粒子物理卓越中心工作報告2017~2018年度PPT課件

1、粒子物理卓越中心工作報告 （2017 2018年度）伍靈慧高能所 實驗物理中心 軟件組2018-11-23個人簡介 2009 至今，高能所，副研究員 2007 2009，高能所，博士后 2002 2007，高能所，碩博連讀，導(dǎo)師:王貽芳 1998 2002，清華大學(xué)工程物理系220022006201020142018BESIII MDC設(shè)計建造MDC測試, 運行, 優(yōu)化MDC 軟件優(yōu)化, 離線刻度, 性能研究, 老化研究, 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查BESIII上CGEM軟件研究CGEM測試運行CMS HGCAL軟件D0-Kkpipi 分析承擔(dān)的任務(wù) BESIII上CGEM軟件研究 探測器模擬 刻度校準 軟

2、件發(fā)布和CVS管理 宇宙線測試數(shù)據(jù)分析 BESIII上MDC相關(guān)工作 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查 數(shù)據(jù)刻度和性能研究 性能數(shù)據(jù)整理和文章撰寫3CGEM軟件研究 漂移室內(nèi)室老化，漂移室內(nèi)室老化，CGEM探測器是重要的升級方案探測器是重要的升級方案 任務(wù)特點：時間緊，人力少，難度大任務(wù)特點：時間緊，人力少，難度大（很多問題首次面臨）（很多問題首次面臨） 已運至高能所，計劃年底進行宇宙線測試，可能明后年安裝 參與數(shù)據(jù)處理軟件工作參與數(shù)據(jù)處理軟件工作 協(xié)調(diào)軟件合作協(xié)調(diào)軟件合作 （與王亮亮） 與INFN、Indiana大學(xué)的合作4分工分工主要參與者主要參與者重建王亮亮，黃震模擬伍靈慧伍靈慧，趙靜宜苗楠楠，王亮亮刻度校

3、準伍靈慧伍靈慧，郭方毅宇宙線數(shù)據(jù)分析郭愛強，王亮亮，伍靈慧伍靈慧軟件發(fā)布王亮亮，伍靈慧伍靈慧CVS管理伍靈慧伍靈慧軟件整體進展及計劃520182019數(shù)字化模型及軟件開發(fā)數(shù)字化初步tuning主要算法基本完成優(yōu)化尋跡，開發(fā)micro-TPC模式重建Alignment研究結(jié)合宇宙線數(shù)據(jù)深入研究宇宙線測試準備及數(shù)據(jù)分析模擬模擬重建重建刻度刻度宇宙線測試宇宙線測試刻度預(yù)研究遇到了很多困難，找到了解決辦法，總體進展良好遇到了很多困難，找到了解決辦法，總體進展良好數(shù)字化關(guān)鍵問題 - 漂移倍增數(shù)字化：探測器響應(yīng)的模擬數(shù)字化：探測器響應(yīng)的模擬入射徑跡段著火讀出條漂移漂移倍增倍增模擬：復(fù)雜，耗時模擬：復(fù)雜，耗

4、時多種效應(yīng)：擴散、洛倫茲角、雪崩全模擬非常耗時研究方法研究方法Garfield模擬研究建立數(shù)字化模型在CgemBoss下開發(fā)數(shù)字化軟件軟件調(diào)試，與實驗對比，優(yōu)化模型6Garfield+模擬研究結(jié)果模擬研究結(jié)果將漂移倍增簡將漂移倍增簡化為化為3次抽樣次抽樣數(shù)字化關(guān)鍵問題 - 信號感應(yīng)經(jīng)過多次嘗試，解決了信號感應(yīng)的模擬經(jīng)過多次嘗試，解決了信號感應(yīng)的模擬描述信號感應(yīng)的Shockley-Ramo 理論i (t) = qv Ew (r) 不同方法驗證weighting field 模擬并記錄各種情況下的電流形狀 感應(yīng)過程的建模7Step 1：求解：求解Weighting field Ew(r)構(gòu)建幾何利

