Влияние точности позиционирования модулей трековых детекторов на реконструкцию физического сигнала в экспериментах Hera-B и CMS и геометрическое выравнивание внешнего трекера детектора Hera-B тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.23, кандидат физико-математических наук Белотелов, Иван Иванович

• Белотелов, Иван Иванович
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Белотелов, Иван Иванович

1 Введение

1.1 Актуальность темы диссертации.

1.2 Цели и задачи исследования

1.3 Научная новизна и значимость работы

1.4 Апробация и публикации.

1.5 Структура и объём диссертации.

2 Эксперимент Нега-В

2.1 Физическая программа эксперимента Нега-В.

2.1.1 Стандартная модель физики фундаментальных взаимодействий.

2.1.2 Дискретные симметрии в Стандартной модели.

2.1.3 CP-нарушение в Стандартной модели.

2.1.4 Поиск CP-нарушения в распадах Б-мезонов

2.1.5 Измерение сечения рождения ЬЬ.

2.1.6 Ядерные эффекты в рождении чармония.

2.1.7 Изучение рождения очарованных барионов.

2.1.8 Поиск экзотических барионов.

2.2 Ускорительный комплекс Нега.

2.3 Детектор Нега-В.

2.4 Мишень.

2.5 Вершинный детектор (VDS).

2.6 Магнит.

2.7 Внешний трекер (OTR).

2.8 Внутренний трекер (ITR).

2.9 Детектор переходного излучения (TRD).

2.10 Детектор черенковского излучения (RICH).

2.11 Электромагнитный калориметр (ECAL).

2.12 Мюонная система (MUON).

2.13 Система триггеров.

2.14 Реконструкция событий.

2.14.1 Подготовка измерений.

2.14.2 Локальная реконструкция.

2.14.3 Стьткоика сегментов и построение треков.

2.14.4 Идентификация частиц.

2.14.5 Поиск вершин.

2.15 Моделирование.

2.15.1 Моделирование физических событий.

2.15.2 Моделирование детектора.

3 Математический аппарат геометрического выравнивания

3.1 Внутреннее геометрическое выравнивание детектора как проблема минимизации функционала.

3.2 Минимизация функционала геометрического выравнивания

3.2.1 Итеративное фитирование смещённых данных

3.2.2 Использование внешних треков.

3.2.3 Использование особой структуры матрицы нормальных уравнений

3.3 Алгоритм выравнивания Millepede.

3.4 Внешние степени свободы.

3.5 Сингулярное разложение.

3.6 Исследование внешних степеней свободы простой модели детектора с помощью сингулярного разложения.

3.7 Обобщение математического формализма выравнивания для случая нелинейной модели трека.

4 Изучение выравнивания с помощью монте-карло-модели внешнего трекера

4.1 Монте-карло-модель внешнего трекера детектора Нега-В

4.2 Моделирование геометрии детектора, отличной от номинальной

4.3 Сингулярное разложение.

4.4 Тестирование сценариев фиксации внешних степеней свободы.

4.5 Зависимость качества выравнивания от числа использованных треков

4.5.1 Абсолютное остаточное отличие от номинальной геометрии.

4.5.2 Нормированные невязки.

5 Выравнивание детектора с использованием данных

5.1 Отбор треков.

5.2 Испытание и сравнение.

5.3 Влияние отличия геометрии внешнего трекера от номинальной на реконструкцию.

5.4 Влияние на качество реконструкции во внешнем трекере

5.5 Влияние на реконструкцию распадов J/ф —> fifi.

5.6 Влияние на реконструкцию распадов Kg

6 Исследование влияния невыровненности детектора на реконструкцию мюонов в эксперименте CMS

6.1 Детектор CMS.

6.1.1 Мюонная система.

6.1.2 Трекер.

6.2 Физическая программа CMS.

6.3 Моделирование невыравненности детектора.

6.4 Влияние невыравненности на качество реконструкции

6.4.1 Нсвыравненность мюонной системы.

