高能物理的发展

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高能物理的发展/2013年/文章
特殊的问题

高能物理在地下实验室

把这个特殊的问题

研究文章|开放获取

体积 2013年 |文章的ID 260820年 | https://doi.org/10.1155/2013/260820

m . Antonello b . Baibussinov p .他e . Calligarich n . Canci Centro, a . Cesana k . Cieslik d·b·克莱因a·g·Cocco那里好,d . Dequal a . Dermenev r . Dolfini c·法尔,蚕豆,法拉利,g . Fiorillo称,通常情况下d . Gibin Gninenko,囊内,m . Haranczyk j . Holeczek a . Ivashkin j . Kisiel Kochanek, j .内躁狂,a . Menegolli g .孟c . Montanari s Otwinowski a . Piazzoli p . Picchi f . Pietropaolo p . Plonski a . Rappoldi g . l . Raselli m . Rossella c·鲁比亚·萨拉a . Scaramelli e . Segreto f . Sergiampietri d·斯蒂芬j . Stepaniak r . Sulej m . Szarska m . Terrani f . Varanini文图拉,c . Vignoli h . Wang x, a . Zalewska扎, 精确的三维重建算法跟踪伊卡洛斯T600液氩时间投影室探测器”,高能物理的发展, 卷。2013年, 文章的ID260820年, 16 页面, 2013年 https://doi.org/10.1155/2013/260820

精确的三维重建算法跟踪伊卡洛斯T600液氩时间投影室探测器

学术编辑器:Maury古德曼
收到了 2012年10月22日
修改后的 2013年1月10
接受 2013年1月15日
发表 2013年3月13日

文摘

政治液氩时间投影室(TPC)探测器提供带电粒子成像能力和非凡的空间分辨率。精确的事件重建过程是至关重要的,为了充分利用这种技术的潜力。在本文中,我们提出一个新的、一般方法的三维重建政治TPC实际应用到跟踪重建。方法的效率评估的样本模拟的踪迹。我们现在也停止的应用程序的方法分析粒子追踪期间收集的伊卡洛斯T600 cng中微子束检测器操作。

1。介绍

的守护神TPC检测器的想法,提出在1977年由鲁比亚(1),提供了空间和量热测量带电粒子的细节与气泡室技术。现在的概念是利用在世界各地的几个项目2- - - - - -5与伊卡洛斯T600 []6,7]目前最大的操作器,位于地下格兰萨索国家实验室,cng中微子束。政治的TPC技术感兴趣的广大物理程序包括研究中微子振荡的参数,惰性中微子,CP违反,违反了重子的保护,和暗物质搜索。

工作原理的守护神TPC探测器实现在伊卡洛斯T600如图1(一)。一个带电粒子产生电离电子和闪烁的光。自由电子漂移的均匀电场对阳极三线组成的飞机。漂流电子的扩散是足够低,4.8厘米2/秒,7),保存电离粒子跟踪的细节。信号是无损的方式诱导前两线飞机,Induction1 Induction2,几乎是透明的电子漂移。信号在第三线平面,收集,收集电离形成的电荷,这也是热量测定的来源。不同取向的阳极飞机的电线(0°,+ 60°,−60°水平,在每架飞机3毫米线间距)允许本地化的信号源XZ平面如图1 (b),而Y坐标,它定义了距离线平面,计算线信号的时间和电子漂移速度,1.59毫米/μ年代。线信号放大和数字化采样频率为2.5 MHz导致0.64毫米沿着偏移坐标空间分辨率。绝对的事件时间, 提供的提示信号,光电倍增管收集光闪烁。最后,数字化波形连续线相邻形成二维投影图像的一个事件,就像在中微子交互的例子如图2

重建一个事件分为几个步骤实现的一系列独立的算法。它始于单个信号的识别电线,所谓的打击。在这一点上的位置和量热信息分配给击中。在下一步中点击聚合在集群形成二维结构:跟踪和淋浴。打击集群本身是一个具有挑战性的图像识别任务的复杂性和各种可能的事件拓扑。一个解决方案的基础上DBSCAN算法提出了在2];然而有效地重建的技术复杂的拓扑下被研究。独立于聚类方法,3 d对象使用2 d重建了集群相关至少在两个线飞机。为进一步分析三维重建提供必要的信息;特别是方向和动量的粒子为事件的重建运动学是至关重要的。低能量的粒子识别强子是基于能量损耗以及他们的踪迹, ,它依赖于空间重建的精度。

