Влияние точности позиционирования модулей трековых детекторов на реконструкцию физического сигнала в экспериментах Hera-B и CMS и геометрическое выравнивание внешнего трекера детектора Hera-B

Список литературы

1. S. Weinberg, A Model Of Leptons, Phys.Rev.Lett. 19 (1967) 1264−1266
2. S. Glashow, Partial-Symmetries Of Weak Interactions, Nucl.Phys. 22 (1961) 579−588
3. C. S. Wu et al., Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay, Phys. Rev. 105 (1957), 1413−1414
4. G. Lueders, Proof of the TCP theorem, Annals Phys. 2 (1957), 1−15
5. A. Abashian et al., Improved Measurement of Mixing-induced CP Violation in the Neutral В Meson System, Belle Preprint 2002−30, hep-ex/20 825
6. B. Aubert et al., Measurement of CP-Asymmetry Amplitude sin 2e, BaBar-PUB-02/008, hep-ex/207 042
7. P.F.Harrisson and H.R.Quinn BaBarCollabration., The BaBar Physics Book: Physics at an Assymetric В factory, SLAC-R-0504(1998)
8. R. Aleksan, Quark Mixing and CP Violation, T. Ferbel (ed.), Techniques and Concepts of High Energy Physics X, 487−596
9. M. T. Cheng et al. (The Belle Collaboration), A Study of CP Violation in В Meson Decays, Technical Design Report, BELLE-TDR-3−95 (1995)
10. J. H. Christenson et al., Evidence for the 2p Decay of the KL Meson, Phys. Rev. Lett. 13 (1964), 138
11. T. Alexopoulos et al., Measurement of the bb cross section in 800 GeVp-Si iterations, Phys. Rev. Lett. В 492 (2000) 259
12. D. M. Jansen, Measurement of the Bottom-Quark Production Cross Section in 800 GeV/c Proton-Gold Collisions, Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3118
13. E. Braaten, S. Fleming, Т. C. Yuan, Production of Heavy Quarkonium in High Energy Colliders, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 461 996) 197−235
14. О. Игонькина, Изучение рождения J/V> и Хс-мезонов в протон-ядерных столкновениях при энергии 920 ГэВ, Кандидатская диссертация
15. I. Abt et al., The HI Detector at HERA, Nucl. Instr. Methods A 3 861 997) 310
16. K. Ackerstaff et al., The HERMES Spectrometer, Nucl. Instr. Methods A 417 (1998) 230
17. V. Alberico et al., The HERA-B electromagnetic calorimeter pre-trigger system, II Nuovo Cimento 110 A (1997) 1453
18. H. Albrecht et al., HERA-B An Experiment to Study CP Violation in the В System Using an Internal Target at the HERA Proton Ring, Technical Design Report, DESY-PRC 95/01 (1995)
19. M.Braeuer, Die Alignierung des HERA-B Vertexdetektors, PhD. Thesis, Ruprecht-Karls-UniversitEat Heidelberg, 2001
20. M.Brushi et al., The electromagnetic calorimeter of the HERA-B experiment, Nucl. Instr. Methods A 461 (2001) 332−336
21. K. Ehret, Commissioning of the HERA-B internal target: using the HERA proton ring as a B-factory, Nucl. Instr. Methods A 446 (2000) 190−198
22. R. Friihwirth, Application of Kalman Filtering to Track and Vertex Fitting, Nucl. Instr. Methods A 262 (1987) 444−450
23. CERN Application Software Group, GEANT Detector Description and Simulation Tool, Computing and Networks Division, CERN Geneva, Switzerland, March 1994
24. J. M. Hernandez, PC Farms for Triggering and Online Reconstruction at HERA-B, Proc. of CHEP 2001: Computing On High-Energy Physics And Nuclear, Beijing, 2001
25. The HERA-B Collaboration, HERA-B Design Report, DESY-PRC 95/01
26. The HERA-B Collaboration, Limits for the central production of 6+ andXi pentaquarks in 920 GeVpA collisions, Phys.Rev.Lett.93, 212 003 (2004)
