大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)離線軟件

1、大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)離線軟件何苗中國科學(xué)院高能物理研究所2010-04-19為什么需要離線軟件 探測器模擬在探測器的建設(shè)階段，模擬數(shù)據(jù)對探測器的材料、尺寸、結(jié)構(gòu)等的選取和設(shè)計(jì)起到重要的指導(dǎo)作用；在離線刻度及重建軟件的開發(fā)階段，模擬數(shù)據(jù)可以用于軟件調(diào)試、算法研究、參數(shù)優(yōu)化等；在正式取數(shù)之前，可以利用模擬數(shù)據(jù)發(fā)展物理分析方法。 刻度及重建根據(jù)探測器記錄的原始信息，計(jì)算得到粒子在探測器中的沉積能量、頂點(diǎn)等信息，提供給物理分析使用。 軟件框架算法管理事例循環(huán)數(shù)據(jù)交換輸入輸出提供各種服務(wù)2大亞灣離線軟件 NuWa(女媧)：Neutrino at Daya Wan 軟件框架：Gaudi 探測器模擬：Ge

2、ant4 數(shù)據(jù)庫：MySql 編程語言：C+, python 操作系統(tǒng)：SLC, Mac OS 軟件配置管理：cmt 軟件版本管理：svn 其它外部庫：CLHEP, ROOT, XML 3離線軟件安裝及發(fā)布 軟件安裝工具軟件安裝工具dybinst 自動(dòng)下載并安裝以下軟件包 CMT 外部庫(例如AIDA, CLHEP, ROOT, Geant4) LHC projects: gaudi, lcgcmt, lhcb dybgaudi(NuWa) 只需一行命令 dybinst all4軟件發(fā)布?xì)v程代碼瀏覽http:/ 軟件框架 模擬 刻度 重建 數(shù)據(jù)庫 在線數(shù)據(jù)處理流程 物理分析方法67軟件框架Ga

3、udi Object DiagramConverterAlgorithm3Event DataServicePersistencyServiceDataFilesAlgorithm2Algorithm1Transient Event StoreDetec. DataServicePersistencyServiceDataFilesTransient Detector StoreMessageServiceJobOptionsServiceOtherServicesHistogramServicePersistencyServiceDataFilesTransientHistogram Sto

4、reApplicationManagerConverterConverterExecution cycle(TES)8ReadoutEventCalibReadoutEventRecEventPerReadoutEventPerCalibReadoutEventPerGenEventGenEventSimEventElecEventSimTrigEventSimReadoutEventPerSimEventPerElecEventPerSimTrigEventPerSimReadoutEventPerRecEventRawDataData model in TESData model in R

5、OOTAlgorithmConvertorDetSimElecSimTrigSimReadoutSimReadoutSimReadoutSimRawDataIOCalibAlgReconAlg事例模型及數(shù)據(jù)流程模擬 開發(fā)歷史 探測器描述 采用xml文件9G4dyb(2006.1.)NuWa(2008)Geant4 Interface for Gaudi Applications (GiGa) 反中微子探測器(AD)遠(yuǎn)點(diǎn)反符合探測器 相互作用模型 添加淬滅效應(yīng) 修正中子俘獲過程 光學(xué)模擬 使用Geant4的光學(xué)模擬，定義了契倫科夫過程、閃爍光過程、光子吸收、光子重發(fā)射、光子瑞利散射和光子的邊界過

6、程。 模擬參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得 數(shù)字化 模擬電子學(xué)響應(yīng) 觸發(fā)及讀出模擬：一個(gè)物理事例可能引起多次觸發(fā)，每次觸發(fā)對應(yīng)一次讀出，即一個(gè)Readout(或稱為子事例)10 模擬樣本混合 分別產(chǎn)生不同的樣本，在Readout級別按時(shí)間混合11IBD(Inverse Beta Decay, 即反中微子事例)Muon(宇宙線)Radioactive(天然放射性)ttttMixingreadout刻度12Pedestal runCalibration runReadoutReadoutPedestal刻度PMT gain刻度Time offset刻度txt/databaseCalibReadoutCalibPa

7、ramCalibAlgPhysics runReadout 電子學(xué)臺階刻度 無信號源 周期觸發(fā)13 PMT增益刻度 LED作為信號源 外觸發(fā) 擬合單光電子譜重建14ReconAlgAdFastQCtrToolAdQsumEnergyToolAdCenterOfChargePosToolRecEventRecTrigger1RecTrigger2RecTrigger3IReconToolreconstruct(const CalibReadout&, RecTrigger&);CalibReadout反中微子探測器頂點(diǎn)重建 根據(jù)電荷分布，用最大似然法擬合得到頂點(diǎn)位置 計(jì)算期待電荷

8、 構(gòu)造似然函數(shù) 假定頂點(diǎn)在不同位置 計(jì)算相應(yīng)期待電荷并與實(shí)際測得的電荷分布對比 最接近的一組期待電荷對應(yīng)的頂點(diǎn)位置即為最終結(jié)果15Isotropic Scintilation light 點(diǎn)光源模型點(diǎn)光源模型(x y z E)ri16離線數(shù)據(jù)庫已有的數(shù)據(jù)庫表Tables from DAQ DBDaqRawDataFileInfo(Vld)DaqRunInfo(Vld)DaqCalibRunInfo(Vld)DaqRunConfigTables from DCS DBDcsPmtHv(Vld)Other tablesSimPmtSpec(Vld)CalibPmtSpec(Vld)CalibFee

9、Spec(Vld)FeeCableMap(Vld)數(shù)據(jù)庫訪問(database interface)DbiSimDataSvcDbiCalibDataSvcDbiCableSvc17離線數(shù)據(jù)庫管理MasterBackupSlaveSlaveLocal大亞灣現(xiàn)場Onsite DB中央數(shù)據(jù)庫Central DB本地?cái)?shù)據(jù)庫Local/Slave DBReplicationReplication現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)獲取原始數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控、事例顯示、物理性能(如反中微子事例率)監(jiān)控等工作18查詢數(shù)據(jù)庫有新記錄?離線作業(yè)新的run?Root文件png圖片否是否合并相同run的Root文件等待10秒鐘

10、是數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)頁服務(wù)器事例顯示物理性能監(jiān)控l數(shù)據(jù)處理以文件為單位l直方圖存儲及顯示以run為單位l準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理物理分析方法分析時(shí)間關(guān)聯(lián)的事例分析時(shí)間關(guān)聯(lián)的事例19TESAESReadout0Readout0TESAESReadout2Readout2Readout1Readout0TESAESReadout1Readout1Readout0Event 0 Event 1 Event 2 TES: Transient Event Store AES: Archive Event StoreArchive TrimmingEvents out of trimming window will be

11、removed from AES.epen快信號快信號慢信號慢信號 使用AES挑選IBD事例 Get 1st RecEvent from AES Identify neutron with energy cut Loop over AES to find positron Identify positron with time interval cut and energy cut Fill neutron energy, positron energy, time interval in ntuple20n-Gde+n-Hmean=31.8usOnly for algorithm demonstration6MeV neutron