besⅲ主漂移室模拟的真实化调试研究

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1、南京师范大学硕士学位论文BESIII主漂移室模拟的真实化调试研究姓名：韩少卿申请学位级别：硕士专业：物理;粒子物理与原子核物理指导教师：郭立波2009-05-13南京师范大学硕士学位论文BESIII主漂移室模拟的真实化研究摘要BESIII探测器是运行BEPCII上的一个采用现代探测技术建造的高精度谱仪，主要的物理目标是在¿-粲能区进行弱电相互作用和强相互作用研究以及新物理的寻找。BESIII在设计性能上比BESII有很大提高，对探测器模拟的真实性提出了更高的要求，为此已经成功开发了一套新的BESIII探测器模拟软件BOOST（BESIIIObjectOrientedSimulat

2、ionTool)。BOOST模拟了BESIII实验从事例产生到原始数据生成的全过程。主漂移室（MainDriftChamber,MDC）是BESIII的核心子探测器，其主要作用是精确测量带电粒子的动量和电离能损。其设计指标要求具有很高的效率，很好的空间分辨（130¹m）和动量分辨(0.5%@1GeV/c)，较好的dE/dX分辨(6v7%)。为完成BESIII的物理目标，要求对MDC的模拟能够很好的反映探测器的真实响应，即表征MDC性能的关键物理量如效率，分辨率等与实验结果有尽可能一致的分布。模拟真实化的基本原理是比较模拟数据与实验数据物理量的分布，调整模拟软件数值化过程中的的各种

3、参数，通过不断的迭代和调试直至与实验数据接近。BESIII主漂移室模拟真实化算法的开发是本论文的重点。文中介绍了在BOOST中主漂移室的探测器几何描述、击中信息的记录以及数值化过程，在此基础上对主漂移室真实化的整体考虑，真实化软件框架的设计。在BESIII离线软件框架（BESIIIO²ineSoftwareSystem，BOSS）下，利用面向对象的C++程序设计语言，开发了模拟真实化软件框架。利用BOSS提供的系统支持和基于对象的算法设计，使得框架具备供其它子探测器使用的通用性、对数据流程控制的弹性和调试算法模块的扩展性。在框架中分别实现了丝效率和空间丝分辨真实化调试的算法模块。

4、算法实现中考虑了拟合对结果的影响，调试参数和各丝层、漂移距离、入射角等影响漂移室性能的相关参数的关系。利用BESIII在2008年10月取得的真实数据对模拟真实化算法进行了初步调试和检验。测试结果表明，程序运行稳定良好，调试结果能够很好的收敛。对Bhabha事例，经调试后模拟数据和实验数据分布一致。关键词:BESIII，主漂移室，蒙特卡罗模拟，真实化，空间丝分辨，丝效率i南京师范大学硕士学位论文BESIII主漂移室模拟的真实化研究ABSTRACTTheBeijingSpectrometerIII(BESIII)operatingatBEPCIIisanewhighprecisio

5、ndetectorbuiltwithmoderndetectingtechniques.Itsmainphysicsgoalistostudytheeletroweakandstronginteractionsandtosearchfornewphysicsattau-charmenergyregion.ComparedwithitspredecessorBESII,thebetterperformanceofBESIIIneedsmoreactualdetectorsimulation.ThenewBESIIIMonteCarlosimulationsoftware-BOOST

6、(BESIIIObjectOrientedSimulationTool)hasbeensuccessfullydeveloped.BOOSTsimulatesthefullprocessesoftheBESIIIexperiment,fromeventgenerationtorawdataproduction.TheMainDriftChamber(MDC)isakernelsub-detectorinBESIII.ItsmainfunctionistoprovideprecisemomentummeasurementanddE/dxmeasurementforchargedpa

7、r-ticles.AccordingtothepreliminarydesignreportoftheBESIIIdetector,thesinglewireresolutionisassumedtobe130¹mfortheBESIIIdriftchamber,themomentumresolutionfor1GeV/cchargedparticlesshouldbearound0.5%,andthedE/dxresolutioncouldbe6%»7%.Toful¯llthe