BES III 漂移室离线刻度及进展
伍灵慧
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内容 BES III 漂移室离线刻度的内容和基本方法 BES III 漂移室离线刻度程序的设计和进展 Mdc Calibration Function Service 的设计 对漂移室重建和流程控制的需求
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BES III 漂移室离线刻度的内容和基本方法 XT 关系刻度 T0 刻度 丝位刻度 QT 修正 空间分辨
刻度的基本方法：残差分析残差的定义：
Δd = ddrift – doca
ddrift: tdrift → XT 关系 → 漂移距离 (ddrift)
doca: 径迹到击中单元信号丝的距离
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（ 1 ） XT 关系刻度
漂移室通过测量电离电子的漂移时间来获取入射粒子的位置信息
XT 关系就是漂移时间 (tdrift) 与漂移距离 (ddrift) 的关系 ddrift = FXT( tdrift )
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1( ) near nearD T T V T T
2 1( ) ( ) ( ) sinnear near drift near farD T D T T T V T T T
23 2( ) ( ) ( ) sinfar far far farD T D T T T V T T
近丝区：
漂移区：
远丝区：
BES II 漂移室的单元结构及 XT 关系
电场分布 电子漂移示意图
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BES III 漂移室的单元结构及 XT 关系
类正方形小单元结构，电场不均匀导致了 XT 关系非线性
电子漂移线
XT 关系
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XT 关系采用分段函数： 5 阶多项式 ＋ 1 阶多项式
小单元结构漂移速度不均匀，近丝区漂移速度较大，靠近场丝处，漂移速度略有提高
dx/d
t (m
m/n
s)T (ns)T (ns)
漂移
距离
(m
m)
D vs. T V vs. T
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)(tfd ijxt
ji
)(1 ji
ji
ji dEdd
)(1 tfd jxt
iji td ,1
1 jjjidhistogram
xtfΔdi
XT修正方法
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影响 XT 关系的主要因素： 电场 磁场 工作气体
目前主要考虑以下几方面差异： 不同丝层之间的差异 单元内不同入射角 (Entrance Angle) 方向上的差异 单元内信号丝左右的差异
XT 关系所需要的刻度常数的数目： [6+2 (boundary)]*18(angle)*2(lr)*43=12384
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tdrift = tmes – T0
T0 主要包含粒子飞行时间，信号在丝上的传播时间，信号在电子学设备上的传输时间，信号脉冲幅度引起的时间游动
T0刻度方法：
d
Ld
Rd
T0i+1 = T0i + driftLR vdd /]2/)[(
选择 XT 线性较好的区域
利用左右残差分布修正单丝 T0
残差分布
（ 2 ） T0 刻度
刻度常数的数目： 6796 （即单元数）
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（ 3 ）丝位刻度
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( )hiti iNdrift
i i
d doca
拟合的 χ2 定义为：
信号丝丝位的不准确直接影响 doca ，从而影响重建结果
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ΔdR
ΔdL
1 1( )
2j jw w L Rd d d d
d 反映了真实丝位和理想丝位的差别
丝位刻度方法
刻度常数的数目： 6796 （即单元数）
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X
T
X
T
Ld RdLd Rd
T0 和丝位对 XT 关系的影响
0 0
T0 对 XT 关系的影响
丝位对 XT 关系的影响
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（ 4 ） QT 修正
VT
VM2
VM1
TP t
V
t1 t2)
11(
21
12
MM
pTVV
TVtt
近似认为 QVM
10t
pp
Q
信号幅度不同引起的时间游动修正
修正 p0, p1
刻度常数的数目： 2 * layer = 86
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（ 5 ）空间分辨σvs. drift distance (beam test)
（ 4 阶多项式拟合）
Drift distance (mm)
Sigm
a (m
m)
Dependence of spacial resolution on tanλof tracks in Bhabha events
(from Belle note)
刻度常数的数目： 5 * 2(lr) * 43(layer) * ?(tanλ) = 430
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BES III 漂移室离线刻度程序的设计开始
初始化（直方图，刻度常数…）
获取重建信息，填残差分布
残差分析
修正并更新刻度常数 (XT/T0/…)
结束
MdcCalibAlg
主要的类：
MdcCalibAlg
MdcCalib
MdcCalHistMgr
MdcCalConstMgr
MdcCalEvent
MdcCalGeo
finailize( )
initailize( )
execute( )
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+bookHist()+fillHist()+statHist()
MdcCalHistMgr
+getRecInfo()+getResidue()
MdcCalEvent
+rdCalConst()+wtCalConst()+updateCalConst()
MdcCalConstMgr
+initDcCal()+getEvent()+exeDcCal()+endDcCal()
MdcCalib
+bookHist()+fillHist()+statHist()
XtMdcCalHistMgr
+bookHist()+fillHist()+statHist()
T0MdcCalHistMgr
+bookHist()+fillHist()+statHist()
WrMdcCalHistMgr
+bookHist()+fillHist()+statHist()
QtMdcCalHistMgr
+updateCalConst()
XtMdcCalConstMgr
+updateCalConst()
T0MdcCalConstMgr
+updateCalConst()
WrMdcCalConstMgr
+updateCalConst()
QtMdcCalConstMgr
+getMdcGeo()
MdcCalibGeo
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目前已完成：
与刻度流程相关的部分 刻度常数读写部分 与 T0 刻度相关的类 与丝位刻度相关的类
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Root 格式的刻度常数文件
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T0 刻度测试结果
残差分布
T0 分布
ΔT0 分布
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Root 格式的直方图文件 (Wire.root)
丝位偏移量分布
丝位修正量
(mm
)
丝位刻度测试结果
丝号
每根丝的位置修正结果
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Mdc Calibration Function Service 的设计
MdcCalibFunSvc
TimeToDistFunDistToTimeFun
…
Mdc Calibration Constants
TCDS
Reconstruction
Simulation
Others
MdcCalibFunSvc ：完成漂移室刻度常数到相关物理量的转换过程，既方便各模块调用，也有利于刻度人员的更新和维护。
Calibration
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MdcCalibFunSvc 将提供以下函数：
timeToDistFun(layerId, time, lr, entranceAngle, Q) distToTimeFun(layerId, time, lr, entranceAngle, Q) getT0(layerId, cellId) getDeltaWire(layerId, cellId) getSigma(layerId, lr, dipAngle)
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需要重建提供信息：
每个 hit 的层号，单元号 漂移时间 (tdrift)
漂移距离 (ddrift)
doca entrance angle z q lr tanλ 动量 (P)
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漂移室刻度对流程控制的特殊需求
initialize( )
execute( )
finalize( )
End
Start
for (i = 0; i < N; i++) { /* reconstruction for the same event */ …}
进行了一些尝试性的研究，主要将 BossMain.cxx 及 GaudiSvc 目录复制到工作目录下进行修改测试。由于 Gaudi的复杂性，还需要做更深入的研究。
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下一步
继续MdcCalibAlg 的工作 完成 MdcCalibFunSvc 对流程控制需求的进一步研究
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谢 谢 ！
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