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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43129
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorAlves, Arthur Sodré de Oliveira-
dc.date.accessioned2025-10-03T17:07:22Z-
dc.date.available2025-10-03T17:07:22Z-
dc.date.issued2025-07-23-
dc.identifier.citationALVES, Arthur Sodré de Oliveira. Calibração de energia na etapa rápida trigger de elétrons do experimento ATLAS utilizando árvores de decisão reforçadas por gradiente. 2025. 79 f. Dissertação – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/43129-
dc.description.abstractIn high-energy physics, the very large data volume—with a substantial fraction arising from background noise—makes it difficult to identify the phenomena of interest. To overcome this complexity, an online event-selection system (the trigger) is employed, which in the ATLAS experiment at the LHC operates in two sequential stages: the first-level trigger and the High-Level Trigger (also called the rapid stage). Machine-learning techniques have been adopted to enhance this selection. In the context of electron identification, an accurate estimation of the energy deposited in the calorimeters is crucial for the correct selection of candidates. Measurement errors can stem from pileup effects, which artificially increase the reconstructed energy, and from longitudinal and lateral energy losses, which lead to an underestimation of the true energy. Consequently, inaccuracies in the energy estimate can compromise selection efficiency or raise the false-positive rate. This work proposes an energy-calibration methodology for the High-Level Trigger using an ensemble of gradient-boosted decision trees (GBDTs). This approach is capable of modeling non-linearities and capturing complex relationships in the data efficiently, thereby improving the precision of the energy estimate. The solution was integrated into the detector’s operational software framework and is currently under evaluation for potential adoption in the coming years. In tests performed with simulated data, we observed up to a 25% reduction in the dispersion of reconstructed energy, as well as a 20.6% improvement in the mean absolute percentage error in the low-energy range (0–30 GeV). With validation data, it was possible to lower the selection threshold without compromising the electron identification efficiency—resulting in a reduced false-positive rate, lower computational demand, and an overall increase in trigger performance.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFísica de altas energiaspt_BR
dc.subjectATLASpt_BR
dc.subjectLHCpt_BR
dc.subjectTriggerpt_BR
dc.subjectCalibração de energiapt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subject.otherHigh-energy physicpt_BR
dc.subject.otherATLASpt_BR
dc.subject.otherLHCpt_BR
dc.subject.otherTriggerpt_BR
dc.subject.otherEnergy calibrationpt_BR
dc.subject.otherMachine learningpt_BR
dc.titleCalibração de energia na etapa rápida do trigger de elétrons do experimento ATLAS utilizando árvores de decisão reforçadas por gradientept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::INSTRUMENTACAO ELETRONICApt_BR
dc.contributor.advisor1Simas Filho, Eduardo F. de.-
dc.contributor.advisor-co1Lieber Marin, Juan-
dc.contributor.referee1Fernandes Jr., Antônio Carlos Lopes-
dc.contributor.referee2Kaschny, Jorge Ricardo de Araújo-
dc.contributor.referee3Rocha Neto, Ajalmar Rêgo da-
dc.contributor.referee4Simas Filho, Eduardo F. de-
dc.contributor.referee5Lieber Marin, Juan-
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/8556119339875446pt_BR
dc.description.resumoNa física de altas energias, o grande volume de dados – com uma parcela significativa proveniente de ruído de fundo – dificulta a identificação dos fenômenos de interesse. Para contornar essa complexidade, é adotado um sistema de seleção online de eventos (trigger), que no experimento ATLAS do Large Hadron Collider (LHC ) opera em duas etapas sequenciais: o primeiro nível e o trigger de alto nível (também denominado etapa rápida). Técnicas de aprendizado de máquina têm sido empregadas para aprimorar essa seleção. No contexto da detecção de elétrons, a estimação precisa da energia depositada nos caloríme- tros é fundamental para a correta identificação de candidatos. Os erros nessa medida podem decorrer de efeitos de pileup, que aumentam artificialmente a energia reconstruída, e de perdas longitudinais e laterais de energia, que resultam em uma subestimação da energia verdadeira. Como consequência, imprecisões na estimativa podem comprometer a eficiência da seleção ou aumentar as taxas de falsos positivos. Este trabalho propõe uma metodologia de calibração de energia para o trigger de alto nível, utilizando um ensemble de árvores de decisão potenciadas por gradiente (Gradient Boosted Decision Trees – GBDTs). Essa abordagem permite modelar não linearidades e capturar relações complexas nos dados de forma eficiente, aprimorando a precisão da estimativa de energia. A solução desenvolvida foi integrada ao ambiente de software de operação do detector, e está atualmente em avaliação para possível adoção nos próximos anos. Nos testes realizados com dados simulados, observou-se uma redução de até 25% na dispersão da energia reconstruída, além de uma melhora de 20,6% no erro percentual absoluto médio na faixa de baixas energias (0 a 30 GeV). Com dados de validação, foi possível reduzir o limiar de seleção sem comprometer a eficiência na identificação de elétrons, resultando em menor taxa de falsos positivos, menor demanda computacional e aumento da eficiência global do sistema de trigger.pt_BR
dc.publisher.departmentEscola Politécnicapt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
Aparece nas coleções:Dissertação (PPGEE)

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