\documentclass[slidetop,11pt]{beamer}
%
% Ces deux lignes à décommenter pour sortir 
% le texte en classe article
% \documentclass[class=article,11pt,a4paper]{beamer}
% \usepackage{beamerbasearticle}

% Packages pour les français
%
\usepackage[T1]{fontenc} 
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage[frenchb]{babel}
\usepackage{graphicx}

\graphicspath{{figures/}}


% pour un pdf lisible à l'écran si on ne dispose pas 
% des fontes cmsuper ou lmodern
%\usepackage{lmodern}
\usepackage{aeguill}

% Pour afficher le pdf en plein ecran
% (commenté pour imprimer les transparents et pour les tests)
%\hypersetup{pdfpagemode=FullScreen}

% ------------------------------------------------
%-----------   styles pour beamer   --------------
% ------------------------------------------------
%
% ------------- Choix des couleurs ---------------
%\xdefinecolor{fondtitre}{rgb}{0.20,0.43,0.09}  % vert fonce
% la même d'une autre manière
\definecolor{fondtitre}{HTML}{336E17}

%\xdefinecolor{coultitre}{rgb}{0.41,0.05,0.05}  % marron
% la même d'une autre manière
\definecolor{coultitre}{RGB}{105,13,13}

\xdefinecolor{fondtexte}{rgb}{1,0.95,0.86}     % ivoire

% Redéfinit la couleur de fond pour imprimer sur transparents
%\xdefinecolor{fondtexte}{rgb}{1,1,1}     % blanc

% commande differente pour les couleurs nommées - de base
%\colorlet{coultexte}{black} 

% -------------- Fioritures de style -------------
% Fait afficher l'ensemble du frame 
% en peu lisible (gris clair) dès l'ouverture
\beamertemplatetransparentcovered

% Supprimer les icones de navigation (pour les transparents)
%\setbeamertemplate{navigation symbols}{}

% Mettre les icones de navigation en mode vertical (pour projection)
%\setbeamertemplate{navigation symbols}[vertical]

% ------------ Choix des thèmes ------------------
\usecolortheme{default}

%\useoutertheme{default}
%\useinnertheme{default}
%\useinnertheme[shadow=true]{rounded}

% Définition de boites en couleur spécifiques
% première méthode
\setbeamercolor{bas}{fg=coultitre, bg=fondtitre!40}
\setbeamercolor{haut}{fg=fondtitre!40, bg=coultitre}
% deuxième méthode
\beamerboxesdeclarecolorscheme{clair}{fondtitre!70}{coultitre!20}
\beamerboxesdeclarecolorscheme{compar}{coultitre!70}{fondtitre!20}

% insérer le nombre de pages
%\logo{\insertframenumber/\inserttotalframenumber}

%------------ fin style beamer -------------------

% Faire apparaître un sommaire avant chaque section
% \AtBeginSection[]{
%   \begin{frame}
%   \frametitle{Plan}
%   \medskip
%   %%% affiche en début de chaque section, les noms de sections et
%   %%% noms de sous-sections de la section en cours.
%   \small \tableofcontents[currentsection, hideothersubsections]
%   \end{frame} 
% }

% ----------- Contenu de la page de titre --------
\title{Soutenance de Stage}
\subtitle{Identification d'électrons issus du Z}
%\author{Raphaël Lasseri}
\author[shortname]{Raphaël Lasseri \\ \and Maître de stage: Frédéric Derue }
\institute{LPNHE}
\date{\oldstylenums{$25/06/2013$}}
% ------------------------------------------------
% -------------   Début document   ---------------
% ------------------------------------------------
\begin{document}
%--------- Écriture de la page de titre ----------
% avec la commande frame simplifiée
%\frame{\titlepage}
%
\part{Les pages} 
%------------------ Sommaire ---------------
%\begin{frame}{Sommaire}
 % \small \tableofcontents[hideallsubsections]
%\end{frame} 
%
%***************************************
%******     I Les pages          *******
%***************************************
\addtobeamertemplate{footline}{\hfill\insertframenumber/\inserttotalframenumber}

