利用TOF的Q值进行粒子鉴别的研究

飞行时间计数器(TOF)是北京谱仪(BESⅡ)中用于粒子鉴别的重要子探测器. 当带电粒子击中TOF时，闪烁计数器同时测量粒子的飞行时间T和脉冲幅度Q. 本文利用BESⅡ采集的双m事例，对脉冲幅度Q进行了研究. 利用J/ψ强子事例样本，给出了脉冲幅度最可几值Qmp随粒子bg值的变化关系. 这表明可以利用TOF测量的脉冲幅度Q值实现对粒子的鉴别. 最后给出用脉冲幅度Q进行粒子鉴别的效率和误判率.     

北京谱仪(BESⅡ)的飞行计数器(TOF)时间和分辨率的修正

随着北京谱仪上5800万J/ψ数据的获取,为了获得较好的物理结果,必须有很好的粒子鉴别.鉴于北京谱仪Ⅱ飞行时间计数器(TOF)对粒子鉴别的特殊重要性,有必要对飞行时间计数器的时间测量和分辨率进行研究.本文利用北京谱仪Ⅱ已获取的5800万J/ψ数据,对飞行时间计数器的时间和分辨率进行修正,最后给出修正结果以及修正后的鉴别效率.     

北京谱仪(BESⅡ)上p和(p-)鉴别的研究

以北京谱仪(BES)上常用的3种粒子鉴别方法为基础,充分利用BESⅡ所获取的R值扫描、J/ψ和ψ'数据中p,(p-)以及其他带电粒子样本,对动量范围在0.3-1.2GeV的p和p-鉴别方法进行分析研究.找到BES Ⅱ上p和(p-)的最佳鉴别方法:动量低于0.6GeV只用dE/dx实现粒子鉴别,动量高于0.6GeV可用TOF或联合鉴别的方法,并给出p,(p-)的鉴别效率以及本底的混入比例.     

北京谱仪(BESⅡ)上p和鉴别的研究

以北京谱仪(BES)上常用的3种粒子鉴别方法为基础,充分利用BESⅡ所获取的R值扫描、J/ψ和ψ′数据中p,(p)以及其他带电粒子样本,对动量范围在0.3—1.2GeV的p和(p)鉴别方法进行分析研究,找到BESⅡ上p和(p)的最佳鉴别方法:动量低于0.6GeV只用dE/dx实现粒子鉴别,动量高于0.6GeV可用TOF或联合鉴别的方法,并给出p,(p)的鉴别效率以及本底的混入比例.     

北京谱仪（BESⅡ）上p和p^－鉴别的研究

以北京谱仪(BES)上常用的3种粒子鉴别方法为基础，充分利用BESⅡ所获取的R值扫描、J／ψ和ψ’数据中p，p^-以及其他带电粒子样本，对动量范围在0．3-1．2GeV的p和p鉴别方法进行分析研究．找到BESⅡ上p和p^-的最佳鉴别方法：动量低于0．6GeV只用dE／dx实现粒子鉴别，动量高于0．6GeV可用TOF或联合鉴别的方法，并给出p，p^-的鉴别效率以及本底的混入比例．     

北京谱仪(BESⅡ)的飞行时间计数器(TOF)蒙特卡罗模拟的改进

北京谱仪Ⅱ经过1995年升级后,其TOF系统对Bhabha事例的电子时间分辨率是180ps^[1],相对北京谱仪Ⅰ的330ps有了很大的改进.随着硬件性能的提高,其相应的软件系统(包括刻度,重建),特别是蒙特卡罗模拟,也必须作相应的改进.本文利用北京谱仪Ⅱ已获取的5000万J/ψ数据,对飞行时间计数器的时间分辨率进行认真的研究,通过比较现有的模拟数据和真实数据的结果,对飞行时间计数器的模拟进行改进,最后给出改进后的模拟数据和真实数据的比较结果,两者符合得很好.     