典型方法跟踪三维重建在最近的论文(2,3,6,7)是基于匹配的打击或从个人2 d轨道终点线漂移时间飞机。重建事件显示的例子,但是没有大样本的评估算法的效率的痕迹。

第一个限制的方法基于漂移时间匹配如图1 (b)。的XZ获得3 d点的位置包含匹配的线的交叉点的2 d。这就导致量子化的职务XZ飞机, 毫米2假设3毫米wire-to-wire线之间的间距和60°倾角连续读出的飞机。此外,任何虚假点击匹配添加一个额外的3.5毫米误差每线转变对正确的匹配。这种效应引入缺陷和扭曲与匹配追踪构造受到冲击,可见也在跟踪例子所示(6,7]。另一方面,直线近似不足以复制粒子轨迹在所有可用的守护神技术细节,如弹性低能量粒子的散射。

另一个缺点的方法的低效率是基于漂移时间匹配追踪线平行平面的重建。低变化沿轨道的漂移时间增加模棱两可个人打线平面之间的联系。

缺点我们也观察到在漂移的研究基于时间的匹配的二维预测包括(一)不完整的信息,例如,失踪的部分轨道线的飞机由于硬件问题,难以管理;(b)同时使用三线飞机并非易事,不是根据我们的知识;(c)一个健壮的算法需要预处理,如排序,在每个独立的二维投影投影匹配;我们发现这个困难的复杂的轨道的拓扑结构,特别是在案件的文化人,尖角的二维投影。

数据追踪和伪造的重建是很难区分正确跟踪与重建功能。这让我们搜索一个不同概念的三维重建能够繁殖的细节以及整个跟踪,随时跟踪定位。

在本文中,我们提出建立3 d对象的同步优化的二维投影匹配线飞机中的数据。构造一个合适的函数组合中所有可用的信息数据与约束的考虑对象类型。本文提出的新方法应用于跟踪,但是一般可以探索的重建像对象,详细的交互重建顶点区域以及全球事件重建。也容易实现适应探测器读出概念不同于线飞机,例如,基于大型电子倍增器(氨基酸)8]。

2我们描述了通用算法思想及其实践的实现细节。然后我们展示(部分3)模拟粒子跟踪算法的性能评估,相比以前开发的结果匹配算法。该方法是反复核对阻止粒子在事件中选择的样本收集cng运行期间(部分4)。最后,在节5,我们总结的结果和评论未来可能增强。

2。算法

粒子的跟踪 观察到在探测器作为一组三个2 d预测 , , Induction2 Induction1,分别和收集线飞机。在实践中这些预测由2 d。3 d轨道 可以将线飞机根据同一运营商吗 。我们建议建立适合 通过最小化的距离 适合预测和跟踪同时在所有线平面,与约束 可能包括轨迹曲率等因素,距离已经识别和重建的交互点。这可能表示目标函数 : 线架,用指数吗 ,和约束因素,用该指数来表示 ,有一个加权对整体的影响 根据价值 系数。为构建最适合的实际实现跟踪我们已经采用了多边形线算法(9),解放军,更详细地描述部分2。2;然而任何其他方法,甚至直线近似,可以遵循相同的同时优化的二维投影的概念。

2.1。达到重建

我们简要描述个人的方法重建,因为它是为空间和热量测量必不可少的基础。

在第一阶段点击确定后所有线平面中给出的算法(7]。结果达到位置漂移得到协调一起漂移时间窗口,涵盖了ADC的波形与第二阶段所需保证金。

在第二阶段拟合支安打在漂移时间窗口是应用于飞机集合。这提高了定位,解析重叠,并允许个人的重建冲击能量存款。

与相邻的漂移时间窗形成一个集团,是安装,因为它是一个单独的窗口。的适应函数读取每个漂移时间窗口 在哪里 的脉冲响应函数描述线读出电子学,在文本被称为脉冲; th脉冲幅度; th脉冲时间; 分别上升和下降时间常数,为适应所有脉冲与共同的价值观;和 是符合基线。合适的参数值和脉冲的数量, 迭代优化的最小化 在哪里 是适合的自由度的数量, 是ADC样品的数量在漂移时间窗口,然后呢 的总数吗 参数。脉冲 成为新的热门取代那些最初发现在达到识别阶段。脉冲的极大值的漂移协调立场的新歌,

