Home.md

@@ -10,14 +10,39 @@
 
 O projeto visa à familiarização e divulgação das técnicas de análise de dados do experimento ALICE, um dos detectores do LHC, desenvolvido com o objetivo de estudar uma fase da matéria denominada _quark gluon plasma_. Todo ano, o LHC realiza séries de colisões entre pacotes de núcleos de átomos de chumbo (Pb), que são pesados o suficiente para liberar os quarks contidos dentro de seus prótons e nêutrons e criar novas partículas, ao se chocarem. O detector ALICE recolhe informação de tais colisões, como partes das trajetórias de certas partículas, sua posição inicial e carga. O projeto em questão busca construir conhecimento acerca da forma como são interpretados e utilizados os dados, sendo um dos principais objetivos a elaboração de um sistema de visualização 3D das colisões chumbo-chumbo que serve, sobretudo, para fins didáticos e de aprendizagem.
 
-
-## Principais Características
+## Tabela de Conteúdos
+
+* [Principais Características](#principaiscarac) 
+* [Atividades Preliminares](#atividadesprel) 
+* [Histórico](#historico) 
+* [Tarefas](#tarefas) 
+* [Documentação](#docum)
+    * [Abordagem do software Aliroot](#docum1)
+    * [Evolução das partículas no tempo](#docum2)
+    * [Animação no Blender](#docum3)
+    * [Histogramas](#docum4)
+    * [Geometria do detector](#docum5)
+    * [Elaboração da geometria do detector](#docum6)
+    * [A função *addALICE_Geometry()* e as dimensões do detector](#docum7)
+        * [TPC - Time Projection Chamber](#docum71)
+        * [EMCal - Electromagnetic Calorimeter](#docum72)
+        * [ITS - Inner Tracking System](#docum73)
+        * [TRD - Transition Radiation Detector](#docum74)
+    * [Abordagem utilizando máquina virtual](#docum8)
+* [Próximos Passos](#nextsteps)
+* [Glossário](#glossario)
+* [Estudos Complementares](#estudos)
+* [Contatos](#contatos)
+* [Documentos](#docs)
+* [Referências](#refs)
+
+## Principais Características <a name="principaiscarac"></a>
 
 * Este grupo de estudos utilizará os dados do Experimento ALICE disponíveis no [CERN Open Data Portal](http://opendata.cern.ch/search?page=1&size=20&experiment=ALICE)
 * Os eventos estudados englobam princípios da Física de Partículas Elementares e da Teoria da Relatividade Especial.
 
 
-## Atividades Preliminares
+## Atividades Preliminares <a name="atividadesprel"></a>
 
 Para fins de familiarização com os conteúdos necessários para o entendimento do projeto, são relevantes os arquivos e links disponíveis abaixo.
 
@@ -28,7 +53,7 @@ Para fins de familiarização com os conteúdos necessários para o entendimento
     * [Introdução_ao_Detector_ALICE_-_Pezzi__Dez_2017_.pdf](uploads/ec852871cefb55a4f9a495acff492b41/Introdução_ao_Detector_ALICE_-_Pezzi__Dez_2017_.pdf)
 
 
-## Histórico
+## Histórico <a name="historico"></a>
 
 | Data | Evento |
 | ------ | ------ |
@@ -63,7 +88,7 @@ Para fins de familiarização com os conteúdos necessários para o entendimento
 | 14/04/2020 | Finalizada apresentação de slides que sintetiza o projeto até o momento |
 
 
-## Tarefas
+## Tarefas <a name="tarefas"></a>
 
 Abaixo, são descritas as tarefas propostas para o decorrer do projeto, que serão atualizadas na medida em que for obtido maior grau de precisão de seus objetivos. Para conhecer as tarefas correntes, veja a seção "Próximos Passos".
 
@@ -109,11 +134,11 @@ Esta Wiki é feita a partir do [Modelo de Documentação Padrão](http://cta.if.
 **Desafio da primeira fase do Grupo de Estudos**: A partir dos conhecimentos adquiridos com as etapas anteriores, criar visualizações 3D dos dados obtidos pelo detector ALICE. As visualizações serão utilizadas em atividades de divulgação científica.
 
 
-## Documentação
+## Documentação <a name="docum"></a>
 
 A análise de dados provenientes das colisões de partículas do detector ALICE pode ser feita por meio de duas principais abordagens: através de uma plataforma de **máquina virtual**, já previamente configurada com uma interface que torna a análise intuitiva e mais direta, ou através de um software de análise de dados, chamado **Aliroot**, que com o auxílio de programas na linguagem C++, obtém a informação diretamente dos arquivos disponíveis. Ao passo que a máquina virtual torna os processos mais simplificados, a abordagem do software proporciona maior capacidade de familiarização com o quadro geral do armazenamento de dados e sua obtenção, portanto o projeto dedica-se especialmente a este último método. De qualquer maneira, estão documentadas aqui características de ambas as abordagens.
 
