BESⅢ数据质量检查及J/ψ，ψ（2S）→p（？）π-+C.C.的物理分析

论文摘要

本文分为两部分内容,一部分是BESⅢ数据质量检查,另一部分是J/ψ/,ψ（2S）pnπ-+c.c.衰变道的物理分析。对于BESⅢ数据质量检查的部分,由于BESⅢ离线软件系统的庞大和复杂,除软件层面本身的检查外,需要从物理分析层面确定软件整体达到的性能,软件更新带来的性能改进程度。文中介绍了数据质量检查的各项具体内容,特别是对BESⅢ各探测器相应的软件模块进行数据质量检查的情况。对于径迹重建效率和粒子鉴别效率,文中做了很详细的研究。一方面径迹重建效率和粒子鉴别效率的检查在数据质量检查中占很大的比重,另一方面,希望得到一个能供BESⅢ物理分析使用的,可靠的、公认的基于各BOSS版本的径迹重建和粒子鉴别的系统误差。文中仔细研究了径迹重建效率和粒子鉴别效率的得出方法,以及各影响因素的情况,最后给出了各粒子一维和二维的径迹重建效率和粒子鉴别效率,及径迹重建和粒子鉴别的系统误差。本文另一部分为物理分析部分,利用BESⅢ目前为止取得的225M的J/ψ数据和106M的ψ（2S）数据,对J/ψ→pnπ-+c.c.和ψ（2S）→pnπ-+c.c.衰变道进行了物理分析工作。文中详细介绍了这两个衰变道的事例挑选和误差分析工作,给出了这四个衰变道的分支比,并验证了“12%规则”。另外,从pπ和nπ的不变质量谱中,观察到了可能的N*共振态。与BESⅡ结果相比,所测的分支比和BESⅡ的结果在误差范围内一致,但本底水平、统计误差和系统误差都比BESⅡ有明显的减小。期待进一步进行分波分析,以得到N*精确的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 粒子物理理论与实验
• 1.1.1 标准模型
• 1.1.2 高能物理实验
• 1.2 粲偶素及其衰变
• 1.2.1 粲偶素家族
• 1.2.2 J/ψ衰变
• 1.3 论文选题的意义
• 1.4 论文的结构
• 第二章 北京谱仪Ⅲ（BESⅢ）
• 2.1 主漂移室（Main Drift Chamber）
• 2.2 飞行时间计数器（Time of Flight）
• 2.3 电磁量能器（Electro-Magnetic Calorimeter）
• 2.4 超导磁体（Superconduct Magnet）
• 2.5 μ子鉴别器（Muon Identifier）
• 2.6 触发判选系统（Trigger System）
• 2.7 在线数据获取系统（Data Acquisition）
• 2.8 北京谱仪Ⅲ离线软件系统
• 2.9 本章小结
• 第三章 BESⅢ数据质量检查
• 3.1 BESⅢ离线软件系统
• 3.1.1 离线数据处理计算环境
• 3.1.2 BOSS框架及其环境
• 3.1.3 BOOST模拟系统
• 3.1.3.1 概述
• 3.1.3.2 事例产生子
• 3.1.3.3 物质与几何
• 3.1.3.4 相互作用
• 3.1.3.5 击中信息及数字化
• 3.1.3.6 真实化信息
• 3.1.4 重建与刻度
• 3.1.4.1 主漂移室重建与刻度
• 3.1.4.2 TOF重建与刻度
• 3.1.4.3 量能器重建与刻度
• 3.1.4.4 μ探测器重建与刻度
• 3.2 数据质量检查简介
• 3.2.1 数据质量检查的意义及基本内容
• 3.2.2 数据质量检查所用衰变道的事例选择
• +e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程的事例选择'>3.2.2.1 J/ψ→e⁺e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程的事例选择
• +e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程的本底分析'>3.2.2.2 J/ψ→e⁺e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程的本底分析