计算粒子的能量沉积在打击 电动汽车, 的费用计算的积分对应的脉搏吗 根据校准系数 fC / ( ),如评估(10]。 平均能量需要创建一个电子离子对, 电动汽车(11),而 是自由电子,这是监视检测器操作期间,提出了(6]。

粒子跟踪漂移方向垂直于产生信号,每线都配有一个脉冲,而线引起的信号跟踪漂移方向平行于需要考虑与不同振幅和时间的脉冲序列(图3)。

不确定性的能量沉积的点击量估计重建的基于数据模拟信号与添加电子噪声。不确定性几乎是独立于实际的冲击能量存款的价值,它是恒定的水平 兆电子伏(图4)。最低的振幅在粒子追踪观察相关最小电离μ介子;能量沉积的点击量是0.5 - -0.7兆电子伏的水平。由此产生的最坏情况的不准确度存款每达到大约10%的能量。

2.2。跟踪重建

目标函数 (1)已经受到中国人民解放军配方,是一种有效的主曲线算法发现问题(9]。主要的曲线,在我们的案例中最好的跟踪 ,与多边形近似线由3 d点,称为后节点,直接互联与3 d段。从最初的解放军应用程序的不同之处在于,我们正在寻找主曲线在3 d数据点的距离是2 d的预测。跟踪合适的形状及其投影距离的2 d达到需要优化允许无偏重建的跟踪特性,如散射和衰变点,也考虑到冲击位置精度。

5展示了中国人民解放军的主要步骤的算法。在第一段初始化两个节点放置在三维空间中,根据部分中描述的过程2.2。1。然后跟踪配合 构建以迭代的方式通过添加新的节点和重建领域。添加一个新节点之后,所有节点的位置,表示nk在哪里 内循环的优化算法。与节点的位置变化,同时符合二维投影线飞机的更新。

的2 d预测跟踪 是由节点2 d预测, ,也描述段2 d预测。该算法停止节点的最大数量的时候, 是达到了。

算法的内循环包括两个步骤:投影和优化。在投影步骤中,2 d分配给适合段或节点。这是通过找到一段/节点2 d预测与2 d的最小距离,如图6

在优化步骤的节点位置更新最小化目标函数(1)。减少计算复杂度,我们使用本地版本的目标函数(我们使用梯度下降法与有限差分近似梯度 ;因此方便表达目标函数作为独立的组件的总和): 在哪里 是分配给一个函数k适合的th节点: 它包含以下组件:(一)加权平均值的平方距离适合投影到二维分配给击中kth节点和部分连接到该节点,在所有线飞机: 在哪里 的数量被认为是, 包括指数的冲击 th线平面在所有考虑kth节点, 的位置吗 打线平面上 , ( )这个打击的位置投影到适合二维投影, ,如图6; 体重系数用于个人的贡献点击率 价值;我们计算 的比率 th打在最大振幅打支安打考虑内部和之间的振幅(4),有效地抑制了噪声的影响打击虚假地追踪解释,通常更低振幅比信号的冲击;(b)的平均平方距离适合3 d顶点创建独立于跟踪重建算法: 在哪里 是所有顶点,使用的数量 包括顶点分配的指标kth节点和部分连接到该节点, 的位置吗 th顶点, 是这个顶点投影到合适的位置;在现阶段我们不区分个人顶点位置的准确性;然而它直接引入系数相似 在(4重建精度可用时);识别和重建的三维顶点是超出了本文的范围;因此我们只注意这些顶点可能标记粒子相互作用,腐蚀点,或δ射线点沿着粒子跟踪确认;(c)约束的角度 之间的连续3 d段和角的外层部分的长度 不能计算: 在哪里 点击分配到的半径吗 th节点和连接段(之间的最大距离的平均位置考虑支安打、失), 是分配给终端节点(一个任意的因素 经验值确定为0.05,以避免过度拉伸的片段或缩短整个跟踪配合(然而精确调优获得健康)没有很强的影响),比例因子 允许形状约束的贡献 (节点)的数目增长(我们使用 允许缓慢减少的约束而接近的最小目标函数),和约束满足细分角度允许保持光滑沿着粒子轨迹跟踪配合。系数 , , 在(3)和(4)对应 在(1)之间保持平衡,让过度拟合的噪声冲击/顶点位置和正确地重建重要的跟踪特性的能力。这些系数的实际值依赖于噪声条件下的读出线飞机。(系数值用于伊卡洛斯T600数据如下: , , (收集、Induction2, Induction1飞机resp); ; 。值调整经验最大化重建效率。)定位跟踪的性能特性,散射,和衰变点,说明模拟跟踪节的例子3在k中介子衰变的例子4

