CMS J/Ψ 探测
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这个网页用"旧"的iSpy-online版本。 如果想用iSpy-webgl，请参考 CMS Masterclass Documentation。


我们大家将 研究末态产物包括一 对μ子的衰变反应,来找出什么是 J/Ψ (粲-反粲夸克对) 的候选事例，绘制这些事例的不 变质量柱状图，最终完成 "student trigger" 项目。


背景知识：

J/Ψ粒子衰变后, 典型的产物是一 对μ子。仔细观察下面两个事例 , 在任何一个图中, 你能找 出 μ子的证据（红线）吗？这两 个图每一个都是 J/Ψ候选事例吗？ 证据很弱，还是很强？你对 你的结论有信心吗？
在一个事例被认作是 J/Ψ候选者之 前，它必须通过两项检验。你将 使用一个评估系统来帮你 看出你对你的结论的信心究竟有 多大。大家将和同伴合作，分析 100个事例。每个小组的同 学和指导教师将自行决定每个标 准和评估的各项指标权重。大家 要把大家的评估结果填入表 格中。

检验标准 1：相反的电荷

一个可能的J/Ψ候选事例必须包含 两个带相反电荷的 μ子轨迹。
  • 如果在强子量热计外壳中的磁 场线圈内，两个粒子径迹往同一 方向偏转，那么就 表示它们带电荷符号相同，这 样它们就不可能来源一个J/Ψ粒子 衰变。 事实中，你能得出 J/Ψ的电荷应该是多少？
注意：从x-y视角下，粒子的电荷比 较容易看出来。其他视角可能会 有些麻烦。

如果这个事件没有通过电荷检验 ，那么这个事件几乎肯定不会是 由J/Ψ衰变而来，我们 标记它的置信度为"0" (参见下图)。
检验标准2：μ子轨迹

如果这一对μ子通过了"电荷检验" ，那么继续检验μ子的轨迹以检 验J/Ψ候选事例。如果μ子 轨迹多于两个，检验其中带相反 电荷的两个最佳轨迹。
  • 每个μ子都打出了"全局μ子"轨 迹。（注意，"轨迹探测器μ子"和 "独立μ子"指的 是该μ子轨迹出现在CMS探测器中的 不同的位置。"全局μ子"指的是， 如果该μ子的轨迹被正确重建的 话，我们看到它贯穿整个探测器 的相应部分。）
  • 在CMS μ 子探测器内部，我们探 测到的每一个μ 子径迹的信息都 来自多个探测单元，例如：Drift Tubes (DT), Resistive Plate Chambers (RPC), or Cathode Strip Chambers (CSC)。粒子在运动 中重复撞击这些探测单元，由此 得到粒子径迹。
  • 另外，超导磁铁 产生的磁场范围外的的径迹，是 由这些系统中的得到信息外推出 来的。
该轨迹并不太靠近一束粒子喷注 （喷注指的是一堆粒子沿着某个 锥形范围内喷出）。 注意，大家将要操作事件察看器 ，不停勾选和关闭"CSC hits"选项，以此 更好地理解μ子轨迹 的特点。大家需要将 iSpy软件页面 开得大一些，这样才能看清左侧 的选框。


J/Ψ候选事件的组成部分：


在开始之前：

如果你不熟悉 iSpy Online, 浏览 说明 或向指导教师求助。


评估J/Ψ候选事例：

根据刚才所学的知识来评估候选事例 。尽可能全面而严格地使用你了解的 一切。在仔细研究事件 察看器的图像后，将所有J/Ψ候选事例 分为0-3级：
0 - 不可能是J/Ψ
1 - 很小的可能性
2 - 还可以
3 - 比较好的事例
对每一个事例，将评估结果输入 数据表格。 对应于第二部分 课程的质量计算工作仍然由表格自动 完成，但当且仅当同学们给出了检验 评估后才会出现。

当评估事例的过程中出现两难境地时 ，请与其他同学或指导老师讨论，尽 可能周详地下结论。

一般地一致性检验

数数看大家在每个级别中分到了多少 事例，和其他的小组比较一下。如果 大家之间的数量 差异太大， 讨论大家的标准，看看是 不是有谁需要调整。

更多的数据

如果你已经分析完毕100组事例，那就打 开一组新的数据，最好是别人没有分 析过的。我们 总共有2000组数据，大家分析得越多， 最后汇总的结果就会越好。


结论：

整个组在指导老师的帮助下完成了CMS高 级课程的这一部分：
  1. 决定哪个级别的数据才能登入质量图 谱里，比如说只输入级别"3"的，或级别"2"的 ，等等。
  2. 使用数据图表 来生成选中事 例的不变质量。
  3. 在柱状图表 中绘制质量谱。
  4. 如果可能，改变评判标准，再作柱状 图表，来看看质量图谱是不是有所改进 。
  5. 从质量谱中记录J/Ψ粒子的最佳质量。
  6. 讨论汇总结果的含义，以及各组贡 献。