بخشی از مقاله
خطاي اندازه گيري علامت بارالکترون با استفاده از داده هاي ٢٠١١ آشکارساز CMS
چکيده :
در اين پايان نامه احتمال اندازه گيري علامت بارالکترون ، با استفاده از داده هايي که در سال ٢٠١١ بوسيله آشکارساز CMS بدست آمده است ،محاسبه ميشود. ابتداء الکترون و ويژگيهاي آن را مرور ميکنيم .در ادامه عواملي که در برخورد پروتون -پروتون منجر به خطا در اندازه گيري علامت بارالکترون ميگردند،بررسي مي کنيم .سپس روش هايي که به کاهش خطاي اندازه گيري کمک ميکند را معرفي خواهيم کرد. در ادامه رويدادهايي از واپاشي Z که به دوالکترون منجر ميشوند را شناسايي و با اعمال برشهايي از داده هاي ٢٠١١ جدا ميکنيم .براي اطمينان از واقعي بودن الکترون - هاي انتخاب شده ، به شبيه سازي واپاشي Z و مقايسه آن با دادهاي واقعي ميپردازيم . نتايج بدست آمده از داده هاي شبيه سازي در مطابقت خوب با داده هاي واقعي است . همچنين برش هاي اعمال شده در انتخاب الکترون ميزان خطاي اندازه گيري را تا حد مطلوبي در داده هاي واقعي و شبيه سازي کاهش ميدهد.
مقدمه :
به وسيله روش هاي مختلف و با استفاده از داده هاي واقعي که در سال ٢٠١١ ازبرخورد دهنده CMS به دست آمده ، احتمال خطاي اندازه گيري بار الکترون را محاسبه مي کنيم . هنگامي که يک الکترون شتاب مـي گيـرد، مي تواند انرژي را به شکل فوتون جذب کرده و يا تابش کند . دربعضي از مواقع ممکن است الکترونهايي بر اثر واپاشي فوتون در مسير حرکت و عبور از مسيرياب توليد شود. توجه به اين نکته کـه الکترونـي کـه مـا انـدازه گيري ميکنيم الکتروني است که از برخورد پروتون در مرکز آشکارساز بدست مـيآيـد يـا بـه بيـان ديگـر بـه الکترون بودنش اطمينان داشته باشيم . بعدازاطمينان از الکترون به سراغ اندازه گيـري بـار الکتـرون مـيرويـم .
همان طور که در ادامه خواهيم گفت عواملي همچون ميزان مواد موجود در لايه هاي مسيرياب و خمش مسـير در اندازه گيري بار الکترون خطا ايجاد ميکند. بايد با ايجاد سدهايي ازمحاسبه اين گونه بارها جلوگيري کنـيم .
رويدادهاي بدليل امکان جداسازي دقيق شان ، براي اندازه گيريهاي بسياري مورد استفاده قرار مـي- گيرد.براي اندازه گيري بازده الگوريتم هاي بازسازي لپتون ها، بايد از وجود لپتون ها اطمينان حاصل کنـيم . چـرا که ميخواهيم محاسبه کنيم چند درصد ازلپتون هايي کـه بوسـيله الگـوريتم توليـد شـده انـد قابـل شناسـايي هستند. براي پي بردن به اين موضوع را روشهايي که تگ اندپروب ١ مشـهورند بـه رويـدادهاي z مـيپـردازيم .
بدين صورت که اگر دريک رويداد يک لپتون بسيار قابل اطمينان که آن را تگ ميناميم به همـراه کـوچکترين اثري از موجودي که در ناحيه جرم z قرار گيرد وجود داشته باشد(پروب ) فرض مـيکنـيم کـه ايـن رويـداد z بوده است . در مرحله بعدي بايد محاسبه کنيم که اين موجود پروب باچـه احتمـالي بوسـيله الگـوريتم ماقابـل شناسايي است . بدين طريق و با اتکاء به داده هاي واقعي ٢٠١١ از دستگاه CMS توانسته ايم تخمينـي از بـازده الگوريتم هاي خود بدست آورديم . دو الکتروني که محصول رويداد zهستند، اگر مقدار بارشان بـه خطـا هـم بـار اندازه گيري شود با علامت (ss) واگر بارشان غيرهم باراندازه گيري شود با علامت (os)نشان ميدهيم . از ديگـر علامت هايي که دراين فصل استفاده شده است نواحي موجود در قسمتهاي آشکارساز ميباشد. چـون محصـول رويداد z ممکن است دو الکترون باشد اگر هر دوالکترون در ناحيه اي بـه نـام ديـواره باشـد از علامـت (BB) استفاده ميشود. همچنين اگر دو الکترون محصول واپاشي در منطقه سرپوش باشد با علامت (EE) نشان مـي- دهيم . ممکن است دو الکترون اين رويداد در يک ناحيه نباشند و يکي از الکترون ها در ناحيه ديواره و الکتـرون بعدي درسرپوش باشد دراين مواقع از علامت (BE)استفاده مي شود. تـاثيرات خطـاي انـدازه گيـري و علـل بـه وجود آمدن آن رانيز يررسي کرده و سعي در کاستن آن باازدسـت دادن کمتـرين مقـدار الکتـرون هـاي خـوب داشته ايم .
روش کار:
محاسبه خطاي اندازه گيري علامت بار الکترون و بازه تغييرات اين خطا:
درمورد محاسبه بازده الگوريتم هاي بازسازي بار الکترون مي توان از داده هاي z استفاده کرد. ولي بايـد بـه ايـن نکته توجه داشت که نياز به اندکي تغييرات دارد. از آنجا که در رويدادهاي z محصول واکنش يکسان است مـا نمي دانيم که بار کدام يک از الکترون ها بخوبي بازسازي شده تا بعنوان تگ در نظر بگيريم . ولـي ايـن نکتـه را ميدانيم که بار ٢ الکترون محصول واکنش z بايد غير هم بار باشند. ما تمام رويدادها بـا دولپتـون کـه جـرم ناوردايي آنها در نزديکي جرz باشند راجدا ميکنيم (مستقل از بار لپتون ها). با توجـه بـه بـرش هـايي کـه در انتخاب الکترون اعمال ميکنيم فرض کرده ايم که رويدادهاي غير از z که وارد انتخاب ما شـدند بسـيار نـاچيز است . براي محاسبه احتمال خطا، کليه رويدادهايي که با ٢ الکترون با بـار يکسـان دارنـد را بـر کـل الکترونهـا تقسيم ميکنيم .
از الکترونهايي که وارد ناحيه هاي ديواره و سرپوش و همچنين آن سري از رويدادهايي که يکـي از دو الکتـرون محصول واکنش در ديواره و ديگري در سرپوش مي باشد ميتوان ميزان خطاهاي اندازه گيـري بـار الکتـرون را تعيين کرده و همچنين خطاي آماري در مقدار گزارش شده را حساب کرد. الکترون هاي محصول واکـنش اگـر هر دو در ديواره و يا هر دو در سرپوش باشند.
