Software and data processing in particle physics II - NJSF109

• Title: Software a zpracování dat ve fyzice částic II
• Form of teaching: lecture+practicals
• Guaranteed by: Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2025 to 2025
• Duration in semesters: 1
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Hours per week, examination: summer s.:2/1, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Maximum number of enrolled students: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Additional information: http://ipnp.cz/kodys/works/uceni/prednaska/index_cz.html
• Repeated enrollment: 2 / 2 / 2 / 2
• Guarantor: doc. RNDr. Peter Kodyš, CSc.; prof. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.
• Teacher(s): doc. RNDr. Peter Kodyš, CSc.

Annotation

English

Simulations of particle collisions and thier passage through detector, statistics in evaluation of data acquired in modern detectors, its implementation methods, e.g. detector properties assessment, particle tracks and their intersections (vertices) reconstruction, fitting, measurement error evaluation and evaluation tools - program framework ROOT.

Last update: T_UCJF (01.04.2008)

Czech

Simulace srážek a průchod částic detektorem, statistické metody nutné pro vyhodnocování dat z moderních detektorů, jejich pouľití např. pro měření vlastností detektorů, rekonstrukce dráhy částic a jejich průsečíků - vertexů, metody fitování a určování chyby měření, programový analytický balík ROOT. Tato přednáška navazuje na přednášku Software a zpracování dat ve fyzice částic I.

Last update: Krtička Milan, prof. Mgr., Ph.D. (30.04.2019)

Aim of the course

Na konci přednášky a cvičení by student měl být schopen posoudit kvalitu nabraných dat a měl by rozumět typickým postupům spojeným s vyhodnocováním dat a měl by být schopný mnohé kroky zrealizovat vlastními silami.

Last update: Kodyš Peter, doc. RNDr., CSc. (06.10.2017)

Course completion requirements

Předmět je zakončen ústní zkouškou spojenou s prezentací řešení vybraných příkladů.

Last update: Kodyš Peter, doc. RNDr., CSc. (03.08.2026)

Literature

English

R. Fruhwirth, M. Regler, R. K. Block, H. Grote, D. Notz: Data Analysis Techniques for High-Energy Physics, 2-nd ed., Cambridge Uni Press, 2000

Review of Particle Physics, The European Physical Journal C, Vol 3, No 1-4, 1998, pp 1-794

Particle Physics Booklet, July 2004,

R. K. Bock, W. Krischer: The Data Analysis BriefBook, July 2004,

Last update: Řezníček Pavel, doc. RNDr., Ph.D. (30.07.2026)

Course assessment methods and requirements for successful completion, grading scheme

Zápočet se neuděluje; předmět je zakončen pouze zkouškou. Zkouška se skládá ze dvou ústních částí:

• použití Pythia a Geant4 (prof. Davídek, doc. Řezníček)

• ostatní témata přednášené na přednášce podle pracovního textu dostupném na web v elektronické formě (doc. Kodyš, dr. Žlebčík)

V obou částech zkoušky jde o ukázku funkčnosti příkladu a diskuse nad ním, přičemž zadání příkladů je předem známé. Příklady mohou být řešeny v libovolném programovém prostředí, preferujeme ROOT nebo Python. Při nedostatečném obhájení má student další 2 pokusy.

Jednotlivé části zkoušky lze konat v různých termínech na základě dohody s vyučujícím. Výsledné hodnocení se posuzuje podle všech výše uvedených částí.

Last update: Kodyš Peter, doc. RNDr., CSc. (03.08.2026)

Syllabus

English

• Physics simulations using Monte Carlo methods:

• event generator Pythia
• particle passage through detector (Geant4)

• DAQ methods and electronics for DAQ, analog and digital data sources
• Properties of acquised data, errors in measuremnets, detector efficiency calculation
• From electronics signal to space point, track and vertex, alignment od detectors, fitting of track and errors of this
• Analogue detectors and spectras
• Big experiments and their organization, world distributed computer network GRID
• More...

Last update: T_UCJF (01.04.2008)

Czech

Simulace srážek a průchod částic detektorem, statistické metody nutné pro vyhodnocování dat z moderních detektorů, jejich použití např. pro měření vlastností detektorů, rekonstrukce dráhy částic a jejich průsečíků - vertexů, metody fitování a určování chyby měření, programový analytický balík ROOT.

Simulace fyzikálních procesů metodou Monte Carlo: generátor případu Pythia, průchod částic detektorem (Geant4)

Druhy a způsoby nabírání dat, jejich organizace, analogové a digitální zdroje dat

Vlastnosti nabíraných dat a jejich zdrojů, rovnice odezvy, signál / šum, S-křivky, časová odezva signálu, synchronizace, triggering, určování chyb měření

Signál z detektorů: přechod od signálu detektoru k bodu v prostoru, rekonstrukce dráhy částice, rekonstrukce vertexu rozpadu částice, polohování detektorů (alignment)

Signál z analogových detektorů, zpracování signálu, základy vyhodnocování spekter

Práce na software velkých experimentů a jeho organizace, světová výpočtová distribuovaná síť (GRID)

Last update: T_UCJF (19.03.2015)