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

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

\graphicspath{{figures/}}


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

% Pour afficher le pdf en plein ecran
% (commentÃ© 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 mÃªme d'une autre maniÃ¨re
\definecolor{fondtitre}{HTML}{336E17}

%\xdefinecolor{coultitre}{rgb}{0.41,0.05,0.05}  % marron
% la mÃªme d'une autre maniÃ¨re
\definecolor{coultitre}{RGB}{105,13,13}

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

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

% commande differente pour les couleurs nommÃ©es - de base
%\colorlet{coultexte}{black} 

% -------------- Fioritures de style -------------
% Fait afficher l'ensemble du frame 
% en peu lisible (gris clair) dÃ¨s 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 thÃ¨mes ------------------
\usecolortheme{warsow}

\useoutertheme{default}
%\useinnertheme{warsow}
%\useinnertheme[shadow=true]{rounded}
\usetheme[secheader]{Boadilla}
% DÃ©finition de boites en couleur spÃ©cifiques
% premiÃ¨re mÃ©thode
\setbeamercolor{bas}{fg=coultitre, bg=fondtitre!40}
\setbeamercolor{haut}{fg=fondtitre!40, bg=coultitre}
% deuxiÃ¨me mÃ©thode
\beamerboxesdeclarecolorscheme{clair}{fondtitre!70}{coultitre!20}
\beamerboxesdeclarecolorscheme{compar}{coultitre!70}{fondtitre!20}

% insÃ©rer le nombre de pages
%\logo{\insertframenumber/\inserttotalframenumber}

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

% Faire apparaÃ®tre un sommaire avant chaque section
% \AtBeginSection[]{
%   \begin{frame}
%   \frametitle{Plan}
%   \medskip
%   %%% affiche en dÃ©but 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'Ã©lectrons issus du boson $Z^0$}
%\author{RaphaÃ«l Lasseri}
\author[RaphaÃ«l Lasseri]{RaphaÃ«l Lasseri \\ \and MaÃ®tre de stage: FrÃ©dÃ©ric Derue }
%\institute{LPNHE}
\date{\oldstylenums{$01/07/2013$}}
% ------------------------------------------------
% -------------   DÃ©but document   ---------------
% ------------------------------------------------
\begin{document}
%--------- Ãcriture de la page de titre ----------
% avec la commande frame simplifiÃ©e
%\frame{\titlepage}
%
\part{Les pages} 
%------------------ Sommaire ---------------
%\begin{frame}{Sommaire}
 % \small \tableofcontents[hideallsubsections]
%\end{frame} 
%
%***************************************
%******     I Les pages          *******
%***************************************


\section[Soutenance de Stage]{Soutenance de stage}

% Sommaire local. En deux colonnes
\begin{frame}{Soutenance de stage}
\begin{center}
%\begin{minipage}[c]{0.20\textwidth}
 % \begin{flushleft}
    \includegraphics [width=20mm]{figures/ENS.jpg} \quad \quad \quad \quad \quad
 %   \begin{spacing}{1.5}
%      \textsc{\big{ ENS de Cachan}}
  %  \end{spacing}
  %\end{flushleft}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[c]{0.20\textwidth}
    \includegraphics [width=25mm]{figures/UPMC.png} \quad \quad \quad \quad \quad
 %   \begin{spacing}{1.5}
%      \textsc{\big{ ENS de Cachan}}
  %  \end{spacing}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[c]{0.20\textwidth}
 % \begin{flushright}
    \includegraphics [width=30mm]{figures/LPNHE.png} \\[0.4cm]
 %   \textsc{\big {L.P.N.H.E Paris}}
  %\end{flushright}
%\end{minipage} \\[0.2cm]
\large{\textbf{Reconstruction d'Ã©lectrons provenant du boson $Z^0$ dans l'expÃ©rience ATLAS auprÃ¨s du LHC}}\\[0.2cm]
RaphaÃ«l Lasseri\\
Encadrant: FrÃ©dÃ©ric Derue (Groupe ATLAS)\\
Mai-Juin 2013
  
