文档介绍：山东大学
博士学位论文
BESⅢ主漂移室径迹重建软件的设计与开发
姓名:张瑶
申请学位级别:博士
专业:粒子物理与原子核物理
指导教师:张学尧;李卫东
20070412
性,如蚣牟⒃贘/妒衰变过程中的轻子和重子数破坏过程、伊混合、摘要验:通过图樽拥拇壳嶙铀ケ淇杉ù蟮靥岣叨訡矩阵元的测量精度;痗时,动量分辨率的设计值为/.ァ北京正负电子对撞机Ⅱ正在建造之中,并且已经于年率迪至正负电子束对撞。北京谱仪是Ⅱ上的一个全新的采用现代探测技术建造的高精度探测器,,其实验结果将极大地促进粒子物理的发展。诳淇撕颓嶙恿礁龇矫娑缘缛跸嗷プ饔美砺劢芯返募对徊孛娴牟饬拷峁捎糜谘橹し窍喽月跶砺鄱愿媒面的计算结果,这将有助于我们更好地理解辉阢兄蹈浇南嗷プ饔没啤在幽芮訯的研究包括以下几个方面:基本问牟饬浚缜肯嗷作用耦合常数%,粲夸克质量等;轻强子谱的精确测量;寻找ぱ缘母种含胶子的态,如胶子球、混杂态等;。主漂移室琈荁闹匾5淖犹讲馄鳎渲饕9能是精确测量带电粒子的动量和能量损失糜诹W蛹。主漂移室共有个信号丝层,每鲂藕潘坎惚蛔楹铣晌R桓龀最后一个超层包含鲂藕丝层4缌W哟┕剖沂保胧夷谄褰橹史⑸嗷プ饔茫谛藕潘可喜生脉冲信号,从而探测到带电粒子的空间位置。个信号丝层可对带电粒子的径迹进行最多次的测量。最外层信号丝所覆盖的极角达士P号丝层分为轴丝层和斜丝层两种类型,斜丝层用于测量带电粒子的纵向位置。整个挥诔∏。主漂移室的单丝空间分辨率设计值为欢课带电粒子的径迹重建是离线数据处理过程中的重要环节,其主要任务是利用锹嫉拇缌W拥目占湮恢眯畔⒕返刂亟ù缌W拥木都和动量。径迹重建的步骤是:采用适当的模式识别方法将锹嫉拇
为每条径迹,对耙籥吕闹亟ㄋ俣任C刻蹙都。此外,行室豢螈粢皇吕加媚诖嬖嘉⑶以诵写罅渴菝挥心诖嫘孤粒子的击中组合成径迹;利用带电粒子在磁场中的运动方程进行径迹拟和,从而得到带电粒子的动量。由于在欢宰补讨幸话慊岵喔龃缌W且不岵恍┰肷藕牛虼耍缌W泳都V亟ㄊ抢胂呤荽碇薪为复杂的过程。本论文的主要目的就是为实验设计开发高效、实用和精确的主漂移室带电粒子重建程序。本论文的主要工作是:在胂呤荽砜蚣下,利用面向对象的程序设计技术,并使用镅钥7⒘酥髌移室重建软件包⒗妹商乜奘荻云湫阅芙辛搜细竦募煅椋证明该软件包可以很好地满足离线数据分析的需要。在校都V亟ㄋ惴ǚ治>都Q罢液途都D夂狭讲糠郑褂没模式匹配的方法进行径迹寻找。径迹寻找算法事先把径迹穿过超层留下的击中信号保存为模式字典,在寻迹时把击中邻居组与模式字典中的模板进行匹配,匹配成功的击中组合成为径迹段。模式字典共有髦心J种,髦心式种。径迹段连接算法把轴丝超层的径迹段连接成二维圆径迹,并把圆径迹和斜丝超层的径迹段连接成三维螺旋线径迹。圆径迹和螺旋线径迹都使用最小二乘法分别作问参数拟合,得到重建径迹。重建后的径迹要使用击中判别算法分配属于多条径迹的击中。此外,我们还针对次级顶点径迹的特点开发了算法用于重建非原点出发和低横动量径迹的重建。也是基于模式匹配方法进行径迹寻找的算法。为了适应低动量和短径迹寻迹的要求,的模式字典共有髦心J郑击中模式种。径迹段连接算法将每三个相邻超层的径迹段连接成一组,并以该组径迹段为种子,向内向外连接其它径迹段成为长径迹。连接后的长径迹使用最小二乘法进行径迹拟合。诿嫦蚨韵蠹际蹩7ⅲ氐闶悄?榛浚哂辛己玫闹赜眯院扩展性,程序的控制参数可以在运行时通过文件调整。文中我们使用蒙特卡罗模拟数据,Ⅱ髌剖依胂咧亟ㄈ砑慕峁辛思觳椋⒍灾亟ㄐ阅苤副杲辛朔治觥文中对各种不同事例的重建速度进行了测量,平均重建单径迹“的重建速度约还给出程序各部分所占运行时间,径迹拟合占了重建的%时间。山东大学博士学位论文一—
辨达到.·动量分辨和空间分辨也是体现算法性能的重要指标。对于室籶一事例样本,重建径迹动量分辨为口疨.%;对于横动量为量分辨盯/ィ庥隑的平均值为保瑂/。主要包括妒一唬瑂/妒一Ⅱ豢骹ケ涞澜辛以满足离线重建长时间运行的要求。·重建效率是主漂移室的重要性能之一。对于单径迹唬蛞唬⒁种粒子,当横动量大于/保凹P识荚ヒ陨稀6彝ü圆煌ń窍碌木都V建效率的考察,验证了诟鞲黾ń巧系闹亟ㄊ蔷鹊模杂诖蠼嵌瘸射的粒子同样具有较高的重建效率。·主漂移室径迹重建采用问,‰,尤,,枋鲋亟ň都!6杂痗的单径迹皇吕亟ň都2问朊商乜弈D庹嬷到辛吮冉希缬肫湔嬷之差的分布经过加权双高斯拟合得到的分辨为/畂;横动量分痗;与其真值之差的分布口.。另外我们还使用了不同横动量下的数据检察了径迹