北京谱仪和北京正负电子对撞机(BEPC)是用于粲物理研究的高能物理大型设备,为了提高物理结果的精度,减少统计误差和系统误差,国家投入了6.4 亿人民币,对BEPC 和北京谱仪进行了升级改造,即BEPCII/BESIII 工程。BEPCII 的峰值亮度比BEPC 高100 倍,大大降低了物理结果的统计误差。BESIII 包括主漂移室(MDC),飞行时间计数器,电磁量能器和μ计数器等,其性能指标均要求达到和超过世界最好水平。为了达到探测器的设计指标,减小物理结果的系统误差,实验数据的离线处理和刻度承担了关键作用。 EMC 承担BESIII 中性粒子能量和位置的测量及光子的鉴别,EMC离线刻度和重建包括晶体探测单元的刻度、簇射能量修正、簇团劈裂、假光子排除、以及光子在EMC前端飞行时间计数器上沉积能量的重建等。它是EBSIII数据处理的基础和核心部分。
electromagnetic calorimeter;offline calibration;event reconstruction;shower energy correction;TOF energy reconstruction
北京谱仪和北京正负电子对撞机(BEPC)是用于粲物理研究的高能物理大型设备,为了提高物理结果的精度,减少统计误差和系统误差,国家了投入了6.4亿人民币,对BEPC和北京谱仪进行了升级改造,即BEPCII/BESIII工程。BEPCII的峰值亮度比BEPC高100倍,大大降低了物理结果的统计误差。BESIII包括主漂移室(MDC),飞行时间计数器,电磁量器和μ计数器等,其性能指标均要求达到和超过世界最好水平。为了达到探测器的设计指标,减小物理结果的系统误差,实验数据的离线处理和刻度承担了关键作用。EMC承担BESIII中性粒子能量和位置的测量及光子的鉴别,EMC离线刻度和重建包括晶体探测单元的刻度、簇射能量重建及修正、假光子的排除以及光子在EMC前端飞行时间计数器上沉积能量的重建等。它是BESIII数据处理的基础和核心部分。本项目对BESIII 量能器离线刻度和事例重建新方法做了探索性研究。主要完成情况如下(1)晶体探测单元能量刻度在软件上形成半自动流程,成功地对BESIII采集的所有数据做了高精度刻度。(2)TOF沉积能量重建并与EMC匹配(BESIII首创)重建光子能量,结果显示高能双光子事例能量分辨提高8%,低能量光子探测效率提高~6%, pi0重建效率提高12%。(3)簇射能量修正,对用和不用TOF能量两种情况,分别做了研究。利用MC单光子,给出能量位置依赖的簇射能量修正因子,即MC数据修正因子;数据则在MC修正基础上,利用从数据中选出的pi0样本做二次修正。(4)EMC位置重建及修正研究了四种位置重建方法,选择最优化方法。利用晶体前端面尺寸归一的方法,解决了端盖晶体尺寸的复杂性。数据和MC位置分别采用不同的位置修正参数。考虑到事例顶点、能量和方向的依赖,修正后重建位置的偏移量接近于0,改善了位置分辨。(5)晶体间隙能量泄漏的修正,使晶体边缘的相对能量峰位差异变小。在高能区,能量分辨改善了大约7%。(6)利用EMC时间信息有效去除束流本底(BESIII首创)。低能下(<0.3GeV)束流相关本底排除率达到~75%。量能器刻度重建新方法的探索研究表明,它的性能均达到了设计指标,能量分辨2.5% @1GeV和位置分辨6mm@ 1GeV。蒙特卡罗模拟和数据符合的很好。