Au LPSC Activités ATLAS - Laboratoire de Physique Subatomique et Corpusculaire - IN2P3
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Activités ATLAS
au LPSC
Laboratoire de Physique Subatomique et Corpusculaire
CNRS/IN2P3
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 1
Introduction
Activités techniques
➢ AMI
➢ Grille de calcul
➢ calorimétrie
Performances
➢ photons
➢ jets hadroniques
Analyses de physique
➢ ...
Projets
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 2
Activités techniques
AMI
Grille de calcul
Calorimétrie Argon liquide
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 3
Logiciels AMI
Systèmes logiciels de base de données J. Fulachier
pour les métadonnées d’ATLAS F. Lambert
J. Odier
➢ fichiers/ensemble de données MC & Y. Chauvin
réelles P-A Delsart
➢ versions des étapes de calculs
➢ versions des paquets logiciels (fin
d’activité)
Outil crucial pour ATLAS
➢ gestion du flot de calcul sur la grille
➢ analyse (source des section efficace &
efficacité MC)
Uniquement et entièrement supporté
par le groupe
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 4
Logiciels AMI
Maintenance et opération
Développement/réécriture
➢ 10 ans : solide expérience, mais
dette technique
➢ Réimplementation du coeur
logiciel
➢ Nouveau système d’interfaces
web à destination des physiciens
Participation active aux discussions sur les futures
systèmes de métadonnées
➢ développement de prototypes
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 5
Grille de calcul : Tier2 au LPSC
Objectif : traitement des données des
expériences LHC du laboratoire (ATLAS et
ALICE)
➢ Stockage : 1,3 Po net (2 Po brut)
➢ Calcul : 1700 tâches // ⇔ 20 000 HEPSPEC06
➢ Réseau : 10Gb/s
➢ Services (gestion tâches calcul et stockage,
monitoring, réseau…)
C. Gondrand
➢ Infrastructure (dont refroidissement innovant :
C. Biscarat
Ecoclim)
S. Crépé-REnaudin
Financement : 50 à 130 k€ / an (hors
personnel)
➢ LCG-Fr (70-80% renouvellement): 20-50 k€/an
➢ Laboratoire :
– Renouvellement 20-30% complémentaire
– Croissance
– Fonctionnement (électricité,…) ~20 k€/an
– Note : hébergement pr BEDOFIH ➩ jusqu’à 20 k€/an
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 6
Grille de calcul
Bilan
➢ Croissance du site en adéquation avec les demandes des expériences jusqu’en 2016
– 2017 difficile (fonctionnement LHC), 2018 pas de croissance a priori
➢ Très bon fonctionnement : fiabilité reconnue par les expériences
➢ Équipe motivée :
– S. Crépé impliquée dans informatique distribuée d’ATLAS-France et d’ATLAS ➜ responsable
Computing Run Coordinator d’ATLAS
– C. Biscarat responsable technique LCG France mais donc peu disponible pour le T2
➢ Nombreux projets et des atouts en local
– Hébergement pour Bedofih ✔ ➩ retour financier
– Utilisation des WN de grille pour le labo via un système batch ✘
– Collaboration avec l’UMS GRICAD et CIMENT le méso-centre HPC grenoblois
Développements actuellement à l’arrêt par manque de personnel technique :
~0.5 FTE
Perspectives
➢ Court/moyen terme :~ run 3
➢ Nouveau protocole d’accord IN2P3/Labo/LCG ➩ financement LCG pour les sites 70% du
T2
➢ 2017 et 2018 financement labo insuffisant pour suivre la croissance + manque de
personnel
– Si pas de changement : arrêt du stockage pour une VO LHC ?
