BESIII主漂移室径迹重建过程中的噪声处理及性能研究

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北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)和北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是工作在τ-粲物理能区的高能物理实验仪器,作为其核心子探测器之一,主漂移室(MDC)承担着重建带电径迹的任务,这需要相应的径迹重建算法来实现。而在径迹重建过程中,电子学噪声对重建的速度和质量会产生很大影响,本文提出了三种在重建过程中排除噪声的方案。  第一种方案是去掉连续径迹段。经研究发现电子学噪声呈现连续分布的特征,一般至少三个以上。因此在重建的过程,可以将同一层中三个或者三个以上的连续击中定义成“连续段”,然后作为噪声丢弃。  第二种方案是去除原始时间小于-10ns的击中。通过对桶部Bhabha事例重建前后时间分布的差别发现漂移时间小于0的击中几乎不会被重建径迹使用,而噪声击中的原始漂移时间小于0数量却很多,去掉原始漂移时间小于0ns的击中就会去掉很多的噪声击中。由于电子学通道的时间零点测量的不确定性,所以为了防止漂移时间接近0的信号击中被误删,我们仅仅去掉原始漂移时间小于-10ns的击中,进而提高径迹重建的质量。  第三种方案是对已经被判为噪声的连续段做二次判断。以上两种方案都存在不足之处,第一种会导致很多信号击中被丢弃,第二种不能去除原始时间大于-10ns的噪声击中,所以综合击中的空间信息和原始时间信息来辨别噪声和信号,能更有效地去除噪声并保留信号击中。具体办法就是利用击中空间信息找到“连续段”,在利用原始时间信息做第二次判断,满足条件就将删除。  综上所述,根据噪声空间特征去除噪声的方法简单易操作,且可以除去大量的电子学噪声,从而明显降低径迹重建所耗费的时间,但有部分信号会被误删除,从而降低重建的效率:根据幅度信息来排除噪声的方法留下了尽量多的信号,误删的情况很少,但径迹重建的质量提升空间有限。由此可见,综合空间和幅度信息的去噪方案能有效地提高重建效率。
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