A kísérlet nyomkövet® algoritmusát alapvet®en nagy nyoms¶r¶ség¶ nehézion-ütközések kiértékelésére tervezték és írták. A kapott pályák tisztasága érdekében az eljárásokban olyan feltételeket, vágásokat kellett alkalmazni, melyek a nyomkövetés hatásfokát vala-mint a pályák megtalált pontjainak számát is alacsonyan tartották. Mivel p-p és p-A ütközésekben a nyoms¶r¶ség sokkal kisebb a pályák egyesével, szabad szemmel látha-tók kézenfekv® volt a nyomkövet® algoritmus részletes vizsgálata és javítása. A reform nev¶ programcsomag4 az alább részletezett módon m¶ködik.
A kölcsönhatási pontot fólia céltárgy
ese-1.3. ábra. A kis impulzusú, rosszul illesztett pályák pontonkénti eltéréseinek átlaga. A számunkra még megfelel® min®ség¶ pályaillesztéseket az ábrán füg-g®leges nyíllal jelölt vágással (0,2 cm) választjuk ki.
tén a BPD-k adataiból, a hosszú folyékony hidrogént tartalmazó tartály esetében pe-dig a pályák együttes illesztésével kapjuk.
Els® lépésként a pályákat a megtalált köl-csönhatási pont helyének kényszerével új-raillesztjük. Egy kis impulzusú pálya javí-tásával akkor foglalkozunk, ha több, mint 6 pontot tartalmaz és mágneses térben vissza-követve úgy t¶nik, hogy áthaladna a köl-csönhatási pont (vertex) környezetén. A fen-ti vertexb®l kiindulva, egy kezdefen-ti p0 im-pulzust feltételezve, a pályát az egyes mért pontok adott nyalábirányú z koordinátájá-ig követjük, majd a jósolt pálya és a mért pont közötti eltérés alapján egy χ2 függ-vényt építünk, melynek tagjai a pont és a helyi egyenessel közelíthet® pálya
távolsá-4A programcsomag a CERN hálózatán belül az /afs/cern.ch/na49/library/pro/REFORM könyv-tárban érhet® el, NA61-es változata a https://svnweb.cern.ch/trac/na61soft/browser/trunk/ Re-construction/REFORM címen böngészhet®.
dc_245_11
1.4. ábra. Balra: Egy kettévágott pálya 7 és 13 jel¶ töredékeinek egyesítése és újraillesztése. Jobbra: Egy kettévágott pálya 2 és 19 jel¶ töredékeinek egyesítése és újraillesztése. A javított nyomkövetéssel a pálya MTPC-ben hagyott, eddig nem megtalált pontjait (felül, világoskék) is a pályához csatoljuk.
gának négyzetei lesznek. A χ2-et a p0 változtatásával minimalizáljuk. Egy pályát akkor fogadunk el, ha a pálya pontonkénti eltérésének átlaga 0,2 cm-nél kisebb (1.3 ábra). Az itt követett eljárás id®igényes, de a gyors kiértékelés során elvesztett kis impulzusú részecskék nagy részét képes illeszteni, ily módon javítani a nyomkövetés hatásfokát.
A további lépések érdekében elkészítjük mindegyik megtalált pálya betöltöttségi ké-pét, vagyis a TPC-k azon kiolvasó-sorainak listáját, melyeken az átmen® részecske nyo-mot, rekonstruált és a pályára felf¶zött térbeli pontot hagyott. Az aktuális kezdeti im-pulzus értékkel a vertex ponttól indulva a pályát a megjelölt sorokig követjük, a sorok középpontjára számolt z értéknél a másik két jósolt koordinátát (x, y)feljegyezzük.
1.5. ábra. Balra: Pályarészletek távolságának eloszlása. A kettévágott, de a valóságban összetartozó pályarészleteket az ábrán függ®leges nyíllal jelölt vágással választjuk ki. Jobbra: A fel nem használt, esetlegesen elvesztett pontok és a pályák távolságának eloszlása. A pályához csatolandó pontokat az ábrán függ®leges nyíllal jelölt vágással választjuk ki.