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 7
Grille de calcul
Bilan
➢ Croissance du site en adéquation avec les demandes des expériences jusqu’en 2016
– 2017 difficile (fonctionnement LHC), 2018 pas de croissance a priori
➢ Très bon fonctionnement : fiabilité reconnue par les expériences
➢ Équipe motivée :
– S. Crépé impliquée dans informatique distribuée d’ATLAS-France et d’ATLAS ➜ responsable
Computing Run Coordinator d’ATLAS
– C. Biscarat
Equipe motivée et intéressée à
responsable technique LCG France mais donc peu disponible pour le T2
➢ Nombreux projets et des atouts en local
–
poursuivre le support du "Tier2"
Hébergement pour Bedofih ✔ ➩ retour financier
Utilisation des WN de grille pour le labo via un système batch ✘
–
–
➢maintient d’expertises et de projets locaux
Collaboration avec l’UMS GRICAD et CIMENT le méso-centre HPC grenoblois
Nécessite
Développements du
actuellement soutient
à l’arrêt de
par manquenos instances
de personnel technique :
~0.5 FTE
Perspectives
➢ Court/moyen terme :~ run 3
➢ Nouveau protocole d’accord IN2P3/Labo/LCG ➩ financement LCG pour les sites 70% du
T2
➢ 2017 et 2018 financement labo insuffisant pour suivre la croissance + manque de
personnel
– Si pas de changement : arrêt du stockage pour une VO LHC ?
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 8
Calorimétrie à argon liquide
Opération & maintenance du détecteur B. Trocmé
➢ Qualité des données C. Camincher
➢ gestion des problèmes dus aux conditions du Run2
➢ fraction de données validées atteint 99.5% en 2017
➢ responsabilité ‘Data quality LAr’ depuis 2009
105
100
Disponibilité (%)
95
90 LAr
ATLAS
85
80
2011 2012 2015 2016 2017
Année
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 9
Calorimétrie à argon liquide
Remplacement intégral du système de déclenchement de niveau 1:
➢ utilisation de la granularité fine du calo au L1, traitement numérique haute
fréquence
➢ intégralité des cartes frontales de lectures (+châssis) impactée
➢ nouveau système de traitement déporté (back end)
Installation et commissioning en
2019/2020
➢ Validation finale de la fonctionnalité
impérative avant "fermeture" du
détecteur (cartes frontales inaccessibles
durant prise de données)
➢ Procédure de validation similaire à celle
de 2005-2009 (forte implication LPSC à 10
l'époque).
⇒ B. Trocmé sera appelé à contribuer de façon
ponctuelle et limitée
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 10Performances
Performances
jets hadroniques
Jets hadroniques
calorimétrie
Identification des photons
photons ID
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 11Identification des photons
Nécessité de distinguer les photons des jets
➢avec une bonne efficacité (processus rares)
➢avec un grand rejet (jets bruit de fond dominant)
Trois méthodes pour mesurer l'efficacité de sélection
➢combinées et comparées à la simulation pour corriger celle-ci
Précision de mesure de 1-2 % à haute energie
➢similaire au Run 1
E. Petit
Très grande pureté diphotons (>90%) à haute-masse
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 12Identification des photons
Nécessité de distinguer les photons des jets
➢avec une bonne efficacité (processus rares)
➢avec un grand rejet (jets bruit de fond dominant)
Trois méthodes pour mesurer l'efficacité de sélection
➢combinées et comparées à la simulation pour corriger celle-ci
Précision de mesure de 1-2 % à haute energie
➢similaire au Run 1
E. Petit
Très grande pureté diphotons (>90%) à haute-masse
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 13Identification des photons
Nécessité de distinguer les photons des jets
➢avec une bonne efficacité (processus rares)
➢avec un grand rejet (jets bruit de fond dominant)
Trois méthodes pour mesurer l'efficacité de sélection
➢combinées et comparées à la simulation pour corriger celle-ci
Précision de mesure de 1-2 % à haute energie
➢similaire au Run 1
E. Petit
Très grande pureté diphotons (>90%) à haute-masse
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 14Détection des jets hadroniques
Phénomènes QCD omni-présents au LHC
➢ reconstruction/identification cruciale pour toutes
les analyses
➢ objets de recherche en soi
Re-design, écriture, maintenance des logiciels
dédiés
➢ Reconstruction, analyse, monitoring
➢ LS1 et Run2
P-A. Delsart
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 15Détection des jets hadroniques
Objets calorimétriques
constituants des jets
➢ validation clusters
➢ tests d’alternatives Cluster topologiques Tours topologiques
Problématique des jets boostés
➢ sub-convenership (2016-17)
➢ reconstruction de la masse : optimisation & calibration
➢ variables de structure pour ‘top/W/H-tagging’
➢ systématiques, etc...