\section[Stage]{Soutenance de stage}

% Sommaire local. En deux colonnes
\begin{frame}{Soutenance de stage}
\begin{center}
\begin{minipage}[t]{0.45\textwidth}
  \begin{flushleft}
    \includegraphics [width=20mm]{figures/ENS.jpg} \\[0.2cm]
 %   \begin{spacing}{1.5}
      \textsc{\big{ ENS de Cachan}}
  %  \end{spacing}
  \end{flushleft}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.45\textwidth}
  \begin{flushright}
    \includegraphics [width=30mm]{figures/LPNHE.png} \\[0.2cm]
    \textsc{\big {L.P.N.H.E Paris}}
  \end{flushright}
\end{minipage} \\[0.2cm]
Raphaël Lasseri\\
Encadrant: Frédéric Derue\\
Mai-Juin 2013
  
\vfill
% \begin{beamerboxesrounded}[scheme=clair]{}
 % petite note dans boite de couleur simple
 % Objectif: Caractériser des électrons dans ATLAS en vue de déterminer des efficacités de reconstruction dans le cas du Z et du top
% \end{beamerboxesrounded}
% \includegraphics[scale=0.8]{Zlepton1.png}\\
\end{center}
Le \textbf{L}aboratoire de \textbf{P}hysique \textbf{N}uclèaire et des
\textbf{H}autes \textbf{E}nergies:
\begin{itemize} 
\item Physique des particules sur accélérateurs.
\item Cosmologie et astroparticules.
\end{itemize}
%Outils:
%\small{
%\begin{center}
%\begin{itemize}
%\item Utilisation de lots simulés d'évenements Z\rightarrow ee, Top \rightarrow $WbW\overline{b}$
%\item Utilisation de données provenant des runs LHC 2012 à 12 TeV.
%\item Utilisation de ROOT et d'un code C++ pour traiter ces données.}
%\end{itemize}
%\end{center}
\end{frame}



\begin{frame}{Cadre Général}
\big{Le Modèle Standard}
\begin{table}[h]
\begin{center}
\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
\hline
  & $1^{\rm \grave{e}re}~\rm famille$ & $2^{\rm \grave{e}me}~\rm famille$ & $3^{\rm~\grave{e}me} \rm famille$\\
\hline
Quarks & $\left(
           \begin{array}{c}
	     up~ \it u \\ 
	     down~ \it d \\
	   \end{array}
         \right)$  &  $\left(\begin{array}{c}
	                    charm~ \it c \\ 
	                   strange~ \it s  \\
	                 \end{array}
                       \right)$ & $\left(
                                     \begin{array}{c}
	                                top~ \it t \\ 
	                                bottom~ \it b \\
	                             \end{array}
                                   \right)$\\
\hline
Leptons & $\left(
           \begin{array}{c}
	     neutrino~ \it \nu_{e} \\ 
	     \acute{e}lectron~ \it e^{-} \\
	   \end{array}
         \right)$  &  $\left(
                         \begin{array}{c}
	                    neutrino~ \it \nu_{\mu} \\ 
	                    muon~  \it \mu  \\
	                 \end{array}
                       \right)$ & $\left(
                                     \begin{array}{c}
	                                neutrino~  \it \nu_{\tau} \\ 
	                                tau~  \it \tau \\
	                             \end{array}
                                   \right)$\\
\hline
\end{tabular}
\caption{ \it Les particules de type fermion du modèle standard}
\label{tab-particules}
\end{center}
\end{table}

\end{frame}

\section[Event]{Collision dans ATLAS}
% avec l'environnement frame
\begin{frame}
  \frametitle{Event Display Z->ee}
\begin{center}
Ci dessous un event display d'une désintégration d'un Z en deux électrons.
  \includegraphics[scale=0.13]{MasterClass.png}
\end{center}

