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BESIII － TOF 刻度

BESIII － TOF 刻度. 赵川 2009.4.22. 提 纲. BESIII TOF 的简单介绍 TOF 的刻度 桶部 TOF 刻度 时间刻度 闪烁体衰减长度刻度 有效速度 端盖 TOF 刻度 时间刻度 闪烁体衰减长度刻度 研究利用 Dimu 事例做 TOF 刻度 总结及展望. TOF 的简单介绍. 北京正负电子对撞机（ BEPCII ）改造后，正负电子对撞机的亮度将提高 100 倍，达到 的峰值亮度。 探测器（ BESIII ）性能有很大提高。 非常好的光子能量分辨率、好的角度分辨率和光子识别。

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BESIII － TOF 刻度

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Presentation Transcript

  1. BESIII－TOF 刻度 赵川 2009.4.22

  2. 提 纲 • BESIII TOF的简单介绍 • TOF的刻度 • 桶部TOF刻度 • 时间刻度 • 闪烁体衰减长度刻度 • 有效速度 • 端盖TOF刻度 • 时间刻度 • 闪烁体衰减长度刻度 • 研究利用Dimu事例做TOF刻度 • 总结及展望

  3. TOF的简单介绍 • 北京正负电子对撞机（BEPCII）改造后，正负电子对撞机的亮度将提高100倍，达到 的峰值亮度。 • 探测器（BESIII）性能有很大提高。 • 非常好的光子能量分辨率、好的角度分辨率和光子识别。 • 精确测量带电粒子的四动量。 • 好的强子鉴别能力。 • 基于流水线技术的前端电子学系统和可适应多束团模式的现代数据获取系统。 • 飞行时间计数器(TOF)是BESIII子探测器之一，作用是测量带电粒子的飞行时间，以鉴别粒子。

  4. TOF结构图 TOF是由桶部的176块(双层)，和端盖96块(东西端各48)塑料闪烁体和光电倍增管组成。再2 鉴别能力的要求下，桶部单层和双层 分辨要分别达到0.8GeV和0.9GeV 桶部TOF 端盖TOF

  5. TOF离线数据重建的流程 • TOF的重建需要综合三个方面 • TOF探测器的信息 • tofid • ADC • TDC… • 事例起始时间信息 • t0 • MDC径迹外推信息 • p • z • path • trackid… • 利用这些信息，结合TOF刻度常数进行重建，得到重建后的结果

  6. 桶部TOF的刻度 桶部TOF的时间刻度 • 利用7项的刻度公式对单端时间进行修正： P0时间延迟 P1-P2 time walk效应 P3 Q的饱和效应 P4-P6光传播有效速度的相关项 ~150ps ~740ps

  7. 桶部TOF的时间刻度 • 最新一批数据的刻度结果 East-end Readout West-end Readout Single Layer Double Layer RUN8503

  8. 桶部TOF的时间刻度 在靠近PMT的一端，由于Q的非线性，导致时间的分辨变差

  9. 桶部TOF的时间刻度公式 • 首先对z向分bin。在每一个不同的z的区间，对Q分bin，对每个bin内的时间分布做gauss拟合，得到中心值随Q的变化，使用下面的公式拟合 • 对不同的z，得到不同的拟合参数值P0, P1和P2，得到随z的变化曲线 • P0用三次项拟合用一次项拟合 • P1用一次项拟合 • 得到桶部的刻度公式

  10. 桶部TOF有效速度的刻度 • 带电粒子击中TOF时产生光子，光子分别向两端传播到达光电倍增管，最终每端都会给出测量时间信号，忽略信号形成的非线性过程，可假定

  11. 桶部TOF衰减长度及 的刻度 单端的光电倍增管输出的电荷信号Q可以写成

  12. 桶部TOF衰减长度及 的刻度 由 ，

  13. 桶部TOF衰减长度及 的刻度（初步结果） • 的最可几值称为 ，下面给出它随 的变化，曲线可以使用强子、宇宙线、辐射Bhabha事例给出，并用下面的经验公式拟合 • 可以用来做粒子鉴别以及修正强子事例的系统时间偏移。

  14. 端盖TOF的时间刻度 Run8993

  15. 端盖TOF时间刻度公式 • 首先对R向分bin，在每一个不同的R区间，对Q分bin，对每个bin内的时间分布做gauss拟合，得到中心值随Q的变化，使用下面的公式拟合 • 对不同的R，得到不同的拟合参数值P0, P1和P2，得到随R的变化曲线，其中P0用下式拟合 • 桶部的刻度公式

  16. Dimu挑选 Cut条件 • MDC • 顶点 cut： • 背对背 cut: • 动量 • P>1.7GeV • 重建的不变质量 • mass>3.3GeV

  17. Dimu挑选 cut条件 • EMC能量沉积 • 0.05GeV<energy<0.4GeV • TOF上下时间差 • |t1-t2|<2ns • MUC的击中层数 主要为电子 主要为宇宙线 energy |T1-T2| num layers

  18. 端盖衰减长度的刻度 • 挑选出的dimu事例用来做端盖衰减长度的刻度 • 首先对R分bin，且对Q做入射角度修正 • 分别做landau拟合 • 做出各个拟合的最可几值随R的变化

  19. 总结及展望 • 利用Bhabha事例，桶部TOF的时间分辨单端、单层和双层分别~150ps，~110ps和~90ps。 • 利用Bhabha事例，对端盖TOF的时间刻度进行了研究，初步结果为~150ps。对端盖的研究正在进行中。 • 同时，我们得到了衰减长度，有效速度等刻度结果。 • 接下来计划利用Dimu来做时间刻度的研究。

  20. 谢 谢！

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