利用兩種雙產生的雙過程測量積分更新速率

利用兩種雙產生的雙過程測量積分更新速率

1應用過程中的粗糙度測量和測量結果需要過程比較好,一個亮度是對撞機的一個重要指標，它直接反映了對沖突梁的結構。在高能物理實驗數據分析中，積分亮度是基本思路，尤其是絕對測量中不同實驗數據的統(tǒng)一基礎。原則上，北京光譜儀主要基于e-eee（）e-e，如果能準確計算，且反應面足夠大，可以用于亮度測量。北京光譜儀主要基于e-eee（）e，e-e，e-e，e-e，e-e，e-e，e-s。它是最大的折射過程。小型角度測量儀具有計算成本高、統(tǒng)計誤差小的特點，可以提供高的統(tǒng)計精度。在離面的附近，由于擴散角量與角的四個方程成反比，因此需要非常高的亮度監(jiān)測器的定位精度，但這很難保證。在物理分析中使用的積分亮度通常來自大角度的巴氏案例。這是因為它與其他物理末的取數條件相同，因此需要進行中斷。然而，由于s的原因是小于事件的初始年齡，因此需要進行校正。雙光束產生的過程是e+eu（）e-eu（））是另一個可用于計算亮度的過程，其截面比雙光束過程小且大。北京譜儀在1998年春季第一輪R值掃描測量實驗中,在2—5GeV能區(qū)6個能量點獲取了數據.上述3種過程分別用于亮度測量,得到的結果在誤差范圍內是一致的.由于373—3783種事例的選擇依賴于不同的子探測器信息,因而3種方法具有相對獨立性,這不僅保證了亮度測量的可靠性,而且說明各子探測器的工作狀態(tài)是正常的.從統(tǒng)計精度考慮,R值測量中采用巴巴過程給出的亮度值,其誤差在3%以內;本文描述用后兩種過程確定亮度的方法,這種相互校驗也是很有意義的.2單徑跡選擇方法雙μ產生事例的突出特征是有兩根背對背飛行的、帶相反電荷的徑跡,且其飛行時間大體相當,在簇射計數器中沉積能量較小,在μ計數器中有擊中.通常選擇雙μ事例依據的就是上述特征,但是在R值取數期間,由于主漂移室的噪聲比較嚴重,造成徑跡重建質量較差,事例選擇不應過分依賴徑跡重建信息.為此,本文采用了單根徑跡選擇的方法,基本思路是:只要在一個事例中找到一根可能的μ徑跡,就認為該事例是候選雙μ事例;這樣選出的事例中必然包含宇宙線和強子本底,由于宇宙線徑跡的頂點z坐標是一個均勻分布,故可以通過擬合的辦法加以扣除,而強子本底則可以依據強子樣本來扣除.單根μ徑跡選擇條件具體是:徑跡在三層μ計數器的擊中數之和大于或等于3(當徑跡由主漂移室外推至μ計數器某層的位置與實際擊中位置的距離在限定值之內,則認為徑跡在μ計數器有擊中;若為單管擊中,則在該層的擊中數被認為是1,若為雙管擊中,則擊中數是2);徑跡出射極角范圍|cosθ|<0.67;飛行時間要求3<TOF<6ns,飛行時間測量值與預期值的差別在1ns之內;徑跡的動量小于束流動量的1.4倍;徑跡頂點在r-?平面與對撞點的距離在1.5cm之內.單徑跡選擇方法不僅減弱了事例挑選對數據質量的強烈依賴,同時也提高了事例選擇效率,使得真實數據與蒙特卡羅模擬中絲效率的差別所造成的影響可以忽略不計.對雙μ事例而言,最容易混入的本底是宇宙線事例,從單徑跡選擇得到的候選雙μ事例的?方向分布可以很明顯地看到(圖1),宇宙線集中于垂直方向.不過,對撞事例的頂點分布集中于對撞區(qū)域,而宇宙線事例的頂點則基本上是均勻分布,據此可以對頂點的z坐標分布做高斯加多項式擬合,高斯峰面積可看作對撞事例數,而多項式部分則可看作本底,如圖2所示.對于強子本底,由于它也是對撞產生的事例,其頂點坐標分布與雙μ事例沒有什么區(qū)別,故要采取直接扣除的辦法.利用R值數據分析工作中已有的強子樣本(二叉以上事例),通過單根μ徑跡判選條件,得到的事例數再除以強子選擇效率(補償一叉事例的貢獻),即為候選雙μ事例中可能誤判的強子數.根據單根μ徑跡選擇方法得到的事例樣本中,宇宙線本底的成分大約為30%,強子本底的成分大約為3%。