5、用Ansys計算Ew(r)GEM3Multiplied electronStep 2：模擬電流形狀：模擬電流形狀Step 3：感應(yīng)過程的數(shù)字化：感應(yīng)過程的數(shù)字化（累加所有電子的感應(yīng)電流得到讀出條輸出信號）ii+1i-1jj-1j+18數(shù)字化算法的實現(xiàn)Track segment from Geant4IonizationDrift & multiplication in 3 Gem foilsInductionFired strips 開發(fā)開發(fā)了數(shù)字化軟件了數(shù)字化軟件初步初步結(jié)果結(jié)果基本合理基本合理n0 , f 0 , z0 , t0n3 , f 3 , z3 , t3ID, T &am

6、p; Q of fired stripsCluster sizen1, f 1 , z1 , t1n2 , f 2 , z2 , t2重建刻度關(guān)鍵問題 - mTPC讀出9Charge centroid methodMicro-TPC method陰極GEM1GEM2GEM3陽極讀出 模擬讀出模擬讀出 Q ：電荷重心法重建cluster T ：micro-TPC方法重建徑跡段T1T2T3T4X Micro-TPC方式重建方式重建 利用時間信息及線性關(guān)系重建入射徑跡段 擴散效應(yīng)，電容耦合效應(yīng)等影響？ 時間刻度時間刻度 T0 Time walk 讀出條上傳播時間CGEM離線校準目的：目的：修正位置偏

7、差，提高動量分辨修正位置偏差，提高動量分辨難點難點：MDC的的z向精度差，能否有效向精度差，能否有效修正修正CGEM的的z向偏移向偏移研究方法研究方法Misalignment效應(yīng)研究校準方法的toy MC研究宇宙線數(shù)據(jù)檢驗10Misalignment研究研究Outer DCCGEM-ITOuter DCCGEM-ITx-y平面misalignmentz向misalignment有問題的前放有問題的前放MDC數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查發(fā)現(xiàn)各種潛在問題，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量發(fā)現(xiàn)各種潛在問題，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量 發(fā)現(xiàn)兩塊有問題的前放，通知硬件檢查 動量下滑問題 增益問題協(xié)助檢查其它子探測器刻度問題協(xié)助檢查其它子探測器刻度問題

8、TOF、Estime的時間對齊問題 TOF bad run TOF時間譜的凸起11RunShift of Estime (ns)束團間隔變化后的束團間隔變化后的Estime偏移偏移動量下滑問題動量下滑問題MDC數(shù)據(jù)刻度和性能研究 完成本年度完成本年度BESIII數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的的MDC刻度和性能分析刻度和性能分析12空間分辨空間分辨噪聲本底噪聲本底擊中效率擊中效率sP/P=0.53% 1GeV/cP (GeV/c)漂移室性能數(shù)據(jù)整理 整理MDC各年度的數(shù)據(jù)，給出探測器性能，參與撰寫B(tài)ESIII探測器性能的文章 難點：難點：運行參數(shù)多次調(diào)整，噪聲運行參數(shù)多次調(diào)整，噪聲本底變化大本底變化大 不同高壓 不

9、同磁場 不同工作氣體13年份年份高壓高壓磁場磁場氣體氣體2009未優(yōu)化1.0 T標準2012優(yōu)化0.9 T加H2O2018優(yōu)化1.0 T加H2OJ/psi取數(shù)設(shè)置取數(shù)設(shè)置ExperimentSpatial resolution(m mm)CLEOIII110Babar125Belle130BESIII (2014)117BESIII (2015)123BESIII (2017)116其他工作 實驗中心新生的BESIII軟件培訓(xùn) 學(xué)術(shù)交流 先進氣體探測器研討會(做報告： CGEM探測器的數(shù)字化) 全國粒子物理大會(做報告：CGEM探測器軟件研究) 威海南山清暑期學(xué)校 (介紹MDC的設(shè)計、建造和運行性能） 研究生培養(yǎng) 黃震：CGEM尋跡算法研究 苗楠楠：CGEM數(shù)字化研究 郭方毅：CGEM軟件 協(xié)助指導(dǎo)博士后：趙靜宜14發(fā)表論文及爭取經(jīng)費情況 發(fā)表論文 Garfield+ Simulation of the CGEM Detector for Digitization Model (準備投RDTM