*$,/%0#8-790#:%;",*$#%/<$2+,/%?+,20:%%%%"#9%1,":=+#*"*0$#>@<+,A".+#+,"*$,
Herwig (fortran)• !!Pythia,! ;'*<0"?0B0#:%C7/+/%/$=+%;'*<0"%D$$-/E! ?+,20:
Pythia8, Herwig++(c++)@*$,+:"*+
O#*+,1"8+@*++,0#:• !Sherpa,;'*<0"F! @<+,A"! ?+,20:GG• etc! ?0B0#:%C7/+/%/$=+%;'*<0"%D$$-/E(memory)@*$,+:"*+
O#*+,1"8+ &99I$#%A"8J":+@*++,0#:.+#+,"*$,! ;'*<0"F
H5%@A+80108%A7,A$/+%"99I$#%A"8J":+/%! ?+,20:GG%%%%*$%:+#+,"*$,/! D"7$-"
更にAdd-OnタイプのToolは共通の.+#+,"*$,&99I$#%A"8J":+!H5%@A+80108%A7,A$/+%"99I$#%A"8J":+/%
KL*.+#
インターフェースで対応する!%%%%*$%:+#+,"*$,/;<$*$/@*$,+:"*+@*++,0#:O#*+,1"8+! D"7$-"! KL*.+#
Tauola(tau崩壊のpackage)• M5%;",*$#%-+L+-%.+#+,"*$,/%*$%N+%0#*+,1"8+9! ;<$*$/! &8+,)!
@*$,+:"*+@*++,0#:O#*+,1"8+(QED radiation)! &-A:+#• Photos!M5%;",*$#%-+L+-%.+#+,"*$,/%*$%N+%0#*+,1"8+9!"/8"9+(B hadron decay channels)• EvtGen! &8+,)!
! 555%! &-A:+#• 共通の後付けToolを別のGeneratorに付加出来る! !"/8"9+! 555%!"#$%#$&!"#$%&'(%)$#*+%!",-$%.+#+,"*$,/%0#%&*-"/%/$1*2",+
3

これはATLASでの主なモード１

6!"#$%#$&!"#$%&'(%)$#*+%!",-$%.+#+,"*$,/%0#%&*-"/%/$1*2",+

3

Generator Interface in Athena (その２)•Matrix Element計算タイプのPartonレペルGeneratoretc• AcerMC, AlpGen, Mc@Nlo, MadGraph, Grappa,'()(*+,-*./0)/12314/55'()(*+,-*./0)/12314/55（１）Athenaの中で閉じてParton Shower Generatorにつなげる場合• 26-/7-..08090,0(./,-/0),(*:+;(/7+*,-)/9(<(9/'()(*+,-*.=/（２）input fileとして読み込んで作る場合（専用のInterfaceを持つ）
26-/7-..08090,0(./,-/0),(*:+;(/7+*,-)/9(<(9/'()(*+,-*.=/

8$//0<0-0*'%=>
8$//0<0-0*'%=>
4*++,0#5
4*++,0#5

KM&
KM&
8",*$#%-+9+-%.+#+,"*$,
8",*$#%-+9+-%.+#+,"*$,:;--%.+#+,"*$,:;--%.+#+,"*$,

6#*+,1"7+
6#*+,1"7+@A"BC-+>%&7+,)!(%!"/7"D+(%EEE
AcerMCなど@A"BC-+>%&7+,)!(%!"/7"D+(%EEE
8$//0<0-0*'%?>
8$//0<0-0*'%?>
4*++,0#5
4*++,0#5

4*$,+5"*+4*$,+5"*+:;--%.+#+,"*$,:;--%.+#+,"*$,

6#*+,1"7+
6#*+,1"7+

KM@:
KM@:
6#C;*10-+%1,$B%8",*$#%-+9+-%.+#+,"*$,

4*$,+5"*+4*$,+5"*+

6#C;*10-+%1,$B%8",*$#%-+9+-%.+#+,"*$,@A"BC-+>%)"D.,"CF(%G";,(%H0#F"7(%)!IJKL(%EEE
AlpGen,
MC@NLO, MadGraph, Grappaなどinputファイルを予め用意しておく@A"BC-+>%)"D.,"CF(%G";,(%H0#F"7(%)!IJKL(%EEE7!"#$%#$&（２）はATLASでの主なやり方２3!"#$%&'(%)$#*+%!",-$%.+#+,"*$,/%0#%&*-"/%/$1*2",+