\vfill
% \begin{beamerboxesrounded}[scheme=clair]{}
 % petite note dans boite de couleur simple
 % Objectif: CaractÃ©riser des Ã©lectrons dans ATLAS en vue de dÃ©terminer des efficacitÃ©s 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}uclÃ©aire et des
\textbf{H}autes \textbf{E}nergies:\\
Sur la campus \textbf{UPMC}-Jussieu Ã  Paris.
\begin{itemize} 
\item Physique des particules sur accÃ©lÃ©rateurs.
\item Cosmologie et astroparticules.
\end{itemize}
%Outils:
%\small{
%\begin{center}
%\begin{itemize}
%\item Utilisation de lots simulÃ©s d'Ã©venements Z\rightarrow ee, Top \rightarrow $WbW\overline{b}$
%\item Utilisation de donnÃ©es provenant des runs LHC 2012 Ã  12 TeV.
%\item Utilisation de ROOT et d'un code C++ pour traiter ces donnÃ©es.}
%\end{itemize}
%\end{center}
\end{frame}



\begin{frame}{Le modÃ¨le standard de la physique des particules}
\begin{center}
\begin{minipage}[c]{0.45\textwidth}
  \begin{flushleft}
    \includegraphics [width=45mm]{standard.jpg}
 %   \begin{spacing}{1.5}
  %  \end{spacing}
  \end{flushleft}
\end{minipage}
\begin{minipage}[c]{0.50\textwidth}
  \begin{flushright}
%    \includegraphics [width=30mm]{figures/LPNHE.png} \\[0.2cm]
\begin{itemize}
\item Particules 
\begin{itemize}
\scriptsize{
\item Fermions, spin demi-entier: 3 familles de quarks et de leptons
\item Bosons, de spin entier: vecteurs des 3 interactions.}
\end{itemize}
\item Interactions:
\begin{itemize}
\scriptsize{
\item faible,forte et Ã©lectromagnÃ©tique.}
\end{itemize}
\item Boson de Higgs:
\begin{itemize}
\scriptsize{
\item explique la masse des particules
\item dÃ©couvert(?) au CERN en 2012}
\end{itemize}
\end{itemize}
  \end{flushright}
\end{minipage}
\normalsize
\end{center}
Grandes Questions:
\begin{itemize}
\item ValiditÃ© du modÃ¨le pour de plus hautes Ã©nergies
\item Nouvelle physique
\end{itemize}
\end{frame}


\begin{frame}{Le \textbf{L}arge\, \textbf{H}adron\, \textbf{C}ollider}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.3]{lhc-aerial.jpg}
\end{center}
\begin{itemize}
\small{
\item Projet menÃ© Ã  GenÃ¨ve par le CERN
\item Collisionneur protons-protons (et PbPb).
\item Quatre points d'interaction pour quatre expÃ©riences (ALICE,LHCb,ATLAS et CMS)
\item Un anneau de 27 km Ã  100 m de profondeur
\item DÃ¨marrage le 23/11/2009 Ã  une Ã©nergie de 900 GeV, en 2012, 8 TeV
\item ArretÃ© depuis Mars 2013. Prochaines collisions en 2015 Ã  une Ã©nergie de 14 TeV.}
\end{itemize}
\end{frame}
%\section[Event]{Collision dans ATLAS}
% avec l'environnement frame
\begin{frame}
  \frametitle{DÃ©sintegration $Z^0$ \rightarrow $e^+$$e^-$ dans ATLAS}
\begin {center}
\scriptsize{Vue de face, de profil du dÃ©tecteur et dÃ©pÃ´ts d'energie dans le calorimÃ¨tre}
  \includegraphics[scale=0.13]{MasterClass.png}
\end{center}
\scriptsize{$\eta = -ln\big[\tan\big( \frac{\theta}{2}\big)\big]$ ou $\theta$ est l'angle polaire, $\Phi$ est l'angle azimuthal et $E_T=\frac{E}{\cosh \eta}$.}
\end{frame}

\begin{frame}
  \frametitle{Objectifs du stage:}
 \begin{beamerboxesrounded}[scheme=clair]{}
 % petite note dans boite de couleur simple
CaractÃ©riser des Ã©lectrons et des hadrons dans ATLAS\\
Etablir des efficacitÃ©s d'identification d'Ã©lectrons du  Z\\
Reconstruction du boson Z.
\end{beamerboxesrounded}\\

Outils:
\begin{center}
\begin{itemize}
\item Utilisation d'Ã©venements simulÃ©s $Z^0$\rightarrow $e^+e^-$ %t\overline{t} \rightarrow $WbW\overline{b}$
\item Utilisation de donnÃ©es du LHC en 2012 Ã  8 TeV.
\item Utilisation du logiciel ROOT et dÃ©veloppement d'un code C++ pour traiter ces donnÃ©es.
\end{itemize}
\end{center}
\end{frame}