Futur : combinaison calo + track
➢ Utilisation optimal du détecteur : résolution en E, Mass, sous-structure
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 16Analyses de physique
2013 - 2017
Mesures MS Recherches hors MS
résonance tt
Top célibataire
H±
ℓ±ℓ±
Tops
mono-γ
HH γγ
multi-γ
Photons
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 17Analyses de physique
2013 - 2017
Mesures MS Recherches hors MS
résonance tt
Top célibataire
H±
ℓ±ℓ±
Tops
mono-γ
HH γγ
multi-γ
Photons
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 18Top célibataires
Sensible aux contributions hors MS (couplages
anormaux) au vertex Wtb
➢ MS : VL=1, VR=gL=gR=0
Analyses Run1 et 2 sur les canaux
Production par voie t
➢ Forme "V-A" du vertex Wtb ⇒ production très
polarisée de quarks top (P=90% dans MS).
➢ Polarisation du top et spin du boson W
observable via les asymétries angulaires des
leptons dans le référentiel du top/W
Bon accord avec le MS, limites posées sur
les couplages violant CP A. Lleres
rôle d’édition
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 19Top célibataires
Production voie s
➢ Analyses multivariées : BDT, puis
Matrix Element
➢ évidence à 3.2σ, compatible MS
➢ 1 thèse A. Lleres
C. Monini (thèse)
Production voie Wt
➢ Mesure section efficace
➢ Mesure élément CKM |Vtb|
➢ Analyse, études statistiques et
édition C. Gabaldon
R. Schwienhorst
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 20Résonances top-antitop
Nombreux modèles hors MS prédisent
des particules massives
➢ Modèle Randall-Sundrum (dimensions
supplémentaires)
➢ Modèles de grande unification
Résonance ttbar à haute masse
B. Dechenaux (thèse)
S. Crépé-Renaudin
P-A. Delsart
Analyse générique lepton+jets
➢ tests de nombreux modèles
➢ Reconstruction des tops
➢ Recherche de bosses dans le spectre de
masse invariante
Participation analyses Run1 & Run2
➢ papier en circulation pour Run2, 36fb-1
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 21Résonances top-antitop
Cas des régimes boostés
➢ Reconstruction des électrons "dans"
les jets
➢ méthode reconnue, utilisable dans
d’autres analyses
Interprétation en contexte matière
noire
➢ ATLAS utilise maintenant des modèles
simplifiés médiateur+DM particles
q χ
gSMmediator gDM
➢ Interprétation/contrainte possible avec
analyse ttbar
➢ But : combiner avec analyses mono-X et
q χ
analyses types "di-jet" q t
➢ c.f. analyses mono-γ par M-H Genest gSM
mediator
gSM
C. Camincher (thèse)
q t
S. Crépé-Renaudin
24/01/2018
P-A. Delsart P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 22Tops de même charge
Prédits dans des modèles SUSY où la R-parité est
violée
cas du "Minimal Flavour Violation" modèle en
collaboration avec le groupe théorie
Recherche d’évènements à 2 leptons
de même charge
➢ implémentation/intégration du modèle
MFV dans l’analyse ATLAS
S. Berlendis (thèse)
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 23Boson de Higgs chargé
2 canaux recherchés : mH < m t
➢ H+ → τ+ ντ si mH < mt (Run 1)
➢ H+ →tb si mH > mt (Run 2) mH > mt
Selon le cas, on mesure
➢ BR(t→bH) ou σH (section eff de production)
A. Madsen (thèse)
2 thèses en collaboration U d’Uppsala J. Gradin (thèse)
Utilisation de méthodes BDT J. Collot
Étude des "fake taus"
e or µ + jets
e or µ + Thad
jets + Thad
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 24Photon et Etmiss
Détection d’un photon ISR dans une production ‘invisible’