27. The HERA-B Collaboration, HERA-B physics in 2001/2002, Letter to the DESY Directorate, 2000
28. R. E. Kalman, A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems, Transactions of the ASME-Journal of Basic Engineering, 82 (Series D) (1960) 35−45
29. P. Krizan et al., The HERA-B RICH, Nucl. Instr. Methods A 453 (2000) 289−295
30. T. Lohse et al. (The HERA-B Collaboration), HERA-B. An Experiment to Study CP Violation in the В System Using an Internal Target at the HERA Proton Ring, Proposal., DESY-PRC 94/02 (1994)
31. E. Noether, Der Endlichkeitssatz der invarianten endlicher Gruppen, Mathe. Ann. 77 (1916) 89−92
32. V. Saveliev, The HERA-B Transition Radiation Detector, Nucl.Instr. Methods A 408 (1998) 289−295
33. Cli.Stegmann, The Outer Tracker for HERA-B, Nucl. Instr. Methods A 453 (2000) 153−158
34. U. Straumann et al., Operation of a large GEM-MSGC detector in a high intensity hadronic test beam using fully pipelined readout electronics, LHCb internal note TRAC-98/060, HERA-B internal note 98−149, HERA-B inner tracker note 98−020
35. M. Titov, The Muon System in the HERA-B experiment, Nucl. Instr. Methods A 446 (2000) 355−365
36. The ZEUS Collaboration, The ZEUS Detector, Status Report 1993, DESY-PRC 93/05
37. T. Zeuner, The MSCG-GEM Inner Tracker for HERA-B, Nucl. Instr. Methods A 446 (2000) 324−330
38. B.Schmidt, Miro Strip Gas Chambers: Recent Developments, Radiation Damage and Longterm Behavior, NIM A 419, 230−238, 1998.
39. F.Sauli, GEM: A new concept for electron amplification in gas detectors, NIM A 386, 531, 1997
40. A. Zoccoli, The electromagnetic calorimeter of the HERA-B experiment, Nucl. Instr. Methods A 446 (2000) 246−252
41. A. Zoccoli, HERA-B Physics Program in 2001/2002, plenary talk given at the HERA-B collaboration meeting, 2001, HERA-B internal note 01−045
42. I.Abt, I. Kisel, S. Masciocchi and D. Emelianov, CATS: A cellular automation for tracking in silicon for the Hera-B vertex detector, Nucl.Instrum.Meth. A489, 389−405 (2002)
43. I.Abt, D. Emelianov, I. Gorbunov, I. Kisel, Cellular automation and Kalman filter based track search in the Hera-B pattern tracker, Nucl.Instrum.Meth. A490, 546−558 (2002)
44. O.Igonkina, MARBLE version 1.03, Hera-B Note 98−129
45. D.Emelianov et al., Grover, available at http://www-hera-b.desy.de/subgroup/software/arte/grover/grover.html
46. T.Sjostrand, PYTHIA 5.7 and JETSET 7.4, Physics and manual, (1995) hep-ph/9 508 391
47. H.Pi, An event generator for interactions between hadrons and nuclei: FRITIOF 7.0, Comput.Phys.Commun. 71, 173−192 (1992)
48. K.Hagiwaraet al. (Particle Data Group Collaboration), Review of Particle Physics, Phys.Rev. D (66), 10 001 (2002)
49. Z.Nowak, A description of Hera-B Geant, Hera-B Note 94−123
50. R.Mankel, A. Spiridonov, RANGER, Hera-B notes 99−111, 98−206, 98−154, 97−082
51. R. McNulty, T. Shears, A. Skiba, A Procedure for software alignment of the CDF Silicon System, CDF note 5700
52. V. Chabaud, A. Andreazza, P. Collins, H. Dijkstra, Alignment of the DELPHI vertex detector, DELPHI 95−177 MVX10
53. The ALEPH Collaboration presented by Werner Wiedenmann,
54. Alignment of the ALEPH Tracking Devices, CERN, Contribution to the 1992 Wire Chamber Conference, Vienna, 17−21 February, 1992
55. Adrian Francis Fox Murphy, Development of a novel alignment system for the ATLAS Inner Detector and an investigation of the effect of alignment inaccuracies on tracker performance, Wolfson College, University of Oxford PhD Thesis 1996.