% --------------------------------------------------

% ---------------------------------------------
% -------------------------------------------------
\subsection[Reconstruction]{Principe gÃ©neral}
\begin{frame}[containsverbatim]
  \frametitle{Reconstruction et identification des objets}
Longue chaine d'acquisition et de reconstruction du dÃ©tecteur jusqu'aux donnÃ©es utilisateurs.
\small
\begin{itemize}
\item Traces issues du dÃ©tecteur interne (Le trajectographe).
\item Amas provenant des cellules des calorimÃ¨tres.
\end{itemize}
\begin{center}
\includegraphics[height=1.7cm,widht=1.7cm]{principe1.png}\\
\end{center}
\textbf{On appelle objet ``electron'' l'association d'un amas et de la meilleure trace qu'on peut lui associer  (la plus proche).}\\
L'identification des Ã©lectrons se fait grÃ¢ce Ã  l'Ã©tude dÃ©taillÃ©e des traces et des dÃªpots Ã©nergetique dans le calorimÃ¨tre Ã©lectromagnÃ©tique.
\end{frame}
\begin{frame}{Identification dans le cas d'une simulation}
On connait la liste exacte des particules gÃ©nÃ©rÃ©es.
\begin{center}
\includegraphics[height=2.5cm,widht=2.5cm]{principe.png}\\
\end{center}
On dÃ©finit une ``distance Ã  la vÃ©ritÃ©'':
\begin{center}
\fbox{
\begin{minipage}{0.30\textwidth}
   $d= \sqrt{\Delta \eta ^2 + \Delta \Phi^2}$
\end{minipage}
}\\
\end{center}
oÃ¹:\\
\begin{itemize}
\item $\Delta \eta = \eta_{reco} - \eta_{simulation}$ 
\item $\Delta \Phi = \Phi_{reco} - \Phi_{simulation}$
\end{itemize} 
On prendra $d \leq 0.2$ comme critÃ¨re d'association.
%Le dÃ©tecteur Ã©tant Ã  symÃ¨trie cylindrique $\Phi$ reprÃ©sente l'angle azimuthal et $\eta$ n'est fonction que de l'angle polaire.\\
%En choisissant comme critÃ¨re d'association standard $d \leq 0.2$, on est Ã  mÃªme de dissocier les Ã©lectrons des hadrons.
%\end{center}
\normalsize
\end{frame}



%\section[Variables]{Les coupures}
%\begin{frame}{CritÃ¨re d'association}

%Pour reconstruire correctement un Ã©lectron rÃ©el il faut avoir dÃ©fini
%un ensemble de coupures sur des variables 
%discriminantes Ã©tablies en travaillant sur des donnÃ©es simulÃ©es.\\
%\begin{center}
%On dÃ©finit une ``distance'' Ã  la vÃ©ritÃ© comme:
%\bigskip
%\fbox{
%\begin{minipage}{0.3\textwidth}
  % $d= \sqrt{\Delta \eta ^2 + \Delta \Phi^2}$
%\end{minipage}
%}\\
%\bigskip
%Et on prends comme critÃ¨re d'association $d \leq 0.2$
%\end{center}
%\end{frame}


\begin{frame}{Fonctionnement du dÃ©tecteur}

\small{En fonction de leur nature les particules gÃ©nÃ©res lors des collisions interagissent diffÃ©remment avec la matiÃ¨re composant le dÃ©tecteur}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{schemATLAS.jpg}\\
\end{center}
\small{Dans le cadre du stage j'utilise principalement le dÃ©tecteur interne et le calorimÃ¨tre Ã©lectromagnÃ©tique}
\end{frame}

 
% ***************************************
% ******     II Les Variables        *******
% ***************************************
\begin{frame}{Variables CinÃ©matiques}

