Система сбора и обработки данных экспериментального комплекса невод-декор

• Автор: Шутенко, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС НЕВОД-ДЕКОР

1.1. Установка НЕВОД

1.2. Установка ДЕКОР

1.3. Программно-аппаратное обеспечение

ГЛАВА 2. ОБРАБОТКА ДАННЫХ УСТАНОВКИ НЕВОД

2.1. Алгоритмы реконструкции треков в НЕВОД

2.1.1. Определение точки, через которую проходит трек

2.1.2. Определение единичного вектора направления трека

2.1.3. Дополнительные условия для реконструкции

2.1.4. Методы реконструкции, используемые в первичной обработке событий

2.2. Моделирование отклика установки НЕВОД

2.3. Проверка и результаты реконструкции треков в НЕВОД
2.3.1. Проверка точности методов реконструкции
2.2.2. Результаты реконструкции треков экспериментальных событий
ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА ДАННЫХ ДЕКОР
3.1. Реконструкция треков частиц в координатном детекторе
3.1.1. Локальные системы координат супермодулей
3.1.2. Метод гистограммирования
3.1.3. Метод проецирования
3.1.4. Алгоритм выделения трека одиночной частицы, прошедшей через два супермодуля (ОпеТгаскДиП)
3.1.5. Определение относительных смещений плоскостей супермодулей (координатная калибровка)
3.2. Моделирование отклика супермодуля
3.3. Выделение событий с группами мюонов
3.3.1. Алгоритм поиска групп мюонов категории 2 (СгоирМиопАИ)
3.3.2. Выделение событий с группами категории
3.3.3. Алгоритм поиска групп мюонов категории 3 (ОгоирМиопАИЗ)
3.3.4. Выделение событий с группами категории

3.3.5. Результаты отбора групп мюонов
ГЛАВА 4. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА КОМПЛЕКСЕ НЕВОД-ДЕКОР
4.1. Угловое распределение потока мюонов
4.1.1. Светосила установки НЕВОД
4.1.2. Угловое распределение потока мюонов на поверхности Земли
4.2. Выделение нейтринных событий из нижней полусферы
4.3. Исследование потока альбедных мюонов
4.3.1. Определение направления с помощью КСМ-метода
4.3.2. Определение направления с помощью метода
4.3.3. Взаимная калибровка методов
4.3.4. Обработка данных серии 2002 года
4.4. Группы мюонов под большими зенитными углами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ КООРДИНАТ
ЛИТЕРАТУРА

Современные физические установки представляют собой дорогостоящие многоцелевые крупномасштабные экспериментальные комплексы, состоящие из различных детекторов, и эффективность их использования в значительной степени определяется качеством программно-аппаратных систем сбора, анализа и последующей обработки получаемой информации.
Развитие вычислительной техники и систем связи дало возможность создавать крупные установки, с площадью регистрации до десятков тысяч км2, для исследования космических лучей в области высоких и сверхвысоких энергий, недоступных в обозримом будущем на ускорителях. Отличительной особенностью экспериментальных установок, регистрирующих космические лучи, по сравнению с установками, использующими поток частиц от ускорителей, является отсутствие внешней информации о моменте прохождения частицы. Поэтому момент события определяется с помощью аппаратных триггерных систем, использующих информацию только регистрирующих элементов установки. Возможны регистрирующие системы и без использования триггерной системы, в которых происходит непрерывное сканирование показаний детекторов через определенные промежутки времени. В этом случае выделение событий может производиться на основе анализа данных программным образом.
Системы сбора экспериментальной информации на крупных физических установках, предназначенных для исследований в космических лучах, организуются по следующей схеме. Триггерная система определяет момент события, и данные с детекторов передаются в систему хранения. Количество регистрирующих каналов, расстояние между ними, объем снимаемой с них информации оказывают влияние на то, каким образом будет построена триггерная система, и на уровень сложности системы сбора данных. По способу объединения детектирующих элементов можно выделить два типа установок: компактные, использующие проводные соединения между элементами установки, и распределенные, использующие радиосвязь. Различны также и типы организации установок: единые и кластерные. В единых установках возможно формирование единого триггерного сигнала с использованием сигналов от входящих в их состав детекторов. Кластерные установки не имеют единой триггерной системы, каждый кластер собирает данные со своих детекторов по команде локальной триггерной системы. Возможно комбинирование единой организации с кластерной.

Таблица 2.5. Результаты реконструкции телескопных событий эксперимента DISK6 GT6D.
Nall = 115645, = 10.82, N6_24 = 98605( 85.27%)
Метод Nrec Nrec70 Q. < о dv70,0 dr, М dr70, М
0 94690(96.03%) 79641(80.77%) 20.37±12.85 18.94±11.74 0.69±0.55 0.62±0
1 94690( 96.03%) 73129(74.16%) 23.49±21.81 17.30±13.16 0.69±0.55 0.59±0
2 37166(37.69%) 34673(35.16%) 13.80±9.37 13.41±9.03 0,57±0.43 0.55±0
3 85072( 86.28%) 73470(74.51%) 21.06±14.70 19.19±12.64 0.46±0.56 0.41 ±0
4 85072( 86.28%) 77109( 78.20%) 14.27±17.74 11.47±12.19 0.46±0.56 0.40±0
5 43449(44.06%) 41954(42.55%) 9.36±8.69 9.07±8.16 0.38±0.44 0.37±0
Таблица 2.6. Результаты реконструкции телескопных событий эксперимента D3J5H1.
Nall = 34272, = 9.42, N6_24 = 25795( 75.27%)
Метод Nrec Nrec70 Q- < о dv70, 0 dr, м dr70, М
0 24875(96.43%) 17424( 67.55%) 21.28±13.73 18.36±11.32 0.66±0.55 0.58±0
1 24875( 96.43%) 17535(67.98%) 19.92±19.87 14.57±11.32 0.66±0.55 0.55±0
2 10730(41.60%) 9135( 35.41%) 12.75±9.28 12.03±8.60 0.55±0.44 0.52±0
3 22728( 88.11%) 16793( 65.10%) 21.72±15.34 18.38±11.94 0.45±0.55 0.39±0
4 22728( 88.11%) 19090(74.01%) 13.16±16.76 9.99±9.90 0.45±0.55 0.38±0
5 11576(44.88%) 10589( 41.05%) 9.02±8.39 8.52±7.35 0.38±0.47 0.37±0
Сопоставление результатов реконструкции треков моделированных и экспериментальных событий, позволяет сделать вывод, что описанные методы реконструкции позволяют удовлетворительно находить положение и ориентацию в пространстве трека прошедшей через НЕВОД частицы. Уменьшение расстояния между КСМ по одной из координатной оси с 2.5 м до 2 м не приводит к существенному улучшению точности реконструкции треков одиночных частиц, выделенных телескопами.
Из таблиц видно, что наилучшие результаты по точности реконструкции дают комбинированные методы 2 и 5, однако они приводят к существенному уменьшению реконструированных событий. Такой отбор может существенно исказить исходные распределения зарегистрированных частиц. Чтобы оценить эти возможные искажения, было проведено моделирование угловых распределений: зенитного и азимутального с учетом условий регистрации, а затем эти данные были реконструированы разными