节点位置优化步骤是完成的最小化 收敛于一个稳定值。(的相对变化 计算最小化算法的每一步后,更新所有节点的位置。的价值 被认为是稳定的相对变化时低于10吗−4;然而在第一阶段建设的跟踪我们使用高值加快计算。)然后新节点添加到段与投影达到指定的最大数量的步骤。新节点的位置选为一个选中的部分分为两个部分包含相同数量的支安打。

算法的停止条件,节点的最大数量 ,是基于点击的数量 ;它反映了轨道长度和允许更高的数量每航段的高能粒子与长时间的痕迹。短的跟踪与 与一个线段近似。停止条件参数优化空间重建效率最大化的措施部分所示3

最后,3 d位置对应于2 d点击率计算:(一)如果达到分配给适合段:热门投影投影的配合部门, 以来,决定了3 d位置相对距离段开始对段长度是相同的二维投影和三维空间;(b)如果分配给合适的节点:热门3 d位置只是节点位置。

2.2.1。初始化

合适的优化从两个节点与一个线段。最初的3 d位置应该大致对应于前两个节点的结束点。我们假设在个人线的观点不是命令,点击对应的确切匹配实际的跟踪结束点是不可能的。初始节点位置计算如下:一条直线拟合线内的打飞机使用线性回归;两个外层预测的拟合线是2 d结束点;端点从两个线飞机由最小配对漂移时差获得3 d节点位置。(这粗糙的近似三维位置可能脱落的实际探测器体积。在这种情况下我们只是限制位置最近的一个在探测器获得的。)目标函数的最小化 执行第一个节点的最优位置。短轨道线平行的飞机可以获得错误匹配的2 d结束点由于小漂移时间差异的两个组合2 d终点对。然后测试两种可能性,一个较小的结果 是选择。

2.2.2。线面间距

相应的信号之间的时间差异观察飞机连续线的结合线之间的电子漂移时间的延误飞机和电子产品。不准确的估计整体延迟可能会导致强烈的系统性影响的预计精度的重建。伊卡洛斯的延迟值T600数据已经调整经验,通过重建跟踪使用两线飞机和最小化之间的距离符合第三线投影和跟踪打飞机(图7)。

长跟踪,飞机几乎平行的线,是用于调优因为它们之间的时间延迟的变化最敏感的飞机。

2.2.3。热量测定

电离的顺序 收集/跟踪 长度, ,评估费用和集合的3 d位置飞机击中。自跟踪近平行漂移方向可以包含几个打一个小范围内沿着漂移方向,方便限制最小 长度值接近线间隔距离,在我们的应用程序2.7毫米。的电荷是分配给的 周围的长度,计算 ,在那里 是前面的距离和随后的集合,分别。费用和 长度是总结到的最小值 是达到了。以这种方式 值可比任何跟踪导线方向取向的集合。然后改正由于复合效应(12)可能获得实际应用价值的能量沉积/跟踪 长度, 根据比尔克的半经验的公式,可以表示为 在哪里 和参数校正系数,计算吗 , (kV /厘米)(克/厘米2)/兆电子伏, kV /厘米, 克/厘米3的信息,在探测器测试运行期间收集的数据(12]。