➢ complémentaire de l’analyse jets+Etmiss
Test des couplages à la matière noire via opérateur effectif
Test de résonances H → Z(νν)γ
Contribution à
1 thèse analyse 8TeV
rôle d’édition publications
13TeV
M-H. Genest
M. Wu (thèse)
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 25Photon et Etmiss
Définition des modèles à utiliser en collaboration avec CMS
et théoriciens (DM Forum, LHC DM WG)
⇒ passage du modèle EFT au modèle simplifié
Analyse monophoton dans le contexte de la recherche de
matière noire au LHC
➢ complémentarité des différentes approches
Sub-convenership JDM
M-H. Genest
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 26Résonances diphotons
Recherche d'excès dans le spectre de masse mγγ
➢depuis 2010 : données à 7, 8, 13 TeV
➢responsabilité de l'analyse
Recherche de gravitons prédits par différent modèles:
➢Randall–Sundrum → signal résonant
– ajustement S+B du spectre
➢ADD → excès large
– expérience de comptage
F. Malek
T. Meideck (thèse)
E. Petit
J. Stark
Bruits de fonds
➢irréductible : Sherpa γγ repondéré avec DIPHOX (NLO)
➢réductible : à partir des données, < 10%
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 27Résonances diphotons
Excès à 750 GeV observé avec les premières données à 13 TeV
➢ significance globale 2.1σ
➢ > 500 publications théoriques
Aucun excès avec l'ensemble des données 2015+2016
➢ RS graviton exclu jusqu'à 4.1 TeV (k/MPl = 0.1)
➢ ADD graviton exclu jusqu'à 6-8 TeV
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 28Multiphotons
Interprétation possible de l'excès à 750 GeV : décroissance en particules intermédiaires
très boostées
➢ ⇒ deux photons très collimés (ΔRγγAnalyses de physique
En cours/en projet
Mesures MS Recherches hors MS
top célibataire
ttH
LLP et/ou tt
Mesure
autocouplage Résonances
HH
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 30Production associée ttH
Production associée Higgs+ttbar
accès direct au couplage de Yukawa
Premières mesures (Run1&2) force de
signal>MS
5σ atteignable au Run2
Travail en cours
Etude du canal multi-lepton
➢ Plusieurs améliorations potentielles
– BDT, méthode "éléments de matrice"
– interprétation statistiques
➢ Vérification de l’excès observé !
1 thèse en co-tutelle U du Shandong
M. Kuna
X. Yang (thèse)
24/01/2018 J. Collot P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 31Autocouplage du Higgs
Mesurer l'autocouplage (λHHH) du Higgs permet de
reconstruire le potentiel de Higgs et ainsi de tester le
mécanisme de Higgs
Diverses extensions du MS prédisent de nouvelles
particules trop lourdes pour être observées directement au
LHC, mais aussi des déviations de λHHH qui, elles, sont
mesurables
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 32Autocouplage du Higgs
Signal rare, avec des bruits de fond
non-résonants importants.
Deux canaux particulièrement
sensibles : γγ bb et τ+τ– bb
➢ lien direct avec notre contribution à la
construction ITk
➢ notre expertise avec le calo est un atout
➢ idem pour notre expertise avec la
reconstruction des jets
Pour mesurer le faible signal prédit par le MS : données du HL-
LHC.
Première mesure avec les données du Run 2 déjà sensible aux
déviations extrêmes de λHHH prédites par les modèles ainsi qu'à
de nouvelles particules qui se désintégreraient en paires de Higgs.
Activité structurante pour le groupe ATLAS et le laboratoire.