6.4.2 Невыравненность мюонной системы и трекера

6.4.3 Димюонные распады.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние точности позиционирования модулей трековых детекторов на реконструкцию физического сигнала в экспериментах Hera-B и CMS и геометрическое выравнивание внешнего трекера детектора Hera-B»

Эксперимент Нега-В проектировался для измерения параметров CP-нарушения в распадах нейтральных В-мезонов. Текущая физическая программа эксперимента включает измерение сечения рождения bb, исследование ядерных эффектов в рождении чармония, поиск экзотических барионов. Камеры реконструкции треков внешнего трекера (PC) являются одной из ключевых подсистем магнитного спектрометра. Измерения в них используются как триггером для отбора событий, так и программой реконструкции во время финального анализа.

PC-камеры внешнего детектора Нега-В состоят из 998 отдельных чувствительных плоскостей. Плоскости образуют 24 слоя, слои образуют 4 суперслоя. Некоторые слои повёрнуты на ±80 мрад. Суперслои поделены на 2 части: (+) и (-) половины, надеваемые на трубу протонного пучка. Проектная точность измерения координаты составляет 200 мкм. Точность же позиционирования модулей в слое и слоя относительно других подсистем детектора существенно ниже. Поэтому для получения максимальной точности нужна специальная процедура выравнивания, позволяющая определить геометрические поправки к номинальной геометрии.

CMS - детектор общего назначения на Большом адронном коллай-дере - предназначен для проведения широкого спектра исследований. Требования, налагаемые на детектор программой физических исследований, включают надёжную идентификацию мюонов, хорошее импульсное разрешение в широком диапазоне импульсов от единиц ГэВ до нескольких ТэВ в диапазоне псевдобыстрот \г)\ < 2.5, хорошее разрешение по инвариантной массе (^ 1% для M-mv =100 ГэВ), надёжную идентификацию знака заряда для энергий вплоть до 1000 ГэВ.

Две подсистемы детектора CMS, отвечающие за реконструкцию траекторий частиц - мюонная система и трекер, являются сложнейшими составными детекторами. Мюонная система детектора CMS [85] состоит из центральной цилиндрической части (Barrel Detector) и двух торцевых частей (Endcap Detector). Центральная часть состоит из 250 камер, собранных в 4 группы ("станции"), находящихся внутри возвратного ярма магнита детектора. Каждая станция содержит сборку из одной DT-камеры (камеры, использующие технологию дрейфовых трубок) и одной или двух RPC-камер. DT-камеры в трёх внутренних станциях состоят из 12 слоев дрейфовых трубок, разделённых на 3 группы по 4 слоя, называемых суперслоями. 2 торцевые части состоят из 468 катодно-стриповых камер. Каждая часть состоит из 4-х групп камер, так называемых "станций", смонтированных на дисках, закрывающих соленоидальный магнит перпендикулярно оси пучка. Каждая катодно-стриповая камера состоит из б-ти газовых промежутков, ограниченных катодной плоскостью с нарезанными стрипами с одной стороны и анодными проволочками с другой. Внешний радиус достигает 115 см, полная длина - 540 см. Вблизи области взаимодействия в центральной части находятся 3 слоя гибридных пиксельных детекторов на радиусе от 4, 7 и 11 см. Размер пикселов составляет 100x150 мкм2. В центральной части кремниевые микростри-повые детекторы расположены на радиусе г между 20 и 115 см. Торцевая часть состоит из 2-х пиксельных и 9-ти микростриповых детекторов. Центральная часть делится на внутренний и внешний детекторы. Полная площадь пиксельного детектора составляет и 1 м , площадь стри-повых детекторов - 220 м2. Внутренний трекер состоит из бб миллионов пикселов и 9.6 миллионов кремниевых стрипов.

Такой дизайн детектора позволяет реконструировать с большой точностью мюонные треки в широком диапазоне энергий. Но, как и в случае внешнего трекера Нега-В, точность позиционирования отдельных базовых модулей детектора CMS существенно ниже, чем внутренняя точность измерения координаты самим детектором. Это происходит из-за ограниченной точности монтажа, деформации детектора под влиянием гравитации и смещения частей детектора относительно друг друга после включения магнитного поля.

