P I D zhi hong Wang USTC
粒子鉴别信息 dE/dx信息 TOF信息 EMC信息 μ探测器信息 归一化脉冲高度和有效击中次数 耦合后的质量平方分布;以及z向击中位置 沉积能量和簇射形状 μ探测器信息 穿透深度和最大击中数
dE/dx信息 在MDC中,带电粒子使工作气体电离而被探测,脉冲高度正比于原初电离产生的电子—离子对数目。
dE/dx信息 右图为带电粒子的归一化脉冲高度随动量的分布 我们可以很清楚的看出e , π/μ , k ,p 对应的四条带子 ; π/μ的辨别可以根据后面的π,μ在μ探测器中不同的穿透深度来辨别
dE/dx信息 实验上测得的dE/dx总是有一定的分辨的,传统的方法是首先确定测得的dE/dx相对于各种粒子假定的偏离: i=e, μ,π,k,p, 为测量到的dE/dx的幅度, 和 分别为第i种粒子假定下dE/dx幅度分布的平均值和标准偏差。 显然χ的绝对值越小,所测径迹是i种粒子的可能性越大。 dE/dx粒子鉴别的信息包括:归一化脉冲高度和有效击中数
TOF信息(强子鉴别) TOF分为barrel和end cap两部分,是进行强子鉴别的有力工具。 一个带电粒子的速度( β c)与质量(m)为: 这里c为光速, 为TOF的测得的飞行时间,L为飞行距离,p是MDC测量给出的带电粒子平均动量。 TOF提供的粒子鉴别信息:耦合后的质量平方分布;以及z向击中位置
TOF信息 右图给出了e , π , k , p 这几种粒子的飞行质量随动量变化的分布 e /π可以利用EMC中沉积能量不同和簇射形状不同进行区分
EMC信息 EMC对电子, μ子以及强子的响应不同,其中沉积能量有显著的差别。 电磁簇射与强子簇射间的形状差异对电子与强子, 以及μ子和强子的鉴别也有帮助。 上述两者都被选作粒子鉴别信息 右图显示为量能器中 电子, π 和μ的E/p比 分布 πμ
EMC信息 簇射形状可以由三个沉积能量来表示: (1)中心晶体沉积的 能量Eseed ; (2)中心3*3晶体沉积的能量E3*3 ;
μ 探测器信息 桶部的9层RPC和端盖的8层RPC以及强子吸收铁,构成了μ子探测器。 电子被量能器全部吸收,不能达到μ子探测器; 大部分强子在穿过量能器和磁铁之后,会被前端吸收磁铁吸收; 而μ子由于具有较强的穿透性,可以有效的通过前端吸收磁铁。 μ子和π在穿透深度上的差异可用来作为鉴别信息~
μ 探测器信息 右图给出了μ子和π子在穿透深度上的差异
BES3 detector MDC 基于小单元氦基 TOF 飞行时间计数器 EMC CsI晶体全吸收量能器 μ detector 以RPC夹层结构为主插入吸收铁 BES3的4个子探测器具有优良的性能~为最终的粒子鉴别提供了丰富的信息
粒子鉴别的最终效果不仅与探测器的性能有关,而且与粒子的运动学量有强烈的联系~~每一个探测器在不同的能去响应也不一样
Tracking Efficiency zhi hong Wang USTC
主要研究带电径迹重建效率。 粒子在探测器中与物质相互作用而被记录下来,被探测到的带电径迹在重建过程中,由于径迹在探测器中留下的信号太小,或者噪声太大等原因,并不是所有被探测到的径迹都被重建出来,这就引出了径迹重建效率的问题。 径迹重建效率在MC模拟数据和真实数据中的一致性,直接对应于物理分析中的系统误差。
径迹重建效率的定义 径迹重建效率定义为: 其中, 是指经过分析程序,挑选出来的好的带电径迹数, 是指衰变道的带电径迹总叉数。 其中, 是指经过分析程序,挑选出来的好的带电径迹数, 是指衰变道的带电径迹总叉数。 分子N表示衰变道中所有带电径迹都被找到的事例数;分母N表示衰变道中除了要得到径迹重建效率的“missing track”之外的其他径迹都被找到的事例数。
径迹重建效率的定义 下面基于 衰变道,举例说明径迹重建效率的定义。假设要从 衰变道得到 的重建效率,则定义径迹重建效率为: 下面基于 衰变道,举例说明径迹重建效率的定义。假设要从 衰变道得到 的重建效率,则定义径迹重建效率为: 对于带电径迹为四叉的衰变道 来说, 表示同时找到四条带电径迹 的事例数,而 表示同时找到 的事例数,而将 作为“missing track” ,并不要求重建出来。从而得到 的径迹重建效率。
事例数N的获取 直接数数得到事例数(本底很低的情况) 拟合得到事例数(本底不能忽略的情况) 本底很低,径迹重建效率不受本底影响 通过拟合确定本底形状,得到本地事例数,然后从总事例数中扣除本底事例,从而得到所需信号衰变道的事例数。
系统误差 根据得到的MC模拟数据和真实数据的径迹重建效率,就可以得到物理分析要得到的径迹重建效率的系统误差:
事例选择 可以从 的衰变道分别得到 的径迹重建效率,对每一种径迹的径迹重建效率,其事例选择条件如下: (1)顶点限制条件: 可以从 的衰变道分别得到 的径迹重建效率,对每一种径迹的径迹重建效率,其事例选择条件如下: (1)顶点限制条件: (2)带电径迹数至少有三条 (3)对于非“missing track”,要求做粒子鉴别(PID) —对于 和 ,要求 , (4) 经过粒子鉴别,要求对于非“missing track”,有且只 有一条 (5) 要求
径迹重建效率的一个重要意义就是: 通过得出的MC模拟数据和真实数据重建效率的差异,得到径迹重建效率的系统误差,而对于不同的物理分析道,认为相同的粒子,在考虑了会对径迹重建效率影响的分布后,其径迹重建效率的系统误差都是相同的。
对径迹重建效率影响的分布 目前认为对于径迹重建效率有影响的是两个分布: (1) 横动量的分布 (2)cosθ方向的分布 (1) 横动量的分布 (2)cosθ方向的分布 对于 和cosθ这两个分布进行分bin,分别求出每个bin的MC模拟数据和真实数据的径迹重建效率,即可得到径迹重建效率的系统误差,拟合这样的误差曲线,可以得到随 和 cosθ 连续分布的径迹重建效率系统误差。
可行性和可靠性检验 径迹重建效率的方法的可行性和可靠性检验 比较三种MC模拟数据产生的相同粒子的径迹重建效率是否一致: (2)均匀相空间产生的纯信号Exclusive的MC模拟数据; (3)J/ψ—>anything的Inclusive 的MC模拟信号; (三种模拟数据具体如何产生??)
下周工作 通过 过程,获得 四种粒子的粒子鉴别效率和径迹重建效率。 下周的工作~