10 Javított nyomkövetés, részecskeazonosítás
1.6. ábra. A TPC-k érzékeny térfogatának valóságh¶ paraméterezése. A rekonstruált pályán található mért pontok és a részecskepálya lehetséges pontjai számának összehasonlítása, a VTPC-2 esetén. Az eredeti állapot a bal oldalon, a javított eloszlások a jobb oldalon láthatók.
Az eljárás egyik legfontosabb része az összetartozó, de a nyomkövetés során megosz-tott, kettévágott pályadarabok egyesítése (1.4 ábra). Az összes megtalált pályát, azok összes lehetséges párosítását megvizsgáljuk, valójában a pályák távolság-gráfját készítjük el. Csak olyan párokkal foglalkozunk, melyeknek nincs ugyanazon sorban lev® pontjuk, vagyis a kiolvasó-soraik listája diszjunkt. Kiszámítjuk az egyik pálya jósolt és a másik pálya mért pontjai közötti távolságokat, minden egyes sorra, így megkapjuk a két pálya sorokra átlagolt távolságát (1.5-bal ábra). Ezután minden pályához elkészítjük a közeli pályák listáját. Ha ez csak egyelem¶, a két pályarészletet egyesítjük. Több kompatibilis pályarészlet esetén csak akkor egyesítjük a pályákat, ha nincs közös betöltött soruk. Az egyesített pályákat újraillesztjük.
A részecskeazonosítás során fontos, hogy a pályának minél több, jó min®ség¶ pontja legyen. A nyomkövetés egyes feltételei, vágásai miatt a pontok egy része nem kapcsolódik egy pályához sem. Megvizsgáljuk a fel nem használt, esetlegesen elvesztett pont és a megtalált pályák távolságát. Ha ez kisebb, mint egy adott érték (1: 0,6 cm, VTPC-2: 0,9 cm, MTPC: 1,5 cm), a pontot a pályához csatoljuk (1.5-jobb ábra).
Ha két pálya egy kiolvasó sor felett egymáshoz közel halad el, klasztereik egymásba lóghatnak, így a részecskeazonosítás számára hamis, túlzottan nagy energiatartalmú pon-tokat kapunk. Ha a kapott távolság 1 cm-nél (VTPC), vagy 1,5 cm-nél (MTPC) kisebb, az ilyen keresztezéseknél a pontokat eltávolítjuk, valamint ezzel párhuzamosan csökkentjük a lehetséges pontok számát is.
A hamis pályák kisz¶résének egy fontos eszköze a detektorban hagyott és a lehet-séges pontok számának összehasonlítása. Ennek kivitelezéséhez szükségünk volt egy, a TPC-k érzékeny térfogatát h¶en leíró modellre, annak elemi függvényeket alkalmazó új paraméterezésére (1.6-bal és jobb ábrák). Egy pályát akkor tartunk meg, ha a mért pont-jainak száma legfeljebb 20-szal kevesebb mint a lehetséges pontok száma, más szóval a
dc_245_11
p[GeV/℄
Figure9.5:Distributionofdetetedpartilesinthep-dE=dxplane,forp+Pb160reation.Positivesandnegativesareshownseparately.Seletioneldsforpartile
identiationareindiatedwithlinesandurves.
48
Figure9.5:Distributionofdetetedpartilesinthep-dE=dxplane,forp+Pb160reation.Positivesandnegativesareshownseparately.Seletioneldsforpartile
identiationareindiatedwithlinesandurves.
48
1.7. ábra. A 160 GeV nyalábenergiájú p-Pb ütközésben detektált töltött részecskék eloszlása a dE/dx psíkon, pozitív (balra) és negatív részecskékre (jobbra). A részecskék azonosítását a bejelölt vonalak és görbék segíthetik, az egyes tartományok a kicsit®l a nagyobb impulzusok felé:π, K, p, d, t, 3He. Az elektronok az 1,7-nél látható vízszintes sávban találhatók.
nyomkövetés során legfeljebb csak 20 pontot veszthetünk el.