BESⅢ主漂移室的蒙特卡羅模擬.pdf

1、BESIII 探測器是即將運(yùn)行在BEPCII上的一個采用現(xiàn)代探測技術(shù)建造的高精度新型譜儀，主要物理目標(biāo)是在? - 粲能區(qū)進(jìn)行弱電相互作用和強(qiáng)相互作用研究以及新物理的尋找。BESIII在設(shè)計性能上比BESII 有很大提高，對探測器模擬的精確性提出了更高的要求，為此已經(jīng)成功開發(fā)了一套新的BESIII 探測器模擬軟件BOOST(BESIII Object Oriented Simulation Tool)。BOOST是基于Geant4和C++

2、語言開發(fā)的面向?qū)ο蟮能浖?，使用了目前國際高能物理界廣泛采用的新型工具軟件，模擬了BESIII 實驗從事例產(chǎn)生到原始數(shù)據(jù)生成的全過程。 主漂移室(Main Drift Chamber，MDC)是BESIII的核心子探測器，其主要作用是精確測量帶電粒子的動量和電離能損。主漂移室是一個圓柱體徑跡探測器，沿徑向分為內(nèi)外桶，共有43個信號絲層包括直絲層和斜絲層。漂移室被設(shè)計為類正方形小單元的基于氦基混合氣的低質(zhì)量多絲漂移室，并采用具有臺

3、階結(jié)構(gòu)的特殊端面。全新的BESIII 主漂移室總體設(shè)計性能相比BESII的漂移室有很大的提高. BESIII 主漂移室模擬軟件的開發(fā)及性能測試是本論文的重點。主漂移室模擬是BOOST的重要組成部分，對主漂移室進(jìn)行精確可靠的模擬對完成BESIII 物理任務(wù)具有重要的意義。BESIII 主漂移室全新的設(shè)計要求采用更精確、穩(wěn)定的模擬，并且BOOST 采用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)，給模擬程序的開發(fā)提供了更強(qiáng)大的功能和方便的編程環(huán)境，所以BESI

4、II 主漂移室采用更為精確的模擬方案。文中介紹了在BOOST中主漂移室的探測器幾何描述、擊中信息的記錄以及數(shù)字化過程，重點介紹了探測器描述過程的絲層結(jié)構(gòu)和漂移單元的幾何構(gòu)建、絲物質(zhì)處理采用的新方法。 結(jié)合MDC 重建軟件，對MDC模擬的性能進(jìn)行了大量的測試，并與BESII 所采用的幾何構(gòu)建方法相比較，給出MDC模擬的各種性能。測試結(jié)果表明，新方法下的MDC模擬的性能有所提高，各種性能指標(biāo)與設(shè)計指標(biāo)基本一致，程序運(yùn)行的速度及穩(wěn)定性

5、均能滿足離線要求。 模擬要在最大程度上與實驗的結(jié)果相匹配，因此主漂移室模擬結(jié)果還要與實驗相比較，調(diào)整模擬軟件的各種參數(shù)，使得各個關(guān)鍵物理量的分布與實驗數(shù)據(jù)相一致。對模擬中的可控因素與輸出結(jié)果作比較，研究這些因素與模擬結(jié)果之間的關(guān)系以及各個因素之間的相關(guān)性對了解模擬程序的表現(xiàn)以及如何進(jìn)行調(diào)試具有很好的指導(dǎo)意義。 BESIII 離線軟件的并行開發(fā)導(dǎo)致主漂移室模擬和刻度、重建讀取幾何數(shù)據(jù)的方式不相同，為了避免因讀取幾何方式的不