Для выполнения поставленной программы необходимо как обеспечить точное позиционирование камер и слоев детектора, так и оценить влияние остаточной невыравненности на реконструкцию различных физических сигналов и для различных периодов накопления данных.

Заключение диссертации по теме «Физика высоких энергий», Белотелов, Иван Иванович

7. Заключение

1. Разработана методика геометрического выравнивания детектора, основанная на одновременном определении параметров треков и отклонений от номинальной геометрии. Это позволяет учесть все возможные корреляции между определяемыми параметрами. При этом число геометрических поправок может достигать ~ 104, а число используемых для выравнивания треков может достигать & 105. Каждый пространственный трек описывается 4-мя параметрами, общее число параметров, от которых зависит минимизируемый функционал, составляет « 10°.

2. Для детального анализа глобальных степеней свободы детектора, нефиксируемых минимизацией функционала метода наименьших квадратов, применена техника сингулярного разложения матрицы нормальных уравнений. Число нулевых сингулярных значений позволяет определить число внешних степеней свободы, нуждающихся в дополнительной фиксации. Вид сингулярных векторов, соответствующих нулевым сингулярным числам, даёт представление о характере глобальных степеней свободы. Число обусловленности матрицы позволяет выбрать наиболее эффективный способ доопределения функционала.

3. С использованием объектно-ориентированного подхода разработано программное обеспечение, реализующее предложенный математический подход. Также была разработана модель детектора с упрощенной геометрией. С помощью данной модели и программной реализации предложенного метода была изучена эффективность внутреннего выравнивания и фиксации внешних степеней свободы в случае линейной модели трека.

4. Все составляющие данного метода были применены для полной GEANT-модели детектора Hera-B OTR PC, включающей детальное описание геометрии, реалистичный отклик различных подсистем, неэффективности отдельных каналов и целых модулей, большую загрузку детектора. Задача минимизации функционала в начальной формулировке зависящего от и 10° параметров, была сведена к задаче только относительно параметров выравнивания » 103,тем не менее учитывались возможные корреляциями между параметрами. Число и характер внешних степеней свободы были оценены с помощью сингулярного разложения матрицы нормальных уравнений системы. Протестировано несколько способов фиксации внешних степеней свободы и выбран оптимальный.

5. При учете всех параметров выравнивания, которые необходимо оценивать для каждого модуля детектора, модель трека становится нелинейной. Предложен оригинальный способ линеаризации модели трека и обобщения метода для нелинейного случая.

6. Разработанный подход применён для данных, полученных в эксперименте Нега-В. Тесты показали, что метод, с одной стороны, позволяет достичь высокой точности относительного позиционирования отдельных модулей, с другой стороны, позволяет эффективно контролировать глобальное позиционирование всего детектора.

7. Изучено влияние отличия геометрии внешнего трекера Нега-В от номинальной на качество реконструированных треков и распадов, определены параметры, наиболее чувствительные к невыравнснности детектора при различных её значениях.

8. Разработано и протестировано программное обеспечение для моделирования выравнивания мюонной системы и внутреннего трекера в эксперименте CMS. Реализованы типовые сценарии невыравнен-ности для всех модулей этих подсистем CMS.

9. С помощью моделирования изучено влияние выравнивания на качество реконструкции детектором CMS одиночных мюонов различных энергий (10-1000 ГэВ) и димюонных распадов в широкой области инвариантных масс (J/ф, Z°, Z', димюонные пары Дрелла-Яна). Протестировано изменение эффективности реконструкции, точность определения поперечного импульса и инвариантной массы, а также вероятность ошибки в определении знака заряда. Показана необходимость учёта ошибки выравнивания при построении и фитировании трека.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Белотелов, Иван Иванович, 2006 год

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/020825

6. B. Aubert et al., Measurement of CP-Asymmetry Amplitude sin 2e, BaBar-PUB-02/008, hep-ex/0207042

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. 461996) 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 3861997) 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, 212003 (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/09508391