GENSER (Generator Service Project)•

ATLASはGeneratorのlibraryを自分で持たずGenserというLHC実験共通のRepositoryを用いている••

これによりVersion管理、codeのofficialさ(Author’s official)を保証する'()*+,-./012),03
Configurationはユーザーが行い、interfaceを通して外部Generatorを操作

9:*+,#"-%.+#+,"*$,! E;+%&EG&4%/$1*2",+%F/+/%

Genser+:*+,#"-%-0>,",0+/%1,$<%.9H49I%
repository
J.+#+,"*$,%4+,K08+%6,$L+8*M%!$#105F,"*0$#!"--%9K+#*

4-,*5.60)-3*1(.
74-8(9*:.+#+,"*$,
N"*"&*;+#"%6","<+*+,.+#+,"*$,%4+**0#5/=$>?@*0$#A@'!$#105F,"*0$#7#*+,1"8+

B+-@+,%8-"//C.+#+,"*$,%$>L+8*/
B+@)!

4*$,+5"*+8.+#+,"*$,%D0-*+,.+#&#"-'/0/%E$$E,F*;%E$$-/AAA

4*$,"5+
6$$-

Les Houches Accord フォーマットによるインターフェース•

新しく誕生するGeneratorがそれぞれ勝手なformatでpartonを吐き出すと対処しきれない→MC authorsの間で共通formatを作った

•

9

•
•
•

まずLHA Common Block (Fortran HEPRUP, HEPUP)
memory上、良く定義された標準フォーマット
Pythia/ Herwigのuser processで使われる
次にファイルへの書き出しフォーマット
• LHEF (標準LHフォーマット J.Alwall et al. hep-ph/0609017)• LHA common blockをXMLで吐き出す• 明確な定義とformat -- 標準化成功！
• ATLASでもこれに特化したInterfaceがある Lhef_i（どれもこれを使えばよい）<LesHouchesEvents version="1.0"><header><generator><name version="1.92" date="Mar 12 2008">WHIZARD</name><process_id>qqww</process_id></generator></header><init>
2212 2212 7000.0 7000.0 -1 -1 -1 -1 2 1
1.000000
0.299917935570636E-002
0.808449111772444</init><event>6 1 1.0 91.188 -1.0 -1.0
0.000 0.000 1169.0 1169.01 0.000
1 -1 0 0 501 00.000 0.000 -313.94 313.941 0.000
2 -1 0 0 502 0
2 1 1 2 501 0 -53.06 89.97 951.60 957.324 0.000
1 1 1 2 502 0 -15.71 -13.55 -49.774 53.9296 0.000
0 0 -93.82 -40.78 -195.20 234.603 80.41
24 1 1 2
162.6 -35.62 148.43 237.094 80.41
0 0-24 1 1 2</event>理論の方でもし新しいモデルを使ったMCをATLASのfull
simulationに通したい方がいればこのモードがお勧め

1

0.00 9.00
0.00 9.00
0.00 -1.00
0.00 -1.00
0.00 0.00
0.00 0.00

検出器シミュレーション

10

ATLAS内での方針•

ATLASは準備期間が長かったこともあり、full Geant4 simulationが絶対だと思われています（実イベントのように扱う人さえいる）••

Full simulation全盛（第一優先）の方針はしばらく変わる気配はなし•

11

しかし大量のBGサンプル生成など、現実的な時間内での生成に無理な場
Introduction
合がある（大量生成に必要なDiskSpaceも問題）。最大のネックはカロリ
メータ内のシャワー反応にかかる時間

そこでアプローチとしては•••

SampleSubsystem
Tracker
Calo - barrel
Calo - endcap
Calo - forward
Calo - hadronic
Muon
Other
Dead
Event

Z -> e+e- di-jets
SUSY
Time/Event [%]
3,7
3,8
4,4
5,9
7,3
11,0
32,0
46,1
33,9
33,4
14,5
20,6
3,0
6,6
4,7
5,7
6,4
8,0
9,8
9,0
9,7
6,5
6,3
7,7
7,7 min 13,6 min 12,8 min

ATLFAST-2 （G4から独立した独自のCalorimeter simulationを走らせる）!