-### Abordagem do software Aliroot
+### Abordagem do software Aliroot <a name="docum1"></a>
 
 Conhecida como [ALICE Off-line Project](http://alice-offline.web.cern.ch/), por não precisar de conexão à internet durante a análise dos dados, consiste essencialmente no download de arquivos do tipo ESD - Event Summary Data - com extensão *.root*, diretamente do portal de dados abertos do CERN, e em seguida na execução de programas específicos para coletar e fazer reconstruções e simulações com os dados desejados. Cada arquivo contém informações a respeito de uma série de eventos, sendo cada evento definido como uma colisão de pacotes de partículas (que podem se tratar de colisões próton-próton ou chumbo-chumbo). Como mostra a imagem abaixo, a [reconstrução](http://alice-offline.web.cern.ch/Activities/Reconstruction/index.html) do evento é feita com a ajuda de uma simulação prévia:
 
@@ -159,7 +184,7 @@ Podem ser úteis, também, os seguintes itens:
     * [Basic Units and Introduction to Natural Units](http://www.phys.ufl.edu/~avery/course/4390/f2015/lectures/natural_units.pdf)
     * [Particle Physics Units](http://hypernews.slac.stanford.edu/slacsite/aux/HiPPP/common-terms/units.html)
 
-### Evolução das partículas no tempo
+### Evolução das partículas no tempo <a name="docum2"></a>
 
 A partir da edição do código exemplo mencionado acima, na função `UserExec` do arquivo `AliAnalysisTaskMyTask.cxx`, foi executada uma análise para escrever arquivos texto contendo dados relevantes relacionados às informações gerais de cada evento e às trilhas destes, chamados respectivamente `esd-summary.dat` e `esd-detail.dat`.
 
@@ -188,7 +213,7 @@ Para maiores detalhes no algoritmo de desenvolvimento do programa da evolução
 
 É passível de observação que todos os códigos foram programados a fim de selecionar um evento com um número "razoável" de trilhas - entre 15 e 30 - a partir dos ESDs, de maneira a impedir uma poluição visual da representação gráfica do mesmo, no caso de um número excessivamente grande de trilhas, ou a análise de um evento com um número demasiado baixo de trilhas. Tal restrição não foi imposta no desenvolvimento da animação das trilhas em três dimensões, descrito a seguir.
 
-### Animação no Blender
+### Animação no Blender <a name="docum3"></a>
 
 O [Blender](https://www.blender.org/) é um programa gratuito e aberto para criar animações. Foi utilizado aqui com o propósito de gerar a visualização em 3D de eventos de colisão de partículas no detector ALICE. Com essa finalidade, foi criado um projeto no GitLab do grupo de colaboração [ALICE-open-data](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data), de nome [ALICE Blender animation](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/alice-blender-animation). A animação foi desenvolvida unicamente por meio de scripts na linguagem Python, utilizando orientação a objeto, de maneira que são dispensadas aqui informações sobre a interface do Blender. Todo o código foi pensado a partir de um [exemplo de script para Blender que simula um sistema solar](http://www.if.ufrgs.br/fis01069/Blender3D.html#script-blender-para-cria%C3%A7%C3%A3o-de-um-sistema-solar), disponível no site do Instituto de Física da UFRGS.
 No [repositório](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/alice-blender-animation), além do arquivo *README.md*, existem quatro arquivos principais que estruturam toda a animação, brevemente detalhados abaixo.
@@ -207,7 +232,7 @@ Observa-se, ainda, que o código desenvolvido pode ser usado para diversos fins,
 
 É importante ressaltar que os arquivos do projeto são abertos e estão disponíveis para utilização, modificação e divulgação por toda a comunidade.
 
-### Histogramas
+### Histogramas <a name="docum4"></a>
 
 Histogramas são formas interessantes de representar dados, pois mostra a distribuição de frequências de determinada grandeza. Com o Aliroot, é possível modificar o código em C++ para incluir histogramas específicos, com os dados do evento analisado, no arquivo `AnalysisResults.root`, que é gerado a partir da execução do `runAnalysis.C`. Este arquivo, no entanto, deve ser acessado por meio de um TBrowser, visitando o arquivo com os resultados da análise e abrindo seus diretórios, como mostrado na figura:
 
@@ -220,7 +245,7 @@ Instruções sobre a construção de histogramas com o Aliroot podem ser encontr
 *Histograma com as massas das partículas presentes*
 
 
-### Geometria do detector
+### Geometria do detector <a name="docum5"></a>
 
 Uma vez implementada a base da animação, como descrito até aqui, o próximo objetivo passa a ser adicionar os elementos do detector ALICE à animação. Tais elementos tratam-se na verdade das chamadas geometrias, elaboradas em alguma linguagem de programação, com a finalidade de representar objetos e formas físicas. As geometrias, no entanto, não são tão trivialmente compatíveis entre os formatos existentes, isto é, geometrias geradas a partir de linguagens diferentes muitas vezes contém elementos incompatíveis entre si.
 
