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博士后出站报告 衡月昆 高能物理所一室 二零零一年四月 目录 博士后出站报告 1 目录 2 第一部分 利用确定总数 3 1 引言 3 2 事例挑选 3 3 触发效率 5 4 蒙特卡罗模拟 7 5 本底估计 12 6 结果及误差 15 第二部分 利用确定总数 17 1 截面公式与计算方法 17 2 事例挑选 17 3 拟合角分布 18 4 结果与误差分析 20 第三部分 亮度监测器离线数据分析及运行维护 21 1 离线亮度数据分析 21 2 亮度监测器电子学模拟信号的建立 24 3 其它硬件工作 24 第四部分 分析对EMC做快速模拟 25 1 方法 25 2 能量、位置分辨率等对分析纯中性事例的影响 26 文献 27 利用确定总数 引言 从1999年至2001年，北京谱仪连续在北京正负电子对撞机上获取数据，其数据量已为世界最大。利用这些数据样本，有许多非常有意义的物理课题可以研究，例如：胶球、混杂态、重子谱、和粒子等等。总数作为一个基本参数，我们需要比较精确地测定它，以降低这些重要研究的系统误差水平。 鉴于的衰变分支比已经精确测量到1.7%[1]，我们分析这个衰变道来确定总数。原则上讲，总数就等于离线分析所挑选的事例数除以在线触发效率、离线重建挑选效率及其分支比。但是，因为QED过程和具有完全相同的末态，我们不能在事例挑选中把它去除，而只能把它作为本底进行估计，然后扣除。所以，总数的计算公式为： 在北京谱仪取数过程中，探测器状态基本上是稳定的[2]，触发条件几乎保持不变（能量低阈和能量高阈条件存在晃动，但是其影响不大，详见后面触发效率一节）。这些数据被分成三类，status=1的是好数据，status=2的是有些问题但可用的数据，status=3的是不好的数据。这里所分析的数据是指从RUN13691到RUN16835的、status=1或2 的数据。 事例挑选 鉴于双事例数目很大，我们采用了比较严格的选择条件以去除任何可能的本底。作为初选条件我们要求击中主漂移室的好带电径迹恰好有两条，它们的电荷相反，Mfit=2或-19，顶点满足r1.5cm、|z|15cm。 尽管在的过程中会有辐射光子产生，但是该光子大部分能量比较小，主要是背对背的。所以我们要求这两条带电径迹的角满足，动量P在1.0GeV至2.1GeV之间。这里选择的动量范围比较宽是考虑的动量在高低端都有一个长尾巴（见图1）。 为了排除宇宙线本底，我们使用了飞行时间条件。两条带电径迹从对撞点到飞行时间探测器的时间差(ns)。根据主漂移室给出的动量和飞行路径，可以得到的预期飞行时间，我们要求飞行时间探测器测量的飞行时间与其差(ns)，(ns)。这样，几乎所有的宇宙线本底都可以排除。 我们还要求这两条带电径迹在探测器上都有好的击中[3]，考虑到探测器0.67的接受度，我们要求极角。 图1给出了有关各个选择条件的量的分布，包括、动量、飞行时间、等。 触发效率 触发条件和触发效率计算公式 李德博士已经计算了的触发效率[4]，这里我独立地再做一次作为检验。在数据获取过程中，桶部打开了三个触发道，分别是: 带电道：,,和； 带电道2：,和； 中性道：和。 双事例的触发效率由这三个触发道决定，其公式如下： 其中，是带电道的贡献，是带电道2的贡献，是中性道的贡献（实际上很小）。 这里是指双事例通过某个触发条件trg_condition的效率。根据此公式，我们只需求得各个触发条件的效率即可得到总的触发效率。 双样本挑选 为了得到各个触发条件的触发效率，我们必须首先找到一个独立于该条件的双事例样本。这里，“独立”是指不仅在在线获取的过程中未使用该触发条件，而且在离线挑选的过程中也没使用相关的条件。比如我们为求的触发效率而挑选双事例样本时，就不能使用飞行时间的挑选条件。在李德的工作中存在其样本挑选与触发条件相关的问题。 这里，双事例样本的挑选条件按各个探测器划分为四类： 探测器：有且仅有两条径迹击中探测器，它们都击中三层，击中位置满足背对背条件，即，，，，，。之所以双的不对称，是由于在主漂移室中的不同旋转。 顶点探测器和主漂移室：有且仅有两条带电径迹，一正一负，它们的顶点满足r1.5cm、|z|15cm，动量P在1.0GeV至2.1GeV之间，角满足，极角。 飞行时间计数器：有且仅有两条径迹击中飞行时间计数器，飞行时间在3到6ns之间，它们的差小于1ns，击中位置满足。 桶部簇射计数器：两条径迹的总沉积能量小于0.6GeV,击中位置满足。 在计算某个探测器的触发条件的效率时，我们就使用另外的三类探测器的条件为其挑选双样本。 触发效率计算结果 为研究触发条件，取数其间曾经按特殊的触发表获取了一些数据（RUN13931-Run13939，是20）,分析这些数据可以得到独立于各