Обработка и визуализация физических данных с помощью программных комплексов BARSIC и ROOT

• Автор: Науменко, Петр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Оглавление
Введение.
Глава 1. Применение программного комплекса I для анализа рентгенофлуоресцентных спектров.

1.1. Программное обеспечение для рентгенофлуоресцентного анализа.

1.2. Программный комплекс I

1.3. Параметры РФ спектрометра и спектров.

1.4. Расшифровка РФ спектров

1.4.1. Выбор аппроксимирующей кривой для линий спектра

1.4.2. Проблема ложных пиков.

1.4.3. Метод условного порога

1.5. Программа

1.6. Метод огибающей
Выводы по главе 1.
Глава 2. Применение программного комплекса для вычисления дальномерных корреляций в столкновсниях при V ГэВ
2.1. Дальномерные корреляции
2.2. Методика измерения дальномерных корреляций.
2.3. Экспериментальная установка
2.4. Экспериментальные данные.
2.5. Предварительная обработка данных.
2.5.1. Отбор событий.
2.5.2. Отбор треков
2.6. Выбор областей в пространстве быстроты.
2.7. Общий анализ данных по всем классам центральности
2.8. Анализ данных по отдельным классам центральности.
2.9. Анализ корреляции смешанных событий
2 Анализ систематической погрешности
2 Обсуждение результатов
Выводы по главе 2.
Глава 3. Развитие программного комплекса I.
3.1. Основные особенности программного комплекса I.
3.2. Специальные функции
3.2.1. Специальные функции в языках , , v, .
3.2.2. Специальные функции в математических программах.
3.2.3. Специальные функции в I
3.3. Методы линейной алгебры
3.4. Компонент трехмерной графики на основе
Выводы по главе 3.
Заключение
Приложения
Приложение 1. Реализация .
Литература


На основе программного комплекса ROOT создано программное обеспечение для исследования дальномерных корреляций в столкновениях ядер свинца, протонов и др. С помощью этого программного обеспечения проведено исследование дальномерных корреляций в столкновениях ядер свинца при Vs = ГэВ (эксперимент NA). В дальнейшем это программное обеспечение будет использовано при исследовании дальномерных корреляций в столкновениях ядер свинца (при других энергиях), протонов и др. NA, ALICE). В программный комплекс BARSIC были добавлены функции Бесселя, методы решения СЛАУ, компонент для построения трехмерной графики, основанный на современной графической библиотеке OpenGL. Это позволило существенно расширить область применения программного комплекса BARSIC в физике. Апробация работы. VII международная конференция «Физика в системе современного образования» (ФССО-) (Санкт-Петербург г. Телематика - (Санкт-Петербург г. VIII международная конференция “Современные технологии обучения (СТО-)” (Санкт-Петербург, г. NA Collaboration Meeting (GSI-Germany, November г. Workshop on Computational Physics Dedicated to the Memory of Stanislav Merkuriev (Сакнт-Петербург, г. NA collaboration meeting (CERN, March г. NA collaboration meeting (CERN, October г. XVII International Baldin Seminar on High energy Physics Problems (ISHEPP XVII), (Dubna, Russia, г. NA Collaboration Meeting (CERN, November г. PWG2 Meeting (CERN, October г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах (две из них были переведены на английский язык и опубликованы в иностранных научных журналах), 1 статья в трудах международной конференции и 4 тезисов докладов на научно-технических и научно-методических конференциях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из титульного листа, оглавления, введения, трех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации - 0 страниц, рисунков - , таблиц - 3, наименований в списке литературы - 2. Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность за сотрудничество и помощь при работе над диссертацией научному руководителю В. В. Монахову, а также A. B. Кожедубу, Л. O.A. Гурьевой, Г. А. Феофилову и В. В. Вечернину. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цели и задачи, указаны новизна и практическая значимость достигнутых результатов, приведены защищаемые положения и общая структура диссертации. В процессе изучения и анализа достоинств и недостатков программ для управления рентгенофлуоресцентными спектрометрами и обработки рентгенофлуоресцентных спектров была обоснована необходимость создания программы-приложения универсального характера с открытым исходным кодом, позволяющей проводить анализ рентгенофлуоресцентных спектров без использования информации о параметрах конкретного прибора и длительных градуировочных процедур. Одной из основных проблем расшифровки рентгенофлуоресцентных спектров является нахождение интенсивности линий, соответствующих интересуемым элементам. В процессе исследования был выбран набор базисных функций в виде линий от известных элементов. Из экспериментального рентгенофлуоресцентного спектра сначала устранялся фон. Затем была использована аппроксимация методом наименьших квадратов (МНК) с разложением спектра по выбранным базисным функциям. Для получения устойчивого решения использовался алгоритм SVD (Singular Value Decomposition - Сингулярное разложение матриц). В результате решения системы уравнений МНК методом SVD для интенсивностей некоторых линий в ряде случаев были получены отрицательные величины. Чтобы исключить появление таких нефизичных значений, был применен алгоритм решения задачи наименьших квадратов с ограничением - NNLS (Non Negative Least Squares), включающий SVD как основную часть. Типичной проблемой применения метода наименьших квадратов для расшифровки рентгенофлуоресцентных спектров является наличие ложных пиков. В работе предложено разделять ложные пики на две категории: к ложным пикам первого рода относить те, которые получаются при аппроксимации зашумленного фона линиями элементов.