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BES III 漂移室离线刻度及进展. 伍灵慧. 内容. BES III 漂移室离线刻度的内容和基本方法 BES III 漂移室离线刻度程序的设计和进展 Mdc Calibration Function Service 的设计 对漂移室重建和流程控制的需求. BES III 漂移室离线刻度的内容和基本方法. XT 关系刻度 T 0 刻度 丝位刻度 QT 修正 空间分辨. 刻度的基本方法:残差分析 残差的定义: Δ d = d drift – doca
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内容 • BES III漂移室离线刻度的内容和基本方法 • BES III漂移室离线刻度程序的设计和进展 • Mdc Calibration Function Service的设计 • 对漂移室重建和流程控制的需求
BES III漂移室离线刻度的内容和基本方法 • XT关系刻度 • T0刻度 • 丝位刻度 • QT修正 • 空间分辨 刻度的基本方法:残差分析 残差的定义: Δd = ddrift – doca ddrift: tdrift → XT关系 → 漂移距离(ddrift) doca: 径迹到击中单元信号丝的距离
(1)XT关系刻度 • 漂移室通过测量电离电子的漂移时间来获取入射粒子的位置信息 • XT关系就是漂移时间(tdrift)与漂移距离(ddrift)的关系 ddrift = FXT( tdrift )
BES II漂移室的单元结构及XT关系 电场分布 电子漂移示意图 近丝区: 漂移区: 远丝区:
BES III漂移室的单元结构及XT关系 电子漂移线 XT关系 类正方形小单元结构,电场不均匀导致了XT关系非线性
XT关系采用分段函数:5阶多项式 + 1阶多项式 V vs. T D vs. T dx/dt (mm/ns) 漂移距离(mm) T (ns) T (ns) 小单元结构漂移速度不均匀,近丝区漂移速度较大,靠近场丝处,漂移速度略有提高
XT修正方法 Δdi
影响XT关系的主要因素: • 电场 • 磁场 • 工作气体 目前主要考虑以下几方面差异: • 不同丝层之间的差异 • 单元内不同入射角(Entrance Angle)方向上的差异 • 单元内信号丝左右的差异 XT关系所需要的刻度常数的数目: [6+2 (boundary)]*18(angle)*2(lr)*43=12384
(2)T0刻度 tdrift = tmes – T0 T0主要包含粒子飞行时间,信号在丝上的传播时间,信号在电子学设备上的传输时间,信号脉冲幅度引起的时间游动 T0刻度方法: 利用左右残差分布修正单丝T0 T0i+1 = T0i + 选择XT线性较好的区域 残差分布 刻度常数的数目: 6796(即单元数)
(3)丝位刻度 拟合的χ2定义为: 信号丝丝位的不准确直接影响doca,从而影响重建结果
丝位刻度方法 ΔdR ΔdL 反映了真实丝位和理想丝位的差别 刻度常数的数目: 6796(即单元数)
T0和丝位对XT关系的影响 T0对XT关系的影响 丝位对XT关系的影响 T T 0 0 X X
(4)QT修正 信号幅度不同引起的时间游动修正 t1 t2 t TP VT 近似认为 VM2 VM1 修正p0, p1 V 刻度常数的数目: 2 * layer = 86
(5)空间分辨 Dependence of spacial resolution on tanλof tracks in Bhabha events (from Belle note) σvs. drift distance (beam test) (4阶多项式拟合) Sigma (mm) Drift distance (mm) 刻度常数的数目: 5 * 2(lr) * 43(layer) * ?(tanλ) = 430
BES III漂移室离线刻度程序的设计 开始 MdcCalibAlg 主要的类: MdcCalibAlg MdcCalib MdcCalHistMgr MdcCalConstMgr MdcCalEvent MdcCalGeo 初始化(直方图,刻度常数…) initailize( ) 获取重建信息,填残差分布 execute( ) 残差分析 finailize( ) 修正并更新刻度常数(XT/T0/…) 结束
目前已完成: • 与刻度流程相关的部分 • 刻度常数读写部分 • 与T0刻度相关的类 • 与丝位刻度相关的类
T0分布 T0刻度测试结果 残差分布 ΔT0分布
丝位偏移量分布 丝位刻度测试结果 Root格式的直方图文件(Wire.root) 每根丝的位置修正结果 丝位修正量(mm) 丝号
Mdc Calibration Function Service的设计 MdcCalibFunSvc:完成漂移室刻度常数到相关物理量的转换过程,既方便各模块调用,也有利于刻度人员的更新和维护。 Mdc Calibration Constants Reconstruction MdcCalibFunSvc TimeToDistFun DistToTimeFun … Simulation TCDS Calibration Others
MdcCalibFunSvc将提供以下函数: • timeToDistFun(layerId, time, lr, entranceAngle, Q) • distToTimeFun(layerId, time, lr, entranceAngle, Q) • getT0(layerId, cellId) • getDeltaWire(layerId, cellId) • getSigma(layerId, lr, dipAngle)
需要重建提供信息: • 每个hit的层号,单元号 • 漂移时间(tdrift) • 漂移距离(ddrift) • doca • entrance angle • z • q • lr • tanλ • 动量(P)
漂移室刻度对流程控制的特殊需求 Start for (i = 0; i < N; i++) { /* reconstruction for the same event */ … } initialize( ) execute( ) finalize( ) 进行了一些尝试性的研究,主要将BossMain.cxx 及GaudiSvc目录复制到工作目录下进行修改测试。由于Gaudi的复杂性,还需要做更深入的研究。 End
下一步 • 继续MdcCalibAlg的工作 • 完成MdcCalibFunSvc • 对流程控制需求的进一步研究