@@ -242,7 +267,7 @@ Enquanto a solução mais promissora para o primeiro problema parece residir em
 Conforme disponível no artigo [TGeoCad: an Interface between ROOT and CAD Systems](https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/523/1/012017), a interface TGeoCad requer a instalação de um outro software, chamado [Open Cascade](https://www.opencascade.com/), que contém bibliotecas relevantes. As versões mais recentes do Open Cascade, no entanto, estão estruturadas de uma maneira sutilmente diferente da versão originalmente acessada pelo TGeoCad, o que provavelmente é a causa de tal interface também estar indisponível nas versões mais recentes do ROOT. A dificuldade do grupo na procura por uma alternativa para converter geometrias do ALICE para um formato utilizável no projeto levou o grupo a abandonar tais tentativas e partir para a criação de uma geometria utilizando modelagem 3D. De qualquer maneira, esse é um caminho que ainda pode ser explorado, e os registros importantes do processo estão registrados na página de wiki [Documentação da instalação da interface TGeoCad](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/alice-open-data/wikis/Documentação-da-instalação-da-interface-TGeoCad).
 
 
-### Elaboração da geometria do detector
+### Elaboração da geometria do detector <a name="docum6"></a>
 
 Como explicado acima, foi buscada uma alternativa para a construção das peças do detector na animação usando software. Naturalmente, foi escolhido o [Blender]() como programa para tal tarefa, pois é o mesmo que gera a animação em si e é um dos melhores recursos abertos para criar cenários em três dimensões.
 
@@ -269,11 +294,11 @@ Foi criado um arquivo modelo no Blender, de nome [alice-geometry.blend](uploads/
 Vale lembrar que as cores são meramente ilustrativas e não representam a realidade.
 
 
-### A função *addALICE_Geometry()* e as dimensões do detector
+### A função *addALICE_Geometry()* e as dimensões do detector <a name="docum7"></a>
 
 A função `addALICE_Geometry()` é aquela dentro do arquivo `scene_functions.py` que é responsável por adicionar à animação as peças do detector. A unidade utilizada nas dimensões dos objetos adicionados, no código, foi o metro, pois esta é a usada na animação das trilhas. Abaixo, seguem as referências consultadas na elaboração de cada peça, na ordem em que elas aparecem no código.
 
-#### TPC - Time Projection Chamber
+#### TPC - Time Projection Chamber <a name="docum71"></a>
 
 O TPC foi a primeira peça adicionada à animação, presente desde as [primeiras versões do projeto da animação](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/alice-blender-animation/commit/97bfee727daac019f638e5ef7ffc19d2d1903c38). Anteriormente, porém, como pode ser observado no link, tratava-se apenas de um grande cilindro com o raio e comprimento próximos às dimensões reais. Na seguinte geometria, o TPC está representado por dois cilindros concêntricos, um para representar a parte ativa de sua câmara interna e outro para a externa. 
 
@@ -290,7 +315,7 @@ No entanto, para fins da animação, foi optado por manter a representação do
 
 ![Screenshot_from_2020-04-16_21-31-23](uploads/01ac7047fb6a12315e301b017665c934/Screenshot_from_2020-04-16_21-31-23.png)
 
-#### EMCal -  Electromagnetic Calorimeter
+#### EMCal -  Electromagnetic Calorimeter <a name="docum72"></a>
 
 ![Screenshot_from_2020-03-23_14-41-33](uploads/32b4e5dbc41694935a2d596a638376ad/Screenshot_from_2020-03-23_14-41-33.png)
 
@@ -299,7 +324,7 @@ No entanto, para fins da animação, foi optado por manter a representação do
 * [ALICE EMCal Physics Performance Report](https://arxiv.org/pdf/1008.0413.pdf) - ênfase na tabela da página 16 do arquivo
 * [The ALICE Electromagnetic Calorimeter: EMCAL](http://inspirehep.net/record/902185/files/jpconf11_293_012043.pdf) - página 2
 
-#### ITS - Inner Tracking System
+#### ITS - Inner Tracking System <a name="docum73"></a>
 
 Foram construídas as três camadas do ITS, como observado na tabela abaixo: a interna (Inner Layer), intermediária (Middle Layer) e externa (Outer Layer), conforme as dimensões dispostas.
 