Simulatin
detectoraround 1
average p
including!

Interactio
割合
physicsp>lv, Z->ll,
1000 Hz!

Main time
calorime

Improve time consumption )of EM shower simulation
FastG4 (= Fronzen (parameterized) Shower／ G4シミュレーションの枠組みを使う

reduce overall simulation time and increase Monte C

ATLFAST-1 with Parameterization（ATLAS簡易シミュレータ）Wolfgang Ehrenfeld

Fast Shower Simulation in ATLAS CalorimeterATLFAST-2•

現在のATLFAST-2 ≡ Full Simulation (tracking+muon)+Fast Caro Simulation (Fast Trackingもdevelopment中)••Output(AOD)はfull simulationと同じサイズ（中間ファイルは若干節約出来る）
Photon : E=200 GeV , eta=0.20-0.25

Calorimeter内でのシャワー
シェープをパラメーター化

Pion : E=200 GeV , eta=0.20-0.25

160

photon140
120

する（右図黒：full sim 赤：

80

80

60

モデル）

60

縦方向profile

20
0
200

•

100

100

40

250

300

350

400
450
500
distance from calo surface [mm]

pion

120

40
20
0
200

400

600

800

1000

1200

1400 1600 1800 2000 2200
distance from calo surface [mm]Figure 9: Consistency
test for the shower depth for photons (left) and charged pions (right) of 200 GeV
第一原理からスタートしているがFull
Simulationとは完全には合わない→AODtoAOD
energy in the range 0.20 < ! < 0.25. The original input distribution is shown in black, the rebinned
correctionと言うparameterizationをする（これはいずれにせよSimulation
実データの比較
version used as input for the parametrization and simulation is inred. In green is the distribution of theshower depth for simulated events.

から将来必要になる技術）•

現在あるAODtoAOD correction(planも含めて)3.5 Consistency
test of基本的にobservable
the energy simulation variableに対してかける

•
•
•
•
12

In the resolution,
following, a few
tests of the energy parametrization and simulation are perElectrons -- efficiency, E scale,andbasic
fakeconsistency
rate

formed.
Taus -- shift tau likelihood Figure 9 shows the shower depth for the original input sample and for the simulated events. The
red distribution is the rebinned distribution of the shower depth that is actually used as input for theMuons-- momentum resolution(by FastCalo in carorimeter)parametrization and simulation. One can observe that the simulated green distribution follows the original black distribution better as could be expected from the red input distribution to the simulation. There
Jet -- efficiency, scale & resolution
are two reasons for this: Due to the correlations in the energy parametrization some information on the
かなりの部分を強制的に変更（合わない可能性有）substructure within one bin in the shower depth is retained. More important, the shower depth is calculated from the longitudinal position of the calorimeter layers and will always show a bias towards the

cut3

51.7%

55.1%

ATLFAST-2
その２
In order to examine the ATLFAST-II performance, the benchmark of the H → !! process is per••formed. Since the statistics of the simulated events of the background processes are limited, we can not
perform to compare the rejection power of the fake photon now. This is the homework
前回のRelease(v13)で大掛かりなvalidationが進められた（S.Asai
et al.）in the next step.
The following very simple selections are applied.

AODtoAODをかけた後でも幾つか課題は残っている（full
1. Only two photons with ET1 ! > 40 GeV and ET2 ! > 25 GeV exist. simとのずれ）
Photon identification(IsEM& 0x3FF3) is applied.
ID efficiency が数％低い（同様にConverted
Photon）• 2.Electron
3. Track isolation is required to select the isolated photon.
• e, mu のIsolation cone energy が低い（平均）Efficiencies after each selection are summarized in Table 6. A discrepancy is observed by 6% in
Jet energy scale(tauafter
jetも含めて)が高い、highpT（>200GeV）でresolutionがよくなる
efficiency
cut(2), since there is discrepancy
in identification efficiency for the• the identification
converted photon as already mentioned in section 3.4.
Rel.14では改善されていると期待され、最近Next
round
invariantmass distribution of two photon is shown in Fig.20, and a goodmass validationが始まった
resolution of 2% is• The
obtained. Mass peak is shifted in the lower side in the uncorrected ATLFAST-II(red), but the AODtoAOD
correction(V8A) makes it very similar to the distribution using the G4 full simulator. Number of event
in ATLFAST-II is higher than that using the G4 by 6% due to the discrepancy of the identification.