56. A.Bonissent, P. Breuckman de Renstrom, D. Fouchez, P. Hansen, S. Haywood, D. Hindson, R. Hawkings, A. Tilquin, ID
57. Alignment and Calibration preparations and prospects, ATLAS Physics Workshop, Athens 21−25 May 2003 Inner Detector layout and flavour tagging
58. H.Voss, B. Schwering, Description of the Alignment Tools in ORCA, DRAFT 0.1 of July 13, 2001
59. S.Schael, The CMS silicon strip detector—mechanical structure and alignment system, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 511 (2003) 52−57
60. B.O.Oshinowo, Alignment Of The Fermilab DO Detector, Fermilab-Conf-01/207-E DO July 2001
61. B.Dehning, J. Matheson, G. Mugnai, I. Reichel, R. Schmidt, F. Sonnemann, F.Tecker., Beam Based Alignment at LEP, CERN-AB-2003−087 BDI
62. A. Cervera-Villanueva, Alignment of the NOMAD-STAR detector, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 447 (2000) 100 109
63. J.Murata, A. Al-Jamel. R.L.Armendariz, M.L.Brooks, T. Horaguchi, N. Kamihara, H. Kobayashi, D.M.Lee, T.-A.Shibata, W.E.Sondheim, Optical Alignment System for the PHENIX Muon Tracking Chambers, nuclex/212 027
64. David J. Jackson, Dong Su, Fred J. Wickens, Internal Alignment of the SLD Vertex Detector using a Matrix Singular Value Decomposition Technique, SLAC-PUB-9092 January 2, 2002
65. D.Kriicker, OTR alignment method description, http: //www.desy.de/~kruecker/OTR.html
66. D. Peralta, First Studies on Software Alignment for the HERA-B Outer Tracker, Hera-В internal note, 98−205 Software 98−025
67. Ar. Belkov et al., Relative alignment of the OTR double layer modules, Hera-B internal note, 01−005 Software 01−003
68. I.Belotelov, Millipede for internal OTR alignment, presentation on alignment meeting
69. R.Mankel, A Canonical Procedure to Fix External degrees of freedom in the Internal Alignment of a Tracking System, Hera-B note 99−087
70. D.Emelianov, OTR alignment with space points, presentation on alignment meeting
71. D.Emelianov, OTR alignment using magnet off data, presentation on alignment meeting
72. G.Zech, K0 based alignment, presentation on alignment meeting
73. H.Albrecht et al., Arte. The Event Analysis and Reconstruction Tool for Hera-B, Hera-B note (1996)
74. Hera-B Alignment Group, Alignment methods for Hera-B subdetectors, http://www-hera-b.desy.de / subgroup / alignment / alignment. html
75. V. Blobel, Linear Least Squares Fits with a Large Number of Parameters, version 1, http://www.desy.de/~blobel, 2000
76. A.Lanyov, Modular OTR geometry description in ARTE, Hera-B note 97−259
77. J.Fourletova, S. Fourletov, A. Spiridonov, Simulation of Honeycomb Drift Cells, Hera-B internal note 01−115,2001
78. W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Watterling, B.P.Flannery,
79. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Programming, 3-rd ed, 1992
80. G.H. Golub, C.F. Van Loan, Matrix Computations, 2-nd ed, 1989
81. Z.Bai, C. Bischof, S. Blackford, J. Demmel, J. Dongarra, J. Du Croz, A. Greenbaum, S. Hammarling, A. McKenney, D. Sorensen, LAPACK program library for matrix computation, http: //www.netlib.org/lapack
82. CMS Collaboration, CMS Simulation Package, http://cmsdoc.cern.ch/oscar
83. CMS Collaboration, CMS Reconstruction Package, http: //cmsdoc.cern.ch/orca
84. L. Randall and R. Sundrum, An Alternative to Compactification, Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 3370
85. H. Sakulin, Methodology for the Simulation of Single-Muon and Di-Muon Triqger Rates at the CMS Experiment in the Presence of Pile- Up, CMS-NOTE-2002−042
86. The CMS Collaboration, The Tracker Project Technical Design Report, CERN/LHCC 1998−6, CMS TDR 5, Addendum CERN/LHCC 2000−016.
87. The CMS Collaboration, The Muon Project Technical Design Report, CERN/LHCC 1997−32, CMS TDR 3
88. The CMS Collaboration, The TriDAS Project Technical Design Report, Volume 1: The Trigger Systems, CERN/LHCC 2000−38 (2000)
89. The CMS Collaboration, The TriDAS Project Technical Design Report, Volume 2: Data Acquisition and High-Level Trigger, CERN/LHCC 2002−26 (2002)
90. The CMS Collaboration, CMS Physics Technical Design Report, Volume I: Software and Detector Performance, CERN/LHCC 2006−001 (2006).
