北京谱仪的R测量及QCD试验检验.PPT

* 正负电子对撞反应过程 强子事例的例子 也可以通过中间机制产生(先产生中间态,再衰变为末态) , 例如: * 正负电子湮没强子产生过程 强子态可以直接产生, 例如: 强子末态 * e+ e- 探测器： 原始数据： 事例重建： 数据分析：? 物理结果： 蒙特卡罗产生器 模拟事例产生 探测器模拟 （粒子与物质相互作用，吸收，产生，散射，输运，噪音及本底真实化） 蒙特卡罗模拟数据 加速器粒子对撞 击中，相互作用，产生，衰变，热噪声，本底，信号 触发，数字化，数据各种信息 MC MC 探测效率 事例重建 数据、本底分析 刻度，寻迹 本底，信号 产生事例 高能物理实验流程 系统不确定性(误差) 测量值?误差 真实过程 模拟过程 探测效率问题 从粒子对撞到获得物理结果经历如下过程： 对撞产生Ngen个强子事例（有物理意义的量，未知） 经实验测量得到Nobs个强子事例(测量值) 真实的探测效率(实验分析中丢失事例的比例)是未知的！ 问题：如何知道实验中探测效率的数值？ 解决办法: MC ！ 物理截面表示在对撞顶点强子产生的概率。但在实验测量中由于各种原因(事例重建，事例选择条件等)，所观测到的强子事例数少于产生的事例数。在数据分析中把所观测到的强子事例数与对撞产生的事例数之比称为探测效率 * 蒙特卡罗模拟两个基本要素 蒙特卡罗包括两个方面： ①事例产生模拟：物理理论和唯象模型要正确,或者是很好的近似。有些过程的产生器是现成可用的(例如e+e-, ?+??等QED过程)；有些是标准程序库里没有的,需要实验者编写和调试(例如强子过程产生器)。 ②探测器模拟：必须反映真实的探测器结构、物质分布、性能、状态等,可 靠地模拟粒子进入探测器后的散射、传播、与物质相互作用、衰变等。通常是已经编写、调试、检查好放入软件库中，实验者可以现成调用。 蒙特卡罗技术可以对实验全过程进行模拟，从而可以得到探测效率. 当粒子产生模型是正确合理的，探测器模拟是真实可靠的，则可以用蒙特卡罗的效率代替真实的探测效率。但必须给出蒙特卡罗效率的系统误差。 * Lund面积定律弦碎裂图象 量子真空涨落 碎裂强子 O 轻夸克(u,d,s)质量近似于0，以光速沿光锥运动。但对重夸克(c,b)，质量很大，它们不沿光锥运动，因此面积需要修正。 * LUND强子产生模型LUARLW 强子产生过程： “矩阵元”： 其中，Lund模型 横动量分布(高斯形式)： ， 纵向动量分布(Lund面积定律)： ， * 弦碎裂为n强子的概率(类似于量子场论中的微分截面)： 其中，碎裂强子的光锥动量分数 完成对相空间变量的积分后得到弦碎裂为不同末态的分布。 HuHaiming将选择的调节参数 关于inclusive多重数: 关于4-动量: 关于单粒子产额比: PARJ(1-17)取其它实验(OPAL)的调节值，或考虑个别作微调 LUARLW的模拟功能 LUARLW可以按单举(部分过程按遍举)的方式模拟BEPC能区连续态和JPC = 1? ? 共振态的产生和衰变过程。 * 参产生子初始强子态 @4.6GeV . ... ... . . ... ... . . ... ... . 统计到13体 * 参产生子衰变末态 @4.6GeV . ... ... . . ... ... . . ... ... . 统计到13体 目前参数协调中的困惑 方法：把真实数据与模拟数据经过相同的过程后进行比较 Trigger ?trg Raw data Generator BES simulation Event selection Nobshad Ngenhad NgenMC NobsMC BES raw date Tune parameters 如果： 1. 强子产生模型正确 2. 探测器模拟真实可靠 had ? Nobshad?Ngenhad = NobsMC ?NgenMC 则： 所有的蒙特卡罗模拟与真实数据在探测器层次的分布应很好符合?好参数组判据。 强子产生器参数协调 * * 参数协调的基本思路 LUARLW/JETSET中包含众多的唯象参数，它们虽然有明确的物理意义，但其数值是未知的，需要通过与实验数据的比较来确定，此过程就是参数协调。 从原则上说，强子事例的任何末态分布(不管是直接测量量，如能动量、顶点空间位置，角度、粒子产额比等，还是组合物理量，如快度、球度、冲度，扁度、非平面度等)都可参与协调，所用的分布越多，符合得越好，得到的参数越合理，效率越可靠。 目前，参数协调目的是将LUARLW用于确定R值测量的强子效率，并具有较小的系统误差。鉴于误差分析是在确定的事例选择条件下比较数据与与MC的差别，因此，最实用的办法就是参数协调时选用全部与事例选择条件有关的分布，再加上尽可能多