H→γγ

赤：補正前Atlfast
黒：補正後Atlfast

13

mγγ

青：full simulation

Figure 20: The invariant mass distribution of diphoton system after cut(3). The red/blue/black histograms
show the results using the uncorrected ATLFAST-II, the corrected ATLFAST-II(V8A), and the G4 fullFastG4 (Frozen shower)•

カロリメータ内シャワーにおいてcut-off energy (=1GeV)以下のElectronはG4で一々追わずに、既成のshower libraryで置き換える(discreteなEとetaでlibraryを用意しておき、内挿して使う)
Results - Timing•

Reconstructed Energy

Single electrons/positrons with E=50 GeV from IP:! average time gain of 10! Cracks and intersections clearly visible! Quantities at simulation level look
! How good i
もっと低いenergyのもの(<10MeV)はその場でdepositさせる（onespot model）

Inner/Outer
wheel
transition

Barrel /Endcapend

Full simulation
Fast simulation

Fast Shower Simulation in ATLAS Calorimeter

17/23

14

" For precisio!

Is the curresufficient fo!

This questio
motivated b
not have on!

Current goa

working and" Try to unde" Fix it by firs
" Fix it by mo• 他に類似のStudyで(E>1GeVに適用) fastとして扱うものもある（speedの改善は）" For SUSY s" Try to undeいぜい〜２
showerというshowerの縦横のprofileを関数" For this firs

50 GeV e+/e- from IP, flat !, "=0.25

Endcapend• physics eventのoverall improvement 実はせWolfgang Ehrenfeld

good! How about reconstruction level?

N.B. offset Fast Shower Simulation in ATLAS Calorimete

Wolfgang Ehrenfeld

ATLFAST-1 with Parameterization (concept)•

ATLAS NOTEATLFAST-1はMCレベルの粒子を基本にして検出器のGeometry、responseを簡素なモデル化したシミュレーションで非ATL-PHYS-INT-2009-006
常に高速
簡単なテスト等（イベントトポロジーの確認、分布の形）にはとても有効•

しかし簡素化の為、•••多くの点でFull simulationに合わない（lepton, jetなどのefficiency, energy scale, fake rate等、crack regionでの振る舞AtlfastCorrectors: Parametrizations of jet transfer function and lepton
い、特にMETなどのテイルの形など）

ATLAS NOTE
identifications for enhancementof ATLFAST I results

また検出器からの詳細な情報を持たないので検出器のPerformanceが直接効くようなもののスタディーには使えな
ATL-PHYS-INT-2009-006
い（b−taggingやtau IDなど）
一つ目の問題は、解析がイベントオブジェクトのMomentum, METなどだけで閉じるときにはパラメーター化によって解決することが出来る（例：SUSY解析のBG評価など）

ATLAS NOTE

AtlfastCorrectors: Parametrizations of jet transfer function and lepton
identifications for enhancement of ATLFAST I results
Shoji ASAI1 , Ambreesh K. GUPTA2 , Naoko KANAYA3,
Yousuke KATAOKA3 , Osamu JINNOUCHI4

ATL-PHYS-INT-2009-006

ATL-PHYS-INT-2009-006

1 Department of Physics, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan

そこでAtlfastCorrectorsという補正パッケージを用意した

2 University
AtlfastCorrectors: Parametrizations of jet transfer function
and leptonof Chicago, 5640 South Ellis Avenue Chicago, Illinois 60637
3 ICEPP,
identifications for enhancementof ATLFAST
IEでマッピング
results University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
Responseをjet
eta,• CalorimeterでのJet
4 KEK, 1-1 Oho, Tsukuba 305-0801, Japan

23 January 2009

responseはDouble gaussianによってテイル成分まで考慮
Shoji ASAI1 , Ambreesh K. GUPTA2 , Naoko KANAYA3,
Yousuke KATAOKA3 , Osamu JINNOUCHI4• lepton (e, mu)のefficiency, fake rate, fake時のenergy shift等を考慮
The ATLAS Collaboration
PHYS-INT-2009-006