\end{frame}
% --------------------------------------------------

% ---------------------------------------------
% -------------------------------------------------
\subsection[Reconstruction]{Principe géneral}
\begin{frame}[containsverbatim]
  \frametitle{Reconstruction des objets et critère d'association}
\scriptsize
Variables accessibles:
\begin{itemize}
\item Tracks, variables issue du trajectographe (TRT, Pixels, SCT)
\item Clusters, amas de cellules dans les calorimètres (hadronique et électromagnétique).
\end{itemize}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{principe.png}\\
\end{center}
L'association d'un amas, d'une trace et des variables caractérisant
les dépots d'énergie permet de reconstruire un objet électron.
De plus en travaillant sur une simulation on a par définition accés à la
``vérité'',c'est à dire a la liste des particules générées (Z->ee) lors
de la simulation du détecteur. On peut donc définir des critères
d'association et dire pour chaque objet du bloc $electron$ s'il s'agit
d'un véritable électron ou d'un hadron.
%Toutefois pour reconstruire correctement un électron réel il faut avoir défini
%un ensemble de coupures sur des variables discriminantes établies en
%travaillant sur des données simulées.\\
Pour pouvoir réaliser cette association on définit une distance à la vérité $d$:
\begin{center}
\fbox{
\begin{minipage}{0.25\textwidth}
   $d= \sqrt{\Delta \eta ^2 + \Delta \Phi^2}$
\end{minipage}
}

Et on prends comme critère d'association $d \leq 0.2$
On appliquera ce critère à des variables discriminantes permettant de 
distinguer les électrons des hadrons.
\end{center}
\normalsize
\end{frame}



%\section[Variables]{Les coupures}
%\begin{frame}{Critère d'association}

%Pour reconstruire correctement un électron réel il faut avoir défini
%un ensemble de coupures sur des variables 
%discriminantes établies en travaillant sur des données simulées.\\
%\begin{center}
%On définit une ``distance'' à la vérité comme:
%\bigskip
%\fbox{
%\begin{minipage}{0.3\textwidth}
  % $d= \sqrt{\Delta \eta ^2 + \Delta \Phi^2}$
%\end{minipage}
%}\\
%\bigskip
%Et on prends comme critère d'association $d \leq 0.2$
%\end{center}
%\end{frame}
 
% ***************************************
% ******     II Les Variables        *******
% ***************************************
\begin{frame}{Variables Cinématiques des électrons et des hadrons}
On peut obtenir les distributions d'énergie transverse et de
pseudorapidité pour les deux populations.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{pT.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Eta.png}\\
\end{center}
\end{frame}

\begin{frame}{Variable dans le trajectographe}
La trace est reconstruite dans 3 sous détecteurs (Pixel,SCT et TRT).
Le nombre d'impact dans le détecteur pixel permet de connaitre la
qualité des traces.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.13]{Pixels.png}
\includegraphics[scale=0.13]{FHTR.png}\\
\end{center}
Le TRT à la particularité d'avoir un gain plus élevé pour les
électrons que pour les autres particules en regardant la fraction de
signaux de haut seuil dans le TRT on peut distinguer les électrons des
hadrons. 
\end{frame}

\begin{frame}{Amas dans le calorimètre électromagnétique}
Le calorimètre est constitué de différents compartiments dans lequels
on reconstruit les énergies déposées lors du développement des gerbes
électromagnétiques. 
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Depo0.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Depo1.png}\\
\tiny
\begin{itemize}
\item Les $e^-$ déposent en moyenne 20 \% de leurs énergies dans le
  présampler et 15 \% de leur énergie dans le compartiment suivant.
\item Les hadrons déposent en moyenne 10 \% de leurs énergies dans le
  présampler et 8 \% de leur énergie dans le compartiment suivant
\end{itemize}
\end{center}
On remarque également que les gerbes des $e^-$ se développent
plus vite et sont différentes de celles engendrées par les hadrons.
\normalsize
\end{frame}


\begin{frame}{Formes des gerbes électromagnétique dans les calorimètre}
Les $e^-$ laissent un dépôt fin dans le calorimètre électromagnétique tandis que les
dépôts des hadrons sont bien plus large.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.13]{Reta.png}
\includegraphics[scale=0.13]{HadronickLeak.png}\\
\begin{itemize}
\item $R_{ \eta }$ Représente l'étalement transverse des dépôts dans le calorimètre.
\item $\frac{E_{T}^{Had}}{E_{T}^{el}}$ Représente la fraction relative d'energie déposée dans le calorimètre Hadronique.

\end{itemize}
\end{center}
\end{frame}

\begin{frame}{Association Clusters-Tracks}
Pour évaluer la qualité d'une association Amas-Trace on peut
s'interesser aux variables propres à la reconstruction.
D'une part au ratio de l'énergie sur la norme de l'impulsion
reconstruite.