3所示。在模拟跟踪算法性能

算法性能评估的样本模拟停止质子和μ介子,两种不同的跟踪属性:中低能量质子产生相对连续跟踪的特点是高电离而μ介子可比范围更分散,给信号的幅值要低得多。粒子在守护神运输使用丙烯酰胺仿真包(13,14),包括所有物理相互作用如δ射线,非弹性散射、衰减和吸收。电离电荷沿轨道的复合效应(12]。为了评估探测器的几何重建效率体积分为3毫米的元素3,称为后MC细胞,用于积累产生的费用没有任何工具的作用。同时,收费也收集在二维的结构复制二维线视图保持相同的线间距和方向在真正的探测器和漂移坐标比ADC采样对应的粒度更细。由此产生的电荷沉积与读出通道复杂响应专用于伊卡洛斯T600探测器使用包。最后,电子噪音已应用于线信号,噪声参数获得数据的使用。然后重建和跟踪应用程序,而非微扰MC细胞。

提出了测试的重建是孤立的,没有添加顶点信息。简单的拓扑模拟跟踪允许显示该方法的基本性质。粒子的测试包括重建初始方向的基础上,与模拟初始动量向量,空间重建基于MC细胞沿着轨道位置,和量热重建粒子的动能。两个例子来说明算法的属性显示。

该方法的重建结果的结果相比以前开发的算法。以前的方法是基于独立重建两个二维预测的轨道,中国人民解放军的应用程序(9]。点击跟踪收集平面上投影的搭配打在跑道上感应平面上投影使用漂移时机。点击订购来自解放军被用来解决歧义在选择最佳匹配的一对如果发现几支安打的漂移时间值。匹配达到对被用来获取三维跟踪点。比较两种方法显示在质子跟踪样品下面。

影响在引言部分指出,如伪二维匹配和量化的3 d位置XZ平面,也可见重建的轨道几乎平行XZ飞机,因为它的例子在图所示8。这些问题几乎消除算法。第二个例子,如图9,说明了两个铁轨之间的窄角衰变链。这样一个事件与实现拓扑不可控的传统匹配方法。

3.1。重建效率依赖倾向

自重建取决于跟踪定位对读出电线我们存在一个效率评价角度的函数 正常线之间的方向和初始粒子在二维方向的预测。样品5000个质子和μ介子模拟各向同性方向,与初始动能 兆电子伏, 兆电子伏,分别以确保类似的范围(30厘米)的两种粒子。停止或腐烂的静止的粒子被选为进一步测试。

MC细胞的情况下与所有的距离符合以下5毫米被视为正确重建轨道。的比例正确重建跟踪的函数 如图10。与新方法的比较结果达到匹配方法显示基于质子跟踪样品图10 ()。空间与新3 d重建更好的方法即使应用于相对简单的质子的踪迹。引言部分中指出的问题,与图中的例子说明8引起明显的低效率的传统方法详细的跟踪空间重建。

该方法的重建效率的恶化,看到 ,与轨道平行钢丝飞机与短投影(几支安打)的飞机。第二个来源的低效率是模棱两可的适合的连续跟踪时初始化XZ飞机有两个可能的3 d适合的解决方案。周围的低效率见过 有关跟踪近漂移方向平行,产生长信号几个电线,更难以解决Induction2平面。μ介子跟踪的效率获得小于一个质子由于伪赋值μ介子衰变产物支安打的μ介子跟踪,反之亦然。错误造成的影响打击任务增加的μ介子跟踪倾向接近

从Induction1平面(图添加信息10 (c))显著减少虚假的重建,尤其是对轨道线平行的飞机。获得更高效率的分散的μ介子追踪超过质子能量考虑,他们更有可能只在轨道弯曲可见XZ视图。当使用三线飞机时,重建失败主要是在直接面向轨道的严格Z方向,这更有可能为质子的踪迹。(这种情况下可能恢复算法的进一步发展。短道投影(即。,1-2 hits) in one of the views in the present form of the algorithm has negligible impact on the overall objective function ,而应有助于排除不可能的解决方案。这可能是通过一个模糊分配的2 d击中所有适合段,加权的距离在2 d段投影。)效率低下的另一大来源,即模糊性有关符合最初的方向,可能解决的正确协会跟踪结束点,例如,重建三维顶点与跟踪相关或观察粒子的电离,以防增加停止或衰减。