1 Department of Physics, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japaninefficient, fakeした時のobject間の差し引き（例：IDされなかったelectronはjetとして残る）
2 University of Chicago, 5640 South Ellis Avenue Chicago, Illinois 60637•これらの効果を考慮してMissingEtの再計算
3 ICEPP, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
Shoji ASAI , Ambreesh K. GUPTA , Naoko KANAYA ,1

2

3

Yousuke KATAOKA3 , Osamu JINNOUCHI4→full simulationにtuneしてperformanceを再現
uary 2009009-006

15

4 KEK, 1-1 Oho, Tsukuba 305-0801, Japan

1 Department of Physics, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
2 University of Chicago, 5640 South Ellis Avenue Chicago, Illinois 60637

The ATLAS Collaboration

Figure 18: Fake E/T distributions from default ATLFAST I (red hatched), corrected ATLFAST I (black,solid) and full simulation (blue, points). Also shown with the dashed green line is the corrected ATLFAST I distribution without soft-component correction. The left plot is for J4 (140 GeV < p T <280 GeV) events, and right plot is for J6 (560 GeV < p T < 1120 GeV). Top plots are in linear scalein vertical axises, while middle plots are in logarithmic scale. Bottom plots are the ratio of each distribution with respect to the full simulation.

0.05

-20

0

normalized to 1

fake MET=METreco-METtruth
10-1

ATLAS

log-y
10-2

normalized to 1

-3

atlfast
-40

-20

0

20

10!1

-2

full sim.
atlfast

!2

10

40

10-4

TF
60

80
100
fake MET [GeV]

RMS(GeV)

W+4partons (muon decay mode)0

full sim.

ATLAS

atlfast
TF

10!2

50

100

150

200
250
fake MET [GeV]

10

10

10!5

!200

!150

!100

!50

ATLAS
20

-50

10!1

!3

!4

0

ATLAS

-100

ratio w.r.t full-sim

ratio w.r.t full-sim

AtlfastTransfer function
TF no soft comp.

-20

70

-1

-3

10

-40

Transfer function

full sim.

10

!3

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0.18

線：corrected Atlfast

10

10-4

Atlfast

ATLAS

normalized to 1

-40

70

full sim.
in left hand side, J7
Plots in Fig. FullSimulation
20 show the results for
W+4parton
ALPGEN samples fore + ! e -decay
FullSimulation
60
60
atlfastatlfast0.16
TF no soft comp.
TF no soft comp.
TF bulk regions are more symmetricand µ + !µ -decay
in right hand 0.14
side.
The
than50 the TFJx samples, since50
J7
all the events have a finite truth 0.12
E
/ T 40. In case of e + !e -decay mode, symmetry of40 the distribution holds
J6
0.1
even in the tail regions in both sides.
The corrected ATLFAST I reproduces well
the distribution of
30
30
0.08
J6
mode, there
is a large tail 20in the J5positive side of
the full simulation result. In caseof µ + ! µ -decay
ATLAS
ATLAS
0.06 20
J4J5
J3
the fake E/T distribution, where only
thecorrected
ATLFASTI
canreproduce
well
the
full
simulation.
0.04
10
10
J4
J3 the muon identification inefficiency, where approximately 10%
0.02This large asymmetric tail is caused
by
00
00
500
1000
1500
2000
500
1000
1500
2000
0
20 of the40 muons
60
80 not100-100-50 an artificial
0
50 E
100
150 jet(GeV)
200
250 muon components arearedetectedandcreates/
contribution
(note
that
leading
leading jet(GeV)T
fake MET [GeV]
fake MET [GeV]
jet pT(GeV)
Leading
added separately to E
/T calculation in full simulationLeadingE/ T package).
Since
the undetected muons areadded jet pT (GeV)
up on E
/T , as schematically shownin diagramof Fig. of1,fakecorrected
ATLFASTcanvarious
well reproduce
Figure19: Comparisons
E/ T mean,
RMS
valuesI for
QCD di-jet the
samples. [left] MEAN
AtlfastAtlfast10
ATLAS
full simulation
results,
while
default
ATLFAST
I
has
no
such
effects,
thus
cannotreproducetheright[right] RMS.
Transfer function
Transfer function
hand-side tail,which can be confirmed in right plot in Fig. 20. In order
to emphasize the effects, the
FullSimulation
FullSimulation
TF no soft comp.
TF no soft comp.
10
events with truth muons点：fullin the region
sim |" | > 2.5 are rejected in these plots.20Other checks are done for

QCD di-jets
jet pT=140-280GeV

0.1

0.2

RMS (GeV)

lin-y

0.15

mean(GeV)

Transfer function

0.22

mean (GeV)

ATLAS

0.2

0

normalized to 1

0.25

Atlfastnormalized to 1

normalized to 1

ATLFAST-1 with Parameterization (Performance)

40

60

80
100
fake MET [GeV]

0

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
500.4
0.2
0
-100

AtlfastTransfer function
TF no soft comp.