利用BESⅢ的双层TOF寻找D~0-■混合的研究(英文)

在ψ(3770)处,D0→K-π+是研究D0-■混合的非常理想的衰变道．实验上,良好的K／π识别技术将对寻找D0-■混合过程起着决定性的作用．在BESⅢ实验的物理预研究中,发现利用飞行时间的信息,能够精确测定末态中含有多条带电径迹事例的起始时间,从而可以改善飞行时间计数器的时间分辨率．进一步的研究表明,应用该方法后,BESⅢ双层TOF的时间分辨率从～78ps降到～64ps．按照20fb-1的ψ(3770)数据量进行估算,在95％置信度下,D0-■混合率的上限值可以提高7％左右．     

BESⅢ探测器粒子鉴别效率的蒙特卡罗研究

利用ψ（3770）DD衰变的运动学特性,通过分析工作在BEPC-Ⅱ上BESⅢ探测器在正负电子对撞质心系能量为3.773GeV处的e＋ e_ψ（3770）蒙特卡罗模拟事例,挑选出干净的介子和K介子样本,研究了BESⅢ粒子识别系统对带电粒子的鉴别效率。根据此方法,可以确定数据和蒙特卡罗样本在粒子鉴别效率方面的差异。     

北京谱仪Ⅱ带电径迹测量误差矩阵的修正

研究了北京谱仪(BES)Ⅱ带电径迹测量误差矩阵的修正,使运动学拟合TELESIS方法在BESⅡ物理数据分析中得到应用.1)在BESⅡ数据重建程序中,加入了适当的MDC重建单丝分辨率(250μm)和Q修正.2)在TELESIS程序中,放入了BESⅡ有效物质量对BESⅡ误差矩阵进行多次库仑散射和dE/dX能损效应的修正.3)在此基础上,通过J/ψ→μ⁺μ^－的数据样本分析,完成了BESⅡ24×10⁶J/ψ事例RUN-by-RUN的误差矩阵刻度,同时对BESⅡMC数据也作了相应的刻度.经上述误差矩阵修正后,BESⅡ的TELESIS可以较好地满足BESⅡ数据分析工作的要求.     

BES-Ⅱ TOF数据的离线刻度

简要地讨论了北京谱仪-Ⅱ(BES-Ⅱ)飞行时间计数器(TOF)数据的离线刻度.利用J/φ能区的电子对事例仔细完成的离线刻度与校正结果表明,新的TOF时间分辨达到σ_TOF=180ps.由此大大增强了对带电粒子的识别能力.对于3σ的π/K分离其动量可以达到0.93GeV/c.     

BESⅢ端盖TOF时间分辨的束流测试

使用800MeV的电子束对BESⅢ端盖飞行时间探测器(TOF)模块的性能进行测试. 研究了塑料闪烁体的包装材料、光电倍增管(PMT)的工作电压、电子束入射位置对单个TOF模块的本征时间分辨的影响，并给出了测量时间与信号幅度和粒子击中位置的修正方法. 实验结果显示:使用Tyvek纸包装，闪烁体在安装PMT的一端有45°斜面, 电子击中在TOF模块不同位置其本征时间分辨在70—90ps范围内.     

BESⅡ物理分析中的多变量粒子鉴别方法

以北京谱仪(BESⅡ)上常用的粒子鉴别方法(联合TOF测得的飞行时间和MDC的dE/dx)为基础,尝试利用TOF的Q值和BSC的沉积能量,发展基于多变量的粒子鉴别.将新的方法应用于p/p的鉴别,对粒子鉴别的效率、误判率和引进的系统误差进行了仔细的研究,证明均比原来有所改善     

高能重离子碰撞中正负荷电粒子比单事例起伏研究

用强子和弦级联模型,JPCIAE及相应的Monte Carlo事例产生器,研究相对论性核–核碰撞中有限快度区间内正负荷电粒子比单事例起伏与能量、中心度、共振态衰变及快度间隔的关系.JPCIAE模型能够较好地符合CERN/SPS能区Pb+Pb碰撞的实验结果.本文还用此模型预言了RHIC能区Au+Au碰撞和ALICE能区Pb+Pb碰撞中的正负荷电粒子比单事例起伏.可以看出碰撞能量、中心度、共振态衰变及快度间隔对正负荷电粒子比单事例起伏的影响都不大.     