3.2。重建的粒子初始方向

重建的粒子初始方向进行跟踪的样品固定初始动能 (质子:232伏;μ介子:100兆电子伏),追踪样品粒子的初始 (质子:10 - 350伏;μ介子:10 - 185伏)。跟踪是重建使用集合和Induction2飞机。

这个角 重建与模拟初始方向如图11。最低合理能源质子跟踪识别和重建是大约50兆电子伏,这对应于追踪超过3支安打。最初的方向重建这个能量阈值比10°在98%的跟踪模拟样品。这个角 迅速降低质子与更高的能量和初始 兆电子伏(30厘米长跟踪) 保持3°以下所有事件的92%。在图(11日)新的重建方法相比,达到30厘米的匹配方法基于样本质子的踪迹。在这个示例初始方向是重建 在83%和32%的事件的新方法和基于匹配的方法,分别。事件的一部分 是94%和52%的新方法和基于匹配的方法,分别。

μ介子轨道的初始方向的估计(数字11 (c)11 (d))由于高散射的精确跟踪和低振幅的μ介子。最初的方向是重构的子样本 事件最初的96% 兆电子伏。

与最初的事件 兆电子伏(30厘米长跟踪)最初的方向是重建 和67%的事件 在90%的事件。

3.3。量热重建

跟踪样品的量热重建在以前的测试中使用。沿着轨道的指控是修正的复合效应根据给定的程序部分2。2。然而,第一个,最后一个费用在跟踪需要不同的方法由于高不确定性的最外层 长度,粒子部分穿过连续线之间的距离。这些指控是纠正在一个保守的方式,使用一个常数因子对应的最小电离粒子, 根据(8)。粒子能量重建的结果如图所示12

在提交测试我们假设粒子并不确定;否则它将允许分化的校正因子 应用于最外层。因此治疗这些热门的情况下具有很强的影响高度电离,低能质子的轨迹是由几支安打。在这种情况下最外层的低估费用打有重大贡献整个粒子能量计算,见图12 (b)。的效果是减少轨道长度增长;但是它仍然是可见的不对称分布的重建误差的质子与初始轨道 兆电子伏(对应于30厘米跟踪),如图12(一个)。低估的能量也观察到低能量的μ介子,但在一个小得多的程度上(图12 (d))。

能量重建低振幅的轨道,给最低电离μ介子,受到电子噪声影响达到电荷和位置重建。这将导致更大的错误的复合校正和能量重建μ介子比质子追踪的追踪。能源重建误差分布不对称的子图12 (c)是来自重组的非线性校正。

能源重建比较结果跟踪获得的新方法与获得的匹配方法,使用示例的质子与初始轨道 兆电子伏(图12(一个))。更精确的重建的粒子轨迹允许应用程序更精确地计算复合校正。

4所示。测试数据跟踪

新的重建过程应用于阻止粒子的轨迹和cng梁从收集的数据中选择。复合效应的校正是根据应用程序中描述的部分2。2。测试的目标是比较理论Bethe-Bloch曲线描述 沿着停止进化粒子跟踪的 序列重建数据跟踪。同时进行分析是一个测试应用程序比尔克的低能量校正由于复合效应(12]。

主一直注意低能质子因为他们相对容易被手动扫描:他们是高度电离,而不是腐烂的粒子。295年总选择视觉跟踪,按照下列标准:(1)没有可见的衰变产物;(2)电离增加跑道尽头;(3)集合视图中点击不重叠与其他追踪和级联;(4)追踪至少有5支安打集合视图。

上述条件选择主要是阻止质子,质子的一小部分交互inelastically在低能量下生产中性或检测不到带电辅助。示例包含还μ介子的一小部分和π介子吸收在休息的时候。k中介子不大可能满足选择标准。k中介子追踪的分数可能会误判为阻止粒子,没有可见的次级粒子,根据0.3%的丙烯酰胺模拟选择标准应用数据跟踪。