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 33Prospective HH→bbγγ
Participation aux TDRs LAr et pixels
➢ performances : résolution en énergie
confidentiel
des photons
➢ analyse : comptage → fits
Redéfinition complète de l'analyse
➢ but : atteindre 2σ pour ce canal seul
– utilisation de BDTs
– Yellow Report HL-LHC (fin 2018)
➢ sensibilité aux valeurs non standard
du couplage λHHH
E. Petit
N. Readiof
J. Stark
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 34Nouvelle physique au Run3
Une large gamme de modèles et d’espaces de phases ont été exclues
Des analyses restent à développer
➢ méthodes plus élaborées
➢ nouveaux espaces de phases
Ex : ne pas postuler que toutes les particules viennent du point
d’interaction
Plusieurs modèles prévoient des
particules à long temps de vie
➢ Dark QCD
➢ Cosmological freeze-in
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 35Particules émergentes
Exemple : dark QCD
Xd → dark pions → MS
➢ paire de jets émergents
➢ dans le calo ou l’ITk
Le sujet combine différentes expertises du groupe
matière noire
jets M-H. Genest
P-A. Delsart
ITk
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 36Résumé et conclusions 24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 37
Activités techniques et performances
AMI Grille
de calcul
Performances
jets hadroniques
calorimétrie
photons ID
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 38Activités techniques et performances
AMI Grille
de calcul
Performances
jets hadroniques
Contributions majeures et/ou
prise en charge complètes
calorimétrie d’activités techniques dans
ATLAS
photons ID
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 39Analyses physiques
AMI Grille
de calcul
Performances Mesures MS Recherches hors MS
résonance tt
jets hadroniques Top célibataire
H±
ℓ± ℓ±
Tops
calorimétrie
mono-γ
HH γγ
photons ID multi-γ
Photons
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 40Analyses physiques
AMI Grille
de calcul
Performances Mesures MS Recherches hors MS
résonance tt
Top célibataire
Plusieurs analyses menées à terme
jets hadroniques
H
ttH leadership tenus
±
plusieurs rôles de
ℓ± ℓ±
par le groupe
Tops
calorimétrie
➢ incluant plusieurs convenership
mono-γ
HH γγ
photons ID multi-γ
Photons
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 41Analyses physiques
AMI Grille
de calcul
Performances Mesures MS Recherches hors MS
résonance tt
jets hadroniques Top célibataire
H±
ℓ± ℓ±
Tops
calorimétrie
mono-γ
HH γγ
photons ID multi-γ
Photons
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 42Activités futures
AMI Grille
de calcul
Performances Mesures MS Recherches hors MS
top célibataire
jets hadroniques
ttH
LLP et/ou tt
ITk
Mesure
autocouplage Résonances
tau ID ?
b-tagging ? HH
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 43Activités futures
Organisation générale autour de l’
AMI activité
Grille ITk
de calcul
Performances
➢ jets (combinaison calo+traces)
Performances Mesures MS Recherches hors MS
➢ tau ID ou b-tagging (à moyen/long terme)
top célibataire
jets hadroniques
2 axes principaux d’analyse
ttH
Autocouplage du Higgs, production HH LLP et/ou tt
Résonance
ITK tt/Particules à long temps de vie
➢ Planning de transition depuis analyses ttbar à
préciser Mesure
autocouplage Résonances
➢taudépendra
ID ? de la disponibilité des
b-tagging ? HH
membre/thesards/post-doc
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 44Activités futures
AMI Grille
de calcul
Feuille de route
travail sur HH déjà entamé
Performances Mesures MS Recherches hors MS
collaborations possibles avec le groupe
théorie sur
jets hadroniques
autocouplages, top et LLP
top célibataire
Post-doc (été 2018) surttH autocouplage+perf
jets LLP et/ou tt
ANR ITKdemandée sur autocouplage (avec LAL
et LAPP, porteur : J. Stark)
Mesure
autocouplage Résonances
tau ID ?
b-tagging ? HH
24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 45Bonus 24/01/2018 P.A. Delsart, LPSC, Grenoble 46
Collaboration avec Ciment
CIMENT : Mésocentre au sein des universités grenobloises
Calcul Intensif / Modélisation / Expérimentation Numérique et Technologique
Fédération de communautés scientifques (6 pôles) autour du calcul intensif
4 FTE pour le support, 208 utilisateurs en 2012
~12 clusters, ~3500 cœurs et ~36 Tfop/s
+ nveau cluster HPC en 2013 (Equip@Meso) 2176 cœurs, 46 Tfops/s
CiGri : la grille de CIMENT ≠ EGI CPU used
• Collection d'applications de base by owners
(gcc, cuda, MPI, emacs, ...) Opportunistic
• Grille de stockage jobs
(pas de gestion centralisée de données)
• Gestionnaire de tâches en mode
opportuniste Idle CPU
➜ accès aux nœuds tant qu'ils sont laissés
libres par les utilisateurs locaux et
Utilisation de CIMENT 2012
re-soumission automatique des tâches
14 millions d'heures (65%)
dont 9% en mode opportuniste
Sabine Crépé-Renaudin, LPSC Grenoble 47Futurs collisionneurs/accélérateurs
ILC e+e- au Japon
Staging à 250 GeV - Réducton des coûts avec machine plus compacte (500
GeV dans le TDR de 2013)
Mesures de précision des couplages du Higgs (Vous pouvez aussi lire