\small{On obtient les distributions en E_{T}, \, $\eta$ et $\Phi$ pour les deux populations}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.14]{Et_Cut.png}
\includegraphics[scale=0.14]{Eta.png}
\includegraphics[scale=0.14]{Phi.png}\\
\end{center}
\small{Les Ã©lectrons issus du $Z^0$ sont plutÃ´t de haut pT (~40 GeV).}\\
\small{La distribution de $\Phi$ est uniforme}\\
\small{La distribution de $\eta$ est conforme Ã  la thÃ©orie et aux limitations gÃ©omÃ¨triques du dÃ©tecteur}\\
\end{frame}


\begin{frame}{Variables Discriminantes}
\small{
Certaines variables permettent d'Ã©tablir une sÃ©paration claire entre les populations Ã©lectroniques et hadroniques.\\
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.28]{Reta_Cut.png}
\includegraphics[scale=0.28]{overP.png}
\end{center}
\begin{itemize}
\item  $R_{ \eta }$ dÃ©crit le dÃ©veloppement des gerbes Ã©lectromagnÃ¨tiques
\item $\frac{E}{P}$ ratio de l'impulsion mesurÃ©e dans le trajectographe par l'Ã©nergie reconstruite dans le calorimÃ¨tre Ã©lectromagnÃ©tique
\end{itemize}}
\end{frame}

\section[Coupures]{Coupures}
\begin{frame}{Coupures}
\small{Pour isoler Ã©lectrons l'une des mÃ©thodes les plus
  utilisÃ©es consiste Ã  faire des coupures sur des lots de variables
  discriminantes.\\
\begin{center}
%\includegraphics[scale=0.5]{test.jpg}
\includegraphics[scale=0.28]{Reta_Cut_2.png}
\includegraphics[scale=0.28]{overP_2.png}
\end{center}
On dÃ©finit 2 jeux de coupures correspondant Ã  deux niveaux distincts
d'exigences : \color{green}Loose \color{normal}et \color{blue}Tight}
\end{frame}

\section[EfficacitÃ©]{EfficacitÃ©}
\begin{frame}{EfficacitÃ©}
\small{Il est important d'Ãªtre Ã  mÃªme de caractÃ©riser la fiabilitÃ© de
  l'identification d'un objet Ã©lectron. 
On dÃ©finit dans le cadre de
  la simulation Monte-Carlo une efficacitÃ© d'identification.}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.3]{efficacite_et.png}\\
\small{On peut la reprÃ©senter ici pour deux sÃ©ries de coupures, en fonction de Et.}
\end{center}

%\tiny{Dans le cas de donnÃ©es rÃ©elles on peut Ã©galement dÃ©finir des
 % efficacitÃ©s en coupant sur un seul des deux Ã©lectrons. (MÃ©thode du
 % Tag and Probe). Puis on peut Ã©tablir le rapport des distributions de
  %variables cinÃ©matiques de l'Ã©lectron n'ayant subis aucune coupure et
  %des Ã©lectrons ayant passÃ© le critÃ¨re d'identification choisis}
\end{frame}

\section[Masse Invariante]{Reconstruction du boson Z}
\begin{frame}{Reconstruction du boson $Z^0$}
\small{La relativitÃ© restreinte stipule que la pseudo-norme de la
quadri-impulsion est un invariant relativiste reliant l'energie du
corps et sa quantitÃ© de mouvement et une quantitÃ© que l'on nommera la
masse invariante}
\begin{center}
$m_{invariante}=\sqrt{\frac{E_i^2}{c^4}-\frac{\norme{\vec{p_i}^2}}{c^2}}$
\end{center}
\small{En utilisant les variables cinÃ©matiques  avec diffÃ©rents niveaux d'exigences sur la qualitÃ© des Ã©lectrons reconstruits on peut obtenir la masse invariante d'un objet se dÃ©sintegrant ici un boson $Z^0$.}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.21]{Mass_1.png}
\includegraphics[scale=0.21]{Mass_2.png}
%\includegraphics[scale=0.15]{Particule_Spectre.png}

\end{center}
\end{frame}

\section[Masse Invariante]{Reconstruction de particules rÃ©elles}
\begin{frame}{Reconstruction de particules rÃ©elles}
\small{Le mÃªme travail sur les donnÃ©es LHC permet d'obtenir une veritable spectroscopie des particules se dÃ©sintÃ©grant en deux Ã©lectrons au sein d'ATLAS.}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Particule_Spectre.png}\\
On voit ainsi apparaitre Le$ J$/$\Psi (c\overline{c})le Upsilon (b\overline{b})$ et bien sur le boson $Z^0$.
\end{center}
\end{frame}



%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{frame}{Bilan}
\setbeamertemplate{blocks}[rounded]%
[shadow=true]
\begin{block}{BÃ©nefices}
 \begin{itemize}
\item Comprendre le fonctionnement du dÃ©tecteur ATLAS
\item Apprendre des mÃ©thodes d'analyses de donÃ©es
\item DÃ©couverte de l'environnement ROOT
\item Approfondissement de mes connaissances en C++
\end{itemize}
\end{block}
\begin{block}{DÃ©couverte du monde de la recherche}
 \begin{itemize}
\item Travail de groupe
\item RÃ©eunions de travail hebdomadaires
\item SÃ©minaires
\end{itemize}
\end{block}

