论文部分内容阅读
北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是运行在升级后的北京正负电子对撞机II(BEPCⅡ)上的大型通用磁谱仪,它用于探测e+e-在质心系能量3-4GeV对撞产生的遍举末态粒子。物理目标是τ-粲能区的精确测量和新物理的寻找。BESⅢ在设计性能上比BESⅡ有很大提高,对探测器模拟的真实性能提出了更高的要求,为此成功开发了一套新的BESⅢ探测器模拟软件BOOST (BESⅢObject Oriented Simulation Tool)。BOOST模拟了BESⅢ实验从事例产生到原始数据生成的全过程。主漂移室(Main Drift Chamber, MDC)是BESⅢ的核心子探测器,其主要作用是精确测量带电粒子径迹的位置、动量和电离能损等。其设计指标要求具有很高的效率,很好的空间分辨(130μm)和动量分辨(0.5%@1GeV/c),较好的dE/dX分辨(6～7%)。为完成BESⅢ的物理目标,要求MDC的模拟能够很好的反映探测器的真实响应,即表征MDC性能的关键物理量如丝效率,丝分辨率等与实验结果有尽可能一致的分布。模拟真实化的基本原理是比较模拟数据与实验数据关键物理量的分布,调试模拟软件数值化过程中的各种参数,通过不断的迭代和反复调试直至与实验数据接近并达成一致。BESⅢ主漂移室模拟真实化调试是本论文的重点。文中介绍了在BOOST中主漂移室的探测器模拟实现,调试软件的框架,调试的方法、过程和结果。在BESⅢ离线软件框架(BESⅢOffline Software System, BOSS)下,我们架构了模拟真实化软件的框架,包括调试算法包MdcParTuningAlg和负责输入输出服务的MdcTuningSvc。基于BESⅢ在2009年-2011年期间取得的实验数据,利用Bhahba事例、π+π-J/ψ和dimu样本进行蒙特卡罗模拟调试和物理分析测试。进行的调试主要是针对影响探测器响应的重要参数丝效率和空间丝分辨。对丝效率的调试是通过对实验数据、之前的调试参数和模拟数据之间的比较进行迭代；对空间丝分辨的调试则是通过对实验数据和模拟数据的残差分布进行拟合,获取拟合参数,然后通过对比实验数据的拟合参数和模拟数据的拟合参数差别,对模拟数据的拟合参数进行修改。重复以上操作,直到模拟数据和实验数据的重建效率,关键数据分布基本上达到一致。我们现在已经达到径迹重建效率实验数据和模拟数据的差异在1%以内,极大的降低了系统误差,达到了发表文章的要求,BESⅢ已经及即将发表的物理文章都是以本论文所述工作为基础。