@@ -311,7 +336,7 @@ Foram construídas as três camadas do ITS, como observado na tabela abaixo: a i
 
 ![Screenshot_from_2020-03-23_15-03-41](uploads/1a604db543165b639f471f25119b6bbd/Screenshot_from_2020-03-23_15-03-41.png)
 
-#### TRD - Transition Radiation Detector
+#### TRD - Transition Radiation Detector <a name="docum74"></a>
 
 O TRD foi particularmente difícil de elaborar, pois se fez necessário partir a "casca cilíndrica" em 18 partes diferentes, como mostra a figura. Tal tarefa foi feita por meio de um modelo matemático que retira precisamente "fatias" da peça principal, de forma a deixar apenas o conteúdo que interessa. Para mais detalhes, é válido lembrar que sempre se pode consultar o [código](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/alice-blender-animation/blob/master/animate/scene_functions.py#L198).
 
@@ -323,7 +348,7 @@ O TRD foi particularmente difícil de elaborar, pois se fez necessário partir a
 
 
 
-### Abordagem utilizando máquina virtual
+### Abordagem utilizando máquina virtual <a name="docum8"></a>
 
 É o método indicado pelo CERN para análise dos dados abertos disponíveis no portal.
 
@@ -331,13 +356,13 @@ O TRD foi particularmente difícil de elaborar, pois se fez necessário partir a
 * [Artigo que descreve o ambiente da máquina virtual](https://www.researchgate.net/publication/288040555_Open_access_for_ALICE_analysis_based_on_virtualization_technology)
 
 
-## Próximos Passos
+## Próximos Passos <a name="nextsteps"></a>
 
 Os próximos passos do projeto são incluir a geometria do detector na animação, isto é, fazer aparecer o equipamento do ALICE na visualização das trilhas. Paralelamente, busca-se implementar um modo de visualização estático, em que é possível "explorar" o evento de qualquer ângulo desejado, talvez no próprio Blender, o software utilizado para gerar a animação.
 Ainda, busca-se investigar a reconstrução analítica das trilhas, através da informação resultante dos clusters do TPC (Time Projection Chamber) e, em seguida, incorporá-las ao [exemplo de análise](https://git.cta.if.ufrgs.br/ALICE-open-data/AliESD_Example/tree/Breno). Para isso, deve-se procurar nas [bibliotecas do GitHub do Aliroot](https://github.com/alisw/AliRoot/tree/master/STEER/ESD) as funções desejadas.
 
 
-## Glossário
+## Glossário <a name="glossario"></a>
 
 
 Aqui são descritos termos importantes para o assunto da pesquisa.
@@ -350,7 +375,7 @@ A partir de [ALICE Offline Reconstruction](http://alice-offline.web.cern.ch/Acti
 * **Trilha reconstruída:** Conjunto de cinco parâmetros (como a curvatura e os ângulos com respeito aos eixos coordenados) da trajetória da partícula junto com a matriz de covariância estimada em um dado ponto do espaço.
 
 
-## Estudos complementares
+## Estudos complementares <a name="estudos"></a>
 
 * Particle Tracking
     * [Slide presentation: Introduction to Charged Particles Tracking](http://www.physics.iitm.ac.in/~sercehep2013/track2_Gagan_Mohanty.pdf)
@@ -383,21 +408,21 @@ A partir de [ALICE Offline Reconstruction](http://alice-offline.web.cern.ch/Acti
     * [Tutorial Blender 2.8 em Português](https://www.youtube.com/watch?v=_-ig3TN7mrw&t=1571s)
 
 
-## Contatos
+## Contatos <a name="contatos"></a>
 
 * Mantenedor do projeto: [Rafael Pezzi](https://git.cta.if.ufrgs.br/pezzi)
 * Gerente do projeto: [Breno Lemos](http://git.cta.if.ufrgs.br/Bresim)
 * Outros contribuidores: [Lucas Schnorr](https://git.cta.if.ufrgs.br/schnorr), [Pedro Widniczck](https://git.cta.if.ufrgs.br/pedrow7)
 
 
-## Documentos
+## Documentos <a name="docs"></a>
 
 * [Introdução_ao_Detector_ALICE_-_Pezzi__Dez_2017_.pdf](uploads/3b7dd37a0cd95a1492af2d4807b73d81/Introdução_ao_Detector_ALICE_-_Pezzi__Dez_2017_.pdf)
 * [ALICE.odp](uploads/5debb000076490070661c8ec214c296d/ALICE.odp)
 * [Slides-programa.odp](uploads/f6e9b3ae7cc424da4e108c042fa38808/Slides-programa.odp)
 
 
-## Referências
+## Referências <a name="refs"></a>
 
 * TTree
     * [TTree Class Reference](https://root.cern.ch/doc/v608/classTTree.html)