粲夸克偶素物理实验研究新结果

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的ψ（2S）大数据样本,通过ψ（2S）的辐射跃迁及强子跃迁过程,开展了粲偶素物理的广泛研究。测量了xc0、xcl、xc2、ηc和J／ψ粒子有有关性质,寻找了ηc(2s)和hc(1P)粒子。因一系列重要结果中有：xc0粒子的宽度与质量、ηc粒子的质量、J／ψ的轻子衰变分支比的精确测量结果以及xc0、xcl、xc2的许多衰变道的首次测量结果。     

R值测量中强子事例选择的改进

强子事例的选择和强子探测效率是在BEPC/BES上进行R值测量的两项主要误差来源. 过去实验只选取等于或者大于2叉的强子事例, 因而0叉和1叉事例的丢失将导致强子事例数和强子探测效率的较大误差. 试图提出在R值测量中选取包含1叉强子事例在内的样本, 这将有助于更合理地调节强子事例产生器LUARLW的参数, 减小强子探测效率和R值测量的系统误差.     

利用BESⅢ的双层TOF寻找D0-D0混合的研究

在ψ(3770)处, D⁰→K^－π⁺是研究D⁰-D⁰混合的非常理想的衰变道. 实验上, 良好K/π识别技术将对寻找D⁰-D⁰混合过程起着决定性的作用. 在BESⅢ实验的物理预研究中, 发现利用飞行时间的信息, 能够精确测定末态中含有多条带电径迹事例的起始时间, 从而可以改善飞行时间计数器的时间分辨率. 进一步的研究表明, 应用该方法后, BESⅢ双层TOF的时间分辨率从～78ps降到～64ps. 按照20fb^－1的ψ(3770)数据量进行估算, 在95%置信度下, D⁰-D⁰混合率的上限值可以提高7%左右.     

Z0能区正负电子湮没强子多重数分布的近泊松形式与肩状结构

对Z⁰能区91.2GeV正负电子湮没产生强子末态的事例,分别针对全喷注和双喷注在不同快度窗口的单、双半球空间内进行多重数分布的泊松拟合.根据/D参量及拟合度得到近泊松形式,与有关理论模型进行了比较,并讨论了与KNO无标度性的关系.分析了偏离泊松形式的有关参数与非独立粒子发射及关联强度之间的联系.利用JADE喷注分析法讨论了中心快度区的“肩状结构”.     

MRPC-TOF时间性能和刻度方法的研究

研制的由28个多气隙电阻板室(MRPC)模块构成飞行时间探测系统, 从2003年以来在RHIC-STAR实验上成功运行并获得了大量的实验数据. 为了深入了解MRPC实际运行中的性能,采用质心能量200GeV的Au-Au对撞的实验数据, 对MRPC-TOF的刻度方法进行了深入研究, 主要包括: (1) 对现有的刻度方法做了进一步的改进; (2) 对粒子入射角度等因素进行了修正; (3) STAR径迹重建的位置分辨率对MRPC时间分辨率影响. 用改进后的刻度和修正方法, 计算得到MRPC的本征时间分辨率为大约60ps, 与束流实验结果相近.     

用Monte Carlo产生器GCP模拟J/ψ的产生和吸收

基于Monte Carlo产生器GCP,模拟了SPS能量下p-A和A-A碰撞中J/ψ粒子的产生和吸收过程.对J/ψ的吸收主要考虑了两种机制:强子环境下的核吸收和同行粒子对J/ψ的吸收.把Monto-Carlo模拟的结果和p-A和A-A碰撞中J/ψ产生的实验数据进行了对比,除了Pb-Pb碰撞外,结果和实验数据符合得很好.     

τ–粲能区物理及对加速器和探测器设计的要求

基于τ粲能区的物理目标和各物理过程的截面,估计了该能区新一代加速器典型亮度下的事例率和每年运行取得的事例数.指出加速器亮度应优化在ψ″和ψ(4160)之间,峰值亮度决定于探测器触发判选系统、电子学系统及数据获取系统等能处理的最高事例率.