所用強子樣本的純度在90%以上,強子選擇效率是用LUND模型JETSET74產生器通過蒙特卡羅模擬得到的.LUND模型經過參數調整,能夠較好地反映BEPC能區(qū)強子產生性質.當質心系能量Ecm在τ輕子對產生閾值(3.5554GeV)以上時,還需要考慮來自于τ輕子衰變的本底.τ有大約17%的幾率衰變到μ,這將是較大的本底貢獻,此外τ通過強子道衰變模式產生的強子,也可能被誤判為μ.單徑跡選擇方法不能排除τ對的影響,只能通過蒙特卡羅模擬來扣除.在4.6和5.0GeV能量點,雙τ產生截面與雙μ產生截面相當,考慮到分支比和探測效率,τ本底所占的比例為12%—15%.3雙成果的選擇1998年春季第一輪R值掃描測量實驗期間,桶部開放了3個觸發(fā)道,其中包括1個中性道,觸發(fā)條件的設置保證了純中性事例的正常獲取,客觀上為用雙γ事例確定亮度提供了可能.在桶部簇射計數器覆蓋范圍內,雙γ產生截面是雙μ產生截面的大約5倍,而且桶部簇射計數器的立體角覆蓋比μ計數器寬,因此挑選雙γ事例計算亮度可望得到較高的統(tǒng)計精度.另外一個好處是,它幾乎沒有本底過程,信號十分干凈.用雙γ產生過程確定亮度,在BES數據分析中是第一次.雙γ事例也具有比較鮮明的特征,即兩條背對背的中性徑跡,在簇射計數器中沉積能量較大.雙γ事例的選擇僅僅依賴于簇射計數器的信息.選擇方法是:首先找出3條能量最大的徑跡,其能量分別為Emax1,Emax2,Emax3,束流能量為Ebeam,要求徑跡能量滿足(如圖3所示,以Ecm=3.55GeV能量點的數據為例)·Emax1>0.6Ebeam·Emax2(+Emax3)>0.45Ebeam·Esum=Emax1+Emax2+Emax3>1.15Ebeam其中,第3條徑跡是可能的輻射光子.前兩條徑跡應該滿足背對背關系,由于中性徑跡在磁場中無偏轉,所以在簇射計數器中表現(xiàn)為嚴格的背對背(如圖4所示),與巴巴事例明顯不同.用θ1,θ2和?1,?2分別表示兩條徑跡的極角和方位角,背對背要求為·|θ1+θ2-180°|<10°·||?1-?2|-180°|<3°圖3和圖4均為非歸一的比較,以便更清楚地反映蒙特卡羅和真實數據的形狀。在簇射計數器的z=0,±95.5cm處有3個寬2.8cm的加強筋層,形成探測死區(qū);同時加強筋也給蒙特卡羅模擬造成很大困難,落入加強筋區(qū)域內的粒子,其行為不能很好地模擬.而探測效率必須由蒙特卡羅模擬得到,上述兩方面的因素使得出射位置在加強筋附近的事例不能用于亮度計算,為保證結果的可靠性,事例選擇過程中排除了3個寬約20cm的加強筋帶.同時要求徑跡在簇射計數器的擊中位置|z|<125cm,這相當于幾何接收范圍在|cosθ|<0.71以內.4相關系統(tǒng)誤差積分亮度的計算公式如下:L=Nobsσ?ε?εtrg?L=Νobsσ?ε?εtrg?其中,Nobs是觀察到的事例數,σ是蒙特卡羅事例的產生截面,ε是北京譜儀探測器對于給定末態(tài)的接收度或稱探測效率,εtrg是事例的觸發(fā)效率.(輻射)雙μ產生和(輻射)雙γ產生的蒙特卡羅模擬程序采用Berends等人編寫的radmu和radgg,考慮到了α2和α3級Feynman圖的貢獻,此處α是精細結構常數.QED理論截面的誤差來源于α4及更高階的貢獻,估計小于2%.對于雙γ事例,選擇條件帶來的總的系統(tǒng)誤差為3.5%,其中包括桶部簇射計數器加強筋的影響.對于雙μ事例,總的系統(tǒng)誤差為6.4%.R值取數期間,觸發(fā)條件的設置相當寬松,觸發(fā)效率接近100%,它所帶來的誤差可以忽略.本文所述兩種分析方法用于6個掃描點的數據,得到的結果如表1,為便于比較,由大角度Bhabha事例計算出的亮度值也列入表中,可見各種方法給出的結果在誤差范圍內基本上是一致的,但中心值存在系統(tǒng)偏離,由雙γ過程和雙μ過程計算的亮度值略小.需要說明的是,在4.6和5.0GeV能點,由于受電磁干擾較大,數據質量較差,飛行時間信息不可靠,給雙μ事例的選擇造成了很