• +π^-过程的事例选择'>3.2.2.3 J/ψ→ppπ⁺π^-过程的事例选择
• +π^-过程的本底分析'>3.2.2.4 J/ψ→ppπ⁺π^-过程的本底分析
• 3.3 离线数据质量检查DQA
• 3.3.1 离线数据质量检查简介
• 3.3.2 离线数据质量检查内容
• 3.3.3 离线数据质量检查举例
• 3.4 BOSS版本检查与确定
• 3.4.1 BOSS版本检查简介
• 3.4.2 BOSS版本检查内容
• 3.5 各探测器软件模块质量检查
• 3.5.1 MDC的检查
• 3.5.2 电离能损dE/dx的检查
• 3.5.3 TOF的检查
• 3.5.4 EMC的检查
• 3.6 本章小结
• 第四章 径迹重建（Tracking）效率和粒子鉴别（Particle ID）效率的研究
• 4.1 径迹重建效率和粒子鉴别效率的简介及研究意义
• 4.2 径迹重建效率（Tracking Efficiency）研究的基本内容
• 4.2.1 径迹重建效率和径迹重建误差的定义
• 4.2.2 事例选择及效率计算
• +e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程'>4.2.2.1 J/ψ→e⁺e^-及e⁺e^-→e⁺e^-过程
• +π^-过程'>4.2.2.2 J/ψ→ppπ⁺π^-过程
• 4.2.3 径迹重建效率及其系统误差的得到
• 4.2.4 各粒子的径迹重建效率和误差
• 4.2.5 二维径迹重建效率和系统误差
• 4.3 径迹重建效率影响因素的研究
• +π^-对径迹重建效率的影响'>4.3.1 ∧∧→ppπ⁺π^-对径迹重建效率的影响
• 4.3.2 噪声对径迹重建效率的影响
• 4.3.3 不同顶点限制条件对径迹重建效率的影响
• 4.3.4 不同MC产生子对径迹重建效率的影响
• 4.4 数据质量检查中的径迹重建效率检查举例
• 4.5 粒子鉴别效率（PID Efficiency）研究的基本内容
• 4.5.1 粒子鉴别效率及其系统误差的定义
• 4.5.2 事例选择及效率计算
• 4.5.3 粒子鉴别效率及其系统误差的得到
• 4.5.4 各粒子的粒子鉴别效率和误差
• 4.5.5 维粒子鉴别效率和系统误差
• 4.6 数据质量检查中的粒子鉴别效率检查举例
• 4.7 本章小结
• -+c.c.的物理分析'>第五章 J/ψ→pnπ^-+c.c.的物理分析
• 5.1 背景介绍
• 5.2 事例选择
• 5.2.1 事例初选
• 5.2.2 事例终选
• 5.3 本底分析
• 5.4 分支比的计算
• 5.5 分支比的系统误差
• 5.5.1 误差分析简介
• 5.5.1.1 统计误差
• 5.5.1.2 系统误差
• 5.5.2 径迹重建误差（Tracking）
• 5.5.3 粒子鉴别误差（PID）
• 5.5.4 本底形状和拟合误差
• 5.5.5 J/ψ总数的误差
• 5.5.6 总的系统误差
• *共振态的研究'>5.6 N^*共振态的研究
• 5.7 与BESⅡ结果的比较
• 5.8 本章小结
• -+c.c.的物理分析'>第六章 ψ（2S）→pnπ^-+c.c.的物理分析
• 6.1 背景介绍
• 6.2 事例选择
• 6.2.1 事例初选
• 6.2.2 事例终选
• 6.3 本底分析
• 6.4 分支比的计算
• 6.5 分支比的系统误差
• 6.5.1 径迹重建误差（Tracking）
• 6.5.2 粒子鉴别误差（PID）
• 6.5.3 本底形状和拟合误差
• 6.5.4 ψ（2S）总数的误差
• 6.5.5 总的系统误差
• *共振态的研究'>6.6 N^*共振态的研究
• 6.7 与BESⅡ结果的比较
• 6.8 本章小结
• 第七章 总结
• 参考文献
• 致谢