%endant ces quelques semaines passÃ©es au LPNHE j'ai pu me familiariser avec le monde de la physique des particules.
%'ai pu constater quelques une des problÃ¨matiques inhÃ©rentes Ã  la reconstruction d'objets au sein des dÃ©tecteurs prÃ©sent sur le site du LHC.
%prÃ©s avoir passÃ©s les premiÃ¨res semaines de mon stage Ã  Ã©tablir des critÃ¨res d'isolation d'Ã©lectrons en travaillant sur des simulations MonteCarlo. J'ai pu pendant les deux derniÃ¨res semaines me concentrer sur 
%e traitement de donnÃ©es provenant directement d'ATLAS. Cette premiÃ¨re approche Ã  confortÃ© mon choix pour la recherche et mon gout pour la physique des particules.
\end{frame}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%   ANNEXES     
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section[Annexe]{Annexes}
\begin{frame}{ANNEXES}
\begin{center}
\HUGE{ANNEXES}
\end{center}
\end{frame}



\begin{frame}{RÃ©solution de la reconstruction}
Ayant accÃ©s Ã  la vÃ©ritÃ© il est intÃ©ressant de quantifier la qualitÃ© de
reconstruction des variables cinÃ©matiques.\\
On peut donc tracer l'Ã©nergie reconstruite en fonction de l'Ã©nergie
rÃ©elle. 
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Resolution_var.png}\\
\end{center}
On peut Ã©galement tracer la rÃ©solution de reconstruction de chacune
des variables cinÃ©matiques.
\end{frame}


\begin{frame}{Variable dans le trajectographe}
La trace est reconstruite dans 3 sous dÃ©tecteurs (Pixel,SCT et TRT).
Le nombre d'impacts dans le dÃ©tecteur pixel permet de connaitre la
qualitÃ© des traces.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.13]{Pixels.png}
\includegraphics[scale=0.13]{FHTR.png}\\
\end{center}
Le TRT a la particularitÃ© d'avoir un gain plus Ã©levÃ© pour les
Ã©lectrons que pour les autres particules. En regardant la fraction de
signaux de haut seuil dans le TRT on peut distinguer les Ã©lectrons des
hadrons. 
\end{frame}

\begin{frame}{Amas dans le calorimÃ¨tre Ã©lectromagnÃ©tique}
Le calorimÃ¨tre est constituÃ© de diffÃ©rents compartiments dans lequels
on reconstruit les Ã©nergies dÃ©posÃ©es lors du dÃ©veloppement des gerbes
Ã©lectromagnÃ©tiques. 
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.2]{Depo0.png}
\includegraphics[scale=0.2]{Depo1.png}\\
\tiny
\begin{itemize}
\item Les $e^-$ dÃ©posent en moyenne 20 \% de leurs Ã©nergies dans le
  prÃ©sampler et 15 \% de leur Ã©nergie dans le compartiment suivant.
\item Les hadrons dÃ©posent en moyenne 10 \% de leurs Ã©nergies dans le
  prÃ©sampler et 8 \% de leur Ã©nergie dans le compartiment suivant
\end{itemize}
\end{center}
On remarque Ã©galement que les gerbes des $e^-$ se dÃ©veloppent
plus vite et sont diffÃ©rentes de celles engendrÃ©es par les hadrons.
\normalsize
\end{frame}


\begin{frame}{Formes des gerbes Ã©lectromagnÃ©tiques dans les calorimÃ¨tres}
Les $e^-$ laissent un dÃ©pÃ´t fin dans le calorimÃ¨tre Ã©lectromagnÃ©tique tandis que les
dÃ©pÃ´ts des hadrons sont bien plus larges.
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.13]{Reta.png}
\includegraphics[scale=0.13]{HadronickLeak.png}\\
\begin{itemize}
\item $R_{ \eta }$ ReprÃ©sente l'Ã©talement transverse des dÃ©pÃ´ts dans le calorimÃ¨tre.
\item $\frac{E_{T}^{Had}}{E_{T}^{el}}$ ReprÃ©sente la fraction relative d'energie dÃ©posÃ©e dans le calorimÃ¨tre Hadronique.

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

\end{document}




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