跟踪选定的样本的自动重建的序列 值评估。粒子识别是基于 和跟踪范围,计算粒子停止,称为后残留的范围。粒子识别为了区分执行跟踪兼容的质子假说 假设。的详细描述粒子识别过程将在即将发表的论文中。结果与理论曲线如图(13日)。Bethe-Bloch的理论制动能力曲线计算了考虑守护神的特性,壳修正,密度效应。检查的δ射线所产生的粒子动量范围有一个能量足够低的无特征的粒子跟踪;因此没有δ射线能量限制。跟踪兼容 假设都不能区分的主要乐队质子贡献,如图(13日)。数据13 (b)- - - - - -13 (d)现在比较重建的数据跟踪和模拟质子和μ介子的痕迹。质子的小转移数据 分布向较低的值可能源自质子污染选择跟踪交互示例(图13 (c))。

除了描述数据分析,我们展示的例子中确定一个k中介子衰变的一个cng事件,如图(14日)14 (b)分别在集合视图和Induction2看来,。这种拓扑是质子衰变特性搜索频道 。属于衰变链的支安打(k中介子,μ介子和电子/正电子)被用于重建他们一个跟踪。获得的3 d视图如图14 (c)。即使在Induction2 k中介子衰变为μ介子发生在狭窄的角度和电子/正电子是穿越k中介子跟踪、三维拓扑解决。

由于k中介子和μ介子衰变静止,可以识别它们的依赖 与残余沿着轨道范围。粒子识别的描述超出了本文的范围,这里我们只测量 k中介子和μ介子,序列图14 (d)。测量完成选择手动跟踪的结束点。在μ介子,30厘米的跟踪剩余范围是用于区别于其他粒子。k中介子,跟踪剩余范围被从粒子衰变的弹性散射,这被视为是弯折的轨迹数据(14日)- - - - - -14 (c)并对应跟踪剩余8.5厘米的范围内。

5。总结和未来发展的言论

三维重建的新方法守护神TPC探测器提出并应用于重建数据跟踪收集的伊卡洛斯T600探测器。该想法的主要优势是充分利用所有可用的信息。重建的对象是建立在三维空间中同时匹配数据的二维投影,使用一组特定对象的限制,例如,曲率和距离跟踪重建三维顶点。与通常的方法前相关工作守护神TPC,麻烦匹配2 d点的漂移时间不再需要。此外,在应用程序的情况下跟踪重建:(一)2 d支安打将重建3 d轨迹不限制线的过境点XZ飞机和允许精确hit-by-hit电荷沉积的分析;(b)失踪的部分轨道线的飞机是适当考虑;(c)方法比打击更有效匹配方法重建的轨道平行钢丝的飞机。

的效率提出了跟踪的模拟样本重建方法演示了停止质子和μ介子的踪迹。我们还提出了应用程序的结果数据,如 重建的样本阻止粒子选择cng中微子交互观察与伊卡洛斯T600探测器。提出了数据测试显示与MC模拟和一个很好的协议的理论预期 停止进化粒子。

在本文中,我们集中在跑道上重建;然而投影、距离和约束操作符(1)可能是构造为淋浴,顶点,或任何其他对象。例如,电磁淋浴轴可能重建作为一个3 d分段优化的支安打线预测,同样在部分给出的初始化过程2.2。1。另一个例子可能是同时优化与常见的几首歌曲开始适应节点作为顶点的交互。这些想法现在正在研究。问题等特定探测器读出设计合并对象从多个TPC登月舱模块或单元可以通过算法。我们认为该方法的最优利用所有的空间信息中包含的守护神TPC数据。

确认

伊卡洛斯协作承认的基本贡献INFN实验的建设和运营。尤其是作者感谢LNGS实验室连续支持实验。波兰团体承认科学和高等教育部的支持在波兰,包括项目637 / / 2011/0。最后他们感谢欧洲核子研究中心,尤其是cng员工,成功操作的中微子束。

引用

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