100

150

ATLAS
-50

10!4

10!5

200

!200

!150

!100

GeV
0

50

100

150

!50

0

50

fake MET

100

150

200

GeV

200
250
fake MET [GeV]

Figure 20: Fake E/T distributions for ALPGEN W+4parton samples. [left] e + ! -decay mode. [right] µ + ! -16

Figure 18: Fake E/T distributions
from default
ATLFASTI (redhatched),I (black, In both plots, fulldecay mode.
The eventswith truth
muons
in the corrected
region |" |ATLFAST> 2.5 are rejected.
solid) and full simulationsimulation(blue, points).
Also shownwith the withdashedlineATLFAST
is the corrected
ATL(blue points),
are compared
the greencorrected
I (blacksolid line) and default
QCD
BGのテイル部分まで良く再現している
FAST I distribution withoutsoft-component
correction. The left plot is for J4 (140 GeV < p T <ATLFASTI (red solid line).
280 GeV) events, and right plot is for J6 (560 GeV < p T < 1120 GeV). Top plots are in linear scalet t¯+jets plots(T1) ,are
andin
SUSY
signal samples
as plots
insimulation
Fig.are21.theTheratiocorrected
ATLFASTmuonのefficiencyの効果も考慮しているおかげでfull
MET独特の効果なども再現
in vertical axises,
while middle
logarithmic
scale. (SU3)
Bottomof eachdistribu- I distributions well
reproduce the shape of full simulation fake E/ T in both cases again, while default ATLFAST I distribution
tion with respect to the full
simulation.

••is significantly deviated from other two.

(a)

full

ATLAS

2000

fast

Events / 1 fb-1

Events / 1 fb-1

ATLFAST-1 with Parameterization (Performanceその２)

fastTF

1500

1500

(b)

full

ATLAS

fast
fastTF

1000

1000
500
500

0
0

2

4

6

8

10

12

14

0
0

16
18
20
Number of Jets

200

400

600

fast

1500

1200
1400
p of the leading jet
TEvents / 1 fb-1

Events / 1 fb-1

full

ATLAS

1000

pT of the leading Jet

Number o jets
(c)

800

fastTF(d)

ATLAS

赤ヒスト : Atlfast default

full
fast

1000

fastTF青ヒスト：Atlfast 補正後
黒点：full simulation

1000
500
500

0
0

20

40

60

80

100

120

140

0
0

160
180
200
p of the fourth jet

0.1

0.2

0.3

pT of the 4th jet?

600

400

200

17

0
0

(e)

•
•

ATLAS

full

0.5
0.6
MissignE / Meff
T

Events / 1 fb-1

Events / 1 fb-1

800

0.4

pT of the 4th jet?

T

400

(f)

ATLAS

full

fast
fast
シグナルサンプルのアクセプタンス等も良く再現している
fastTF

fastTFSUSYのパラメータースキャン（数千ポイント）など、FastSimulationを利用したい場
面で特に有効200•

300

基本的にfull simとの合いはとてもよい。Low pT (15GeV) 付近は若干ずれが出てくる
100ので適応範囲に注意
0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7
0.8
0.9
1
Transverse Sphericity

0
0

0.5

1

1.5

2

2.5
3
minimum " !