%Pour quantifier les ``pertes'' énergétiques entre le détecteur interne
%et les clusters on peut définir le ratio de l'énergie sur la norme de
%l'impulsion. 
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{overP.png}
\includegraphics[scale=0.2]{deltaeta.png}
\end{center}
Mais également à la qualité de la recontruction en pseudorapidité.
\end{frame}

\section[Coupures]{Coupures}
\begin{frame}{Coupures}
\small{Comme on a pu le voir précedemment pour certainnes variables
  les distributions des populations électroniques et les hadroniques
  diffèrent}

\tiny{Pour isoler les ``vrais'' électrons l'une des méthodes les plus
  utilisées consiste à faire des coupures sur un lot de variables
  discriminantes.\\
Par la suite on définira 2 jeux de coupures correspondant à deux
niveaux d'exigences distincs: Loose et Medium}
\begin{center}
%\includegraphics[scale=0.5]{test.jpg}
\includegraphics[scale=0.3]{Mass-Z.png}
\includegraphics[scale=0.15]{Particule_Spectre.png}
\end{center}
\end{frame}

\section[Masse Invariante]{Masse Invariante}
\begin{frame}{Masse Invariante}
\small{La relativité restreinte stipule que la pseudo-norme de la
quadri-impulsion est un invariant relativiste reliant l'energie du
corps et sa quantité de mouvement et une quantité que l'on nommera la
masse invariante}
\begin{center}
$m_{invariante}=\sqrt{\frac{E^2}{c^4}-\frac{p^2}{c^2}}$
\end{center}
\tiny{Expérimentalement lors d'une collision on a accés à l'impulsion
transverse et l'on peut reconstruire l'energie aprés la collision. De
plus la conservation de la quadri-impulsion permet de reconstruire à partir
des variables cinématiques des particules filles la masse de la
particule initiale.}
\begin{center}
%\includegraphics[scale=0.5]{test.jpg}
\includegraphics[scale=0.3]{Mass-Z.png}
\includegraphics[scale=0.15]{Particule_Spectre.png}
\end{center}
\end{frame}

\section[Efficacité]{Efficacité}
\begin{frame}{Efficacité}
\small{Il est important d'être à même de caractériser la fiabilité de
  la reconstruction d'un objet électron. On définis dans le cadre de
  la simulation Monte-Carlo une efficacité de reconstruction relative
  aux distributions réelles des particules.}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{EfficacitepT.png}
\end{center}
\tiny{Dans le cas de données réelles on peut également définir des
  efficacités en coupant sur un seul des deux électrons. (Méthode du
  Tag and Probe). Puis on peut établir le rapport des distributions de
  variables cinématiques de l'électron n'ayant subis aucune coupure et
  des électrons ayant passé le critère d'identification choisis}
\end{frame}

\begin{frame}{Conclusion}
Il reste à finir d'exploiter les données pour définir des efficacités
pour chaque variable importante.\\
Il serait également intéressant de définir différents jeux de coupures
correspondant à différents niveaux d'exigences sur la pureté des
lots d'électrons reconstruits (Identification tight et loose).\\
Ce qui permettrait alors de comparer les spécificités des électrons
issus du Z et de ceux issus du top.
\end{frame}

\section[Annexe]{Annexe-1}

\begin{frame}{Résolution de la reconstruction}
Ayant accés à la vérité il est intéressant de quantifier la qualité de
reconstruction des variables cinématiques.\\
On peut donc tracer l'énergie reconstruite en fonction de l'énergie
réelle. 
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution_var.png}\\
\end{center}
On peut également tracer la résolution de reconstruction de chacune
des variables cinématiques.
\end{frame}

\section[Annexe]{Annexe-2}

\begin{frame}{Différences Top/Z}
A première vue il y'a peu de différences entres les variables
cinématiques des électrons provenant du Z ou du Top.\\
On peut malgré tout définir des critères d'isolations au niveau des
traces permettant d'établir une forte distinction entre les deux types
de population.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution_var.png}\\
\end{center}
On peut également tracer la résolution de reconstruction de chacune
des variables cinématiques.
\end{frame}

\end{document}




%%% Local Variables:
%%% ispell-local-dictionary: "french"
%%% End:
