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北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)正在进行。改造后,北京正负电子对撞机的亮度将提高100倍,其探测器(BESⅢ)性能也有很大提高。
飞行时间计数器(TOF)是BESⅢ子探测器之一,其作用是测量带电粒子的飞行时间,以鉴别粒子。
此论文的主要内容是关于TOF的刻度方法和软件系统的研究。利用BOOST(BesⅢObject-Oriented Simulation Tool)系统产生5×10<4>个Bhabha事例的模拟数据,经BOSs(BesⅢOffline Software System)重建系统处理后,TOF重建系统(TofRec)就保存了TOF刻度需要的数据样本。基于该数据样本,我们做了仔细的刻度研究,内容包括:
单端时间修正:经过初步修正,单端时间分辨从刻度前的~251ps改善到~120ps,这是合理的与模拟吻合的结果;
双端时间加权:由于桶部TOF采用两端读出,所以综合2次测量值给出一个最优估计值。时间分辨从,~120ps改善到~86ps;
双层时间加权:考虑到桶部有两层TOF,又研究了双层时间加权、以及四端时间加权,它们给出相同的结果,时间分辨约为69ps,较双端加权的时间分辨又有很大的改善;
有效速度:中性粒子在Main Drift Chamber(MDC)中没有径迹,却可以利用其在TOF中留下的时间信息以及有效速度反推它的击中位置,刻度表明它的标准误差为17mm。
光传输衰减长度和Q<,peak>曲线:Bhabha事例刻度出的参数在修正强子事例的飞行时问时会有一个系统偏移,它与粒子动量和种类有关,利用它们可以修正强子的系统时间偏移。
该软件系统基于面向对象的C++语言设计并发布为BOSS刻度系统的一部分,其灵活的选项控制参数可以方便的完成TOF刻度,易于扩展的设计让TOF刻度系统新增加一项关于TOF的刻度很容易。为TOF刻度的功能扩展做了准备,比如自动化刻度。刻度参数保存在文件中,提供给TOF刻度服务,以便TOF重建系统使用,这些都是跟据处理真实数据的流程设计的。初步地,采用模拟数据做检查,程序运行正常并给出了预期的结果,这证明了方法是可行的、程序是可靠的,不过对于真实数据有待更详细的研究.