長所／短所のまとめ、使う対象

SUSY event
種類

speed
sec/eventdisk space forAOD

purposefull
simulation

20-30min200-300kB/event

detailed study for small statAtlfast-2

1-5 (with fast tracking)x10 (with G4 tracking)same as full sim

detailed study for large statfastG4~10-15minsame as full sim

detailed study for large stat

20-40kB/event

non detector-performance study
with huge statAtlfast-1
with param

•
•
•
18

0.5-1

現時点でofficial productionに組み込まれているのはAtlfast-2のみ
FastG4は今年あたりから徐々に使われ始める
Fast-1 + paramはquick testなどの名目では現時点でも開発が進んでいるがofficial sampleに使われる市民権を得るにはもう少し宣伝活動が必要（その他のトピック１）Long lived exotic particleの扱いについて• ATLASではctauが1cm以上の粒子はMC generatorレベルでは安定粒子として扱い（Ksなども）、decay及びdecay前に飛んでいる間の物質とのinteractionをGeant4に任せている• Exoticな安定粒子はATLAS defaultでは相互作用なしですっぽぬけるだけ(neutralinoはこれで良かった)• mass, chargeを与えてIonization, decayなどをさせるPackage群を作った• 登場するparticleのmass, charge, decay mode（Brも定義可）、decay lengthを自由に定義できる• mass, decay length等はscriptによってrun timeに変更可‣ 長生き Slepton (検出器内での崩壊有無両方）→Lepton + Gravitino‣ 長生き Neutralino → Gamma + Gravitino‣ 長生き Chargino → Neutralino + Pi (or e+nu) などがある（東君サンプル）‣ 長生き Gluino, StopがR-hadronを形成しhadronic Interactionをするモードもある
以前はID volume内でしか崩壊しなかった

calorimeter energy deposit（最近改善！）

energy deposit

slepton decay in Radius (cm)19

sleptonmuon

default

102

102

mods

10

10

slepton decay distance (cm

10

50

100

150

200

250

r (cm)

300

10

100

200

（その他のトピック２）パイルアップ・イベントオーバーレイについて•

pileup events overlay for more realistic estimation••

23(4.6) events overlap for 1034 (1033) cm-2s-1•

TRT!,-./3$4(,$(5(06$7+/-50nsec, LAr 500nsec,
MDT 1700nsec insensitive を考慮
0(8$9:;<=<=2<>?

signal+ MB + Cavern + Beam Gas/Halo merging at HIT (simulation) level（ソースによってタイミングが違う）

0D$4"F(G4@9=203?A@9B203? C$:<B,-6"D$DE$4"F(G4$(5(063
4(,$H(-#$.,D33"01CI<>>:IJ=K;2I03:IJJKB203=L:IJJK=203

20

Ntrack / event

Z→μμ＋MB events

ATLAS MC Productionでの使い分けに関して!"#$%&'"()*+,-.+/.0'+1($)2

MC09

2008.11.10 physics coordinationより!"#$%&'()*'#+,'-,'."/01'2)/%'#0*-#*3
4 56,+7/%,',$,8,02%'2)#2'-/$$'9,'0,,.,.':"+';<<='+>00/01? @#+2/7>$#+$*'2)"%,'2)#2')#A,'0"2'9,,0'%>::/7/,02$*',6,+7/%,.'#$+,#.*
4 @/$,>B&';<<='/%'0"2';<<C'? -,'0,,.'2"'9,'+,#.*':"+'B/$,>B
4 D#%2E,+F'%/8>$#2/"0&''GHIDGJH;K'D+"L,0'J)"-,+%K'B,+)#B%'DGHMGJ'-),0'+,#.*
4 !,#02'NO=
Tom LeCompte, ANL

4 !+/.'"B,+#2/"0'P,$#%2/7/2*Q? (,'0,,.'2"'9,'#9$,'2"'R,,B'2),'1+/.'+>00/01'-/2)'usefulS"9%productionplan•

4 H)/%'/%'0,7,%%#+*'/:'-,'-#02'2"'R,,B'/8B+"A/01'2),'"B,+#2/"0#$'#%B,72%

C/P groupからのリクエスト次第（時間の関数として変•どのプロセスを作るかはphysics,aAbsolutely not an FDR-3!

遷する）2008.11時点でのリストをBackupに載せる•どの手法を使うかはその時のGridのCpu&Disk状況次第（しかし挙動が保証されてない
ものはどっち道使えない）
21

Tom LeCompte, ANLまとめ• Event Generationについて：••

幾つかのメジャー古株MCを安定してInterface出来るようになっている
LHC共通のGenerator codeを利用(GENSER)しかしAtlas defaultパラメー
タでsteeringする•

新たに次々登場するMCには共通フォーマットを用いて対処している• Simulationについて：••

22

時間短縮のため、幾つかのfast simulation手法が試されている
full simulationも幾つか新しい機能が取り入れられている