91. The CMS Collaboration, CMS Physics Technical Design Report, Volume II: Physics Performance, CERN/LHCC 2006−021 (2006).
92. I.I.Belotelov, G.A.Ososkov, How to constrain external degrees of freedom during internal alignment of contemporary detectors, Czech. J. Phys. 53 (2003) B441.
93. I. Belotelov, A. Lanyov, G. Ososkov, Alignment of Hera-B Outer Tracker with simultaneous fit of track and alignment parameters", Hera-B public note 05−009.
94. I.Belotelov, A. Lanyov, G. Ososkov, A Study of Millepede alignment algorithm with Monte Carlo model of Hera-B outer tracker, Part.Nucl. Lett, 2006, V.3. № 4(133), P.81−98.
95. I.Belotelov, A. Lanyov, G. Ososkov, Data driven alignment of Hera-B outer tracker, Part.Nucl. Lett, 2006, V.3. № 5(135), P. lOfr-111.
96. I.Belotelov et al., Simulation of Misalignment Scenarios for CMS Tracking Devices, CMS Note-2006/008
97. I.Belotelov et al., Influence of Misalignment Scenarios on Muon reconstruction, CMS Note-2006/017
98. I.Belotelov, N. Neumeister, Performance of the CMS offline muon reconstruction software, CMS AN-2005/010
99. The HERA-B Collaboration, Limits for the central production of 6+ and Xi pentaquarks in 920 GeV pA collisions, Phys. Rev. Lett. 93, 212 003 (2004)
100. The HERA-B Collaboration, Inclusive V° Production Cross Section from 920 GeV Fixed Target Proton-Nucleous Collisions, Dec. 2002 Eur.Phys.J.C29:181−190,2003 hep-ex/212 040
101. The HERA-B Collaboration (A. Zoccoli et al.), Charm, beauty and charmonium production at HERA-B, 2005. 8pp. Published in Eur.Phys.J.C43:179−186,2005
102. I.Belotelov et al., Study of High-pT Muon Simulation and Reconstruction in CMS, 8th Annual RDMS CMS Collaboration Conference, Dubna, Russia December 4, 2003
103. I.Belotelov, Heavy Drell-Yan pairs reconstruction in CMS, 9th Annual RDMS CMS Collaboration Conference, Minsk, November 29, 2004
104. I.Belotelov, CMS dimuons study: triggering, reconstruction, misalignment effects, 10th Annual RDMS CMS Collaboration Conference, Gatchina
105. I.Belotelov et al., Search for Randall-Sundrurn Graviton Decay into Muon Pairs, CMS Note-2006/104
106. I.Belotelov et al., Search for ADD extra dimensional gravity in di-muon channel with CMS Detector, CMS Note-2006/076
107. Треугольник унитарности, представляющий одно из соотношений унитарности матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскавы 10
108. Диаграммы Фейнмана золотой моды распада В/В —" J/^Kg (слева) и соответствующая пингвинная диаграмма 11
109. Золотая мода распада В/В J/фKQS 1+1~тт+ж~. 1124 а) Накопительное кольцо HERA и четыре экспериментов,
110. Ь) подробный вид ускорительного комплекса. 14
111. Временная структура протонного пучка HERA. 15
112. Общий вид детектора Hera-В. 16
113. Дипольный магнит Hera-В. 19
114. Положение и наименование суперслоёв внешнего (желтый цвет) и внутреннего (красный цвет) трекеров. 20
115. Разбиение слоя внешнего трекера на модули. 21
116. Строение гексагональной дрейфовой ячейки. 22
117. Схема работы дрейфовой ячейки. 22
118. Принцип работы микрострипового газового детектора. 23
119. Изометрический вид и сечение детектора переходного излучения. 24 217 а) Схема детектора черенковского излучения- Ь) пример наблюдения события в детекторе. 25
120. Области калориметра с различной гранулярностью. 26
121. Вид модуля внутренней части электромагнитного калориметра. 27
122. Четыре станции мюонной системы, разделённые слоями поглотителя. 27
123. Типичное событие Hera-В: огромная множественность треков в детекторе, вызываемая наложением нескольких событий неупругого рассеяния (вверху), содержит в том числе и сигнальный распад (внизу). 29
124. Четыре уровня триггера Нега-В, для каждого уровня показаны частота событий, фактор подавления шума, объём используемой информации и время принятие решения. 30
125. Модель обработки данных Нега-В. 34
126. Простая модель детектора для описания метода и проверки алгоритмов, а) Модель детектора без невыравненности-б) детектор с невыравненностыо. 39
