最新BESⅢ电磁量能器研究进展课件PPT.ppt

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1、BESⅢ电磁量能器研究进展报告内容BESⅢ电磁量能器的结构介绍BESⅢ电磁量能器低动量粒子鉴别的研究CsI(Tl)电磁量能器的物理目标介绍(1)测量γ光子的能量覆盖范围：20MeV－2GeV。低于500MeV的能量为重点区域(2)能量分辨率达到：E/E≤2.5%/(E(GeV))1/2(3)电磁簇射的位置分辨:σx，y≤6mm/(E(GeV))1/2(4)提供中性（γ）能量触发(5)在能量大于200MeV的区域具有良好的e/π分辨(6)每块晶体读出电子学的等效噪声能量小于220KeV。低动量粒子鉴别的研究对撞物理中，子的测量具

2、有极其重要的作用。在粒子的发现中，的截面测量是重要的证据之一；BES上轻子质量的精确测量也是主要通过测出的。至于对撞物理中的一般物理问题的研究，由于其末态产物中或者直接包含子，或者其末态产物总是会衰变出子，故总离不开子的测量。在一些重要的物理上，尤其是在一些稀有衰变道如的测量上分辨的好坏直接影响到本底的扣除、信号的统计显著性，以及最后物理结果的精度。低动量粒子鉴别的研究由于这两种粒子的质量很接近，基本上无法使用飞行时间（TOF）和能量损失（dE/dx）信息来判别。通常利用最小电离粒子的高穿透性，在整个谱仪的最外层放置单独的子探测

3、器，如北京谱仪BESⅢ上的探测器来鉴别子。动量为400MeV的穿过TOF的飞行时间差大约为70ps,小于TOF的分辨率低动量粒子鉴别的研究BESⅢmuon探测器μ的分辨效率和π对μ的污染随动量的变化情况BESⅢmuon探测器鉴别μ的最低动量为400MeV，低于此动量的μ由于在1tesla磁场的作用下，偏转曲率较大，在量能器中沉积很大一部分能量，击中Muon探测器的几率很小，故BESⅢmuon探测器无法对低于400MeV的π－μ进行鉴别。低动量粒子鉴别的研究质心能量分别为3.37,3.77,4.14GeV/c的对撞中、D、衰变末态

4、子的动量分布BESⅢmuon探测器无法对这部分低动量的μ进行鉴别低动量粒子鉴别的研究6×6晶体阵列束流实验安排混合束束流实验晶体阵列侧面图入射束流入射束流低动量粒子鉴别的研究混合束束流实验结果能量沉积分布p能量沉积分布单根晶体对强子的dE/dx分辨率可达到5%低动量粒子鉴别的研究低动量的在1tesla磁场的作用下，偏转曲率比较大，会在量能器中穿过多块晶体，同时量能器对强子的dE/dx分辨率很好，所以设想利用量能器进行这一动量范围的鉴别，希望能对BESⅢ上现有的粒子鉴别范围起到一个补充的作用。低动量粒子鉴别的研究事例模拟：为了研究

5、在电磁量能器中的行为，在BESIII软件系统BOSS（BESOfflineSoftwareSystem）下进行了事例的模拟、重建，探测器模拟是以GEANT4为基础的。利用tester产生子对400MeV－200MeV动量段的每隔50MeV进行单粒子入射事例的模拟，模拟事例数均为5000。模拟结果经过重建程序进行事例重建。低动量粒子鉴别的研究原理：对两类不同的粒子，由于其物理特性的差异，它们在介质中的行为亦会有所不同。比如，作为强子的介子，在介质中将会发生核作用，产生多重次级粒子。而作为轻子的与相同介质的作用较介子则小得多。这两类

6、粒子在同一介质中的总能量损失、产生的次级粒子总数及能量分布形式等均会表现出一定的差别。低动量粒子鉴别的研究判别变量的选择：在对模拟结果进行了仔细分析之后，找到了多个可以用来做判选的变量，比如：在量能器中沉积的总能量在多块晶体中的平均能量二次矩,其中为在第i块晶体中沉积的能量晶体击中数为第i块晶体与重建出来的簇团中心位置的距离。二次矩的思想最早是在晶体球实验中被提出并用来区分由和产生的簇团。在此处计算晶体之间的距离时并没有用晶体的实际位置，用的是晶体在、方向的编号（，）。低动量粒子鉴别的研究在量能器中沉积的总能量400MeV350

7、MeV300MeV250MeV200MeV低动量粒子鉴别的研究平均能量400MeV350MeV300MeV250MeV200MeV低动量粒子鉴别的研究二次矩400MeV350MeV300MeV250MeV200MeV低动量粒子鉴别的研究晶体击中数400MeV350MeV300MeV250MeV200MeV低动量粒子鉴别的研究其他可以用来做鉴别的变量：相邻几块晶体中沉积能量的关系沉积能量与入射粒子动量的关系入射粒子在晶体中的实际径迹与由漂移室外推径迹的符合程度粒子入射主径迹周围晶体沉积能量的情况以上这些变量我们还在进一步的研究低动

8、量粒子鉴别的研究初步结果：对前三个变量选择合适的阈值，进行判选，得到右图的结果：在保持大约70％的的判选效率时，的误判率可以控制在10％以内。400MeV350MeV300MeV250MeV200MeVCut1<25<22<18<15

9、

10、>60<8

11、

12、>50Cu