127. Вид конструкционной матрицы D простой модели детектора из 12 плоскостей и 20 треков. 40
128. Вид матрицы С простой модели детектора из 12 плоскостей и 20 треков. 41
129. Вид редуцированной матрицы С' простой модели детектора из 12 плоскостей и 20-ти треков. 42
130. Пример невыравненной геометрии и незафиксированных внешних степеней свободы. 44
131. Решение метода наименьших квадратов, даваемое сингулярным разложением, обладает минимальной нормой среди бесконечного числа решений, минимизирующих функционал (рисунок из 77.). 47
132. Форма спектра сингулярных значений (слева), и две строки сингулярных матриц, соответствующие нулевым сингулярным числам в случае наличия двух нефиксированных степеней свободы (справа). 49
133. Форма спектра сингулярных значений (слева), и две строки сингулярных матриц, соответствующие нулевым сингулярным числам в случае когда внешние степени свободы зафиксированы (справа). 50
134. Простой тест фиксации внешних степеней свободы а) начальная невыравненность, Ь) после выравнивания с учётом внешних степеней свободы, с) после выравнивания без учёта внешних степеней свободы. 50
135. Визуализация модели внешнего трекера. 53
136. Матрица нормальных уравнений проблемы выравнивания внешнего трекера после процедуры уменьшения размерности. а) Полная матрица С' Ь) подробный вид диагональных элементов матрицы С' с) подробный вид вне диагональных элементов С'. 56
137. Спектр сингулярных значений матрицы С': а) начальной, построенной только на основе функционала (3.1), недо-определённой- Ь) доопределённой с помощью лагранжевых множителей. 57
138. Число обусловленности к уменьшается при увеличении расстояния между парами зафиксированных модулей. 58
139. Остаточная невыравненность для различных методов фиксации внешних степеней свободы (т. е. модификации С'). 59
140. Нормированные невязки, начальная невыравненность300 мкм, использовано 250 000 треков. 62
141. Ширина распределения невязок измерений: а) в центральной- Ь) в периферической части внешнего трекера. 64
142. Среднее число: а) измерений на трек- Ь) треков на событие 65
143. Ширина распределений невязки для а) 5-мм ячеек, Ь) 10 мм ячеек. Среднее число с) треков на событие- d) измерений на трек в зависимости от смоделированной невыравненности. 66
144. Параметры J/ф —*> /i/i-распадов в зависимости от смоделированной невыравненности: а) ширина пика- Ь) число событий под пиком- с) положение пика. 67
145. Параметры /^-распадов в зависимости от смоделированной невыравненности: а) ширина пика- Ь) число событийпод пиком- с) положение пика. 68
146. Общий вид детектора CMS. 69
147. Мюонная система детектора CMS. 70
148. Внутренний трекер детектора CMS. 71
149. Иерархия модулей невыравненности, отражающая механическое устройство частей детектора. 73
150. Эффективность реконструкции (слева) и импульсное разрешение (справа) с помощью алгоритма GMR как функция т. для различных сценариев выравнивания. Показаны результаты с мюонами различных поперечных импульсов: 10 М), 100 (Ь, е) и 1000 ГэВ (c, f). 78
151. Ошибка в определении знака заряда алгоритмом GMR как функция т. для рт — 1 ТэВ, для идеального выравнивания и различных сценариев выравнивания трекера и мюонной системы. 79
152. Разрешение по инвариантной массе для низких, промежуточных и высоких масс при различных сценариях невыравненности мюонной системы и трекера. 80
153. Эффективность реконструкции димюонов для низких, промежуточных и высоких масс при различных сценариях невыравненности мюонной системы и трекера. 80
154. Распределение по инвариантной массе для событий J/ф —?> рр: а) идеально выравненный детектор- Ь) выравнивание первых дней- с) долгосрочный сценарий выравнивания.. 81
155. Распределение по инвариантной массе для событий Z —> рр: а) идеально выравненный детектор- Ь) выравнивание первых дней- с) долгосрочный сценарий выравнивания.. 81
156. Распределение по инвариантной массе для событий Z' —> рр с массой 1 ТэВ: а) идеально выравненный детектор- b) выравнивание первых дней- с) долгосрочный сценарий выравнивания. 81