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), 010001 (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) 100109

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/0212027

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, 212003 (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/0212040

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. I.Belotelov et al., Study of Drell-Yan dimuons production with the CMS detector, CMS Note-2006/1231. Список иллюстраций

108. Треугольник унитарности, представляющий одно из соотношений унитарности матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскавы 10

109. Диаграммы Фейнмана золотой моды распада В/В —» J/^Kg (слева) и соответствующая пингвинная диаграмма 11

110. Золотая мода распада В/В J/фKQS 1+1~тт+ж~ . 1124 а)Накопительное кольцо HERA и четыре экспериментов,

111. Ь) подробный вид ускорительного комплекса . 14

112. Временная структура протонного пучка HERA. 15

113. Общий вид детектора Hera-В. 16

114. Дипольный магнит Hera-В . 19

115. Положение и наименование суперслоёв внешнего (желтый цвет) и внутреннего (красный цвет) трекеров. 20

116. Разбиение слоя внешнего трекера на модули. 21

117. Строение гексагональной дрейфовой ячейки. 22

118. Схема работы дрейфовой ячейки. 22

119. Принцип работы микрострипового газового детектора . 23

120. Изометрический вид и сечение детектора переходного излучения . 24217 а) Схема детектора черенковского излучения; Ь) пример наблюдения события в детекторе. 25

121. Области калориметра с различной гранулярностью . 26

122. Вид модуля внутренней части электромагнитного калориметра . 27

123. Четыре станции мюонной системы, разделённые слоями поглотителя. 27

124. 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

125. Четыре уровня триггера Нега-В, для каждого уровня показаны частота событий, фактор подавления шума, объём используемой информации и время принятие решения . 30

126. Модель обработки данных Нега-В. 34

127. Простая модель детектора для описания метода и проверки алгоритмов, а) Модель детектора без невыравненности;б) детектор с невыравненностыо. 39

128. Вид конструкционной матрицы D простой модели детектора из 12 плоскостей и 20 треков. 40

129. Вид матрицы С простой модели детектора из 12 плоскостей и 20 треков . 41

130. Вид редуцированной матрицы С' простой модели детектора из 12 плоскостей и 20-ти треков. 42

131. Пример невыравненной геометрии и незафиксированных внешних степеней свободы. 44

132. Решение метода наименьших квадратов, даваемое сингулярным разложением, обладает минимальной нормой среди бесконечного числа решений, минимизирующих функционал (рисунок из 77.). 47

133. Форма спектра сингулярных значений (слева), и две строки сингулярных матриц, соответствующие нулевым сингулярным числам в случае наличия двух нефиксированных степеней свободы(справа). 49

134. Форма спектра сингулярных значений (слева), и две строки сингулярных матриц, соответствующие нулевым сингулярным числам в случае когда внешние степени свободы зафиксированы (справа). 50

135. 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

136. Визуализация модели внешнего трекера. 53

137. 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

138. Спектр сингулярных значений матрицы С': а) начальной, построенной только на основе функционала (3.1), недо-определённой; Ь) доопределённой с помощью лагранжевых множителей. 57

139. Число обусловленности к уменьшается при увеличении расстояния между парами зафиксированных модулей . 58

140. Остаточная невыравненность для различных методов фиксации внешних степеней свободы (т. е. модификации С') . 59

141. Нормированные невязки, начальная невыравненность300 мкм, использовано 250000 треков . 62

142. Ширина распределения невязок измерений: а) в центральной; Ь) в периферической части внешнего трекера. 64

143. Среднее число: а) измерений на трек; Ь) треков на событие 65

144. Ширина распределений невязки для а) 5-мм ячеек, Ь) 10мм ячеек. Среднее число с) треков на событие; d) измерений на трек в зависимости от смоделированной невыравненности . 66

145. Параметры J/ф —*► /i/i-распадов в зависимости от смоделированной невыравненности: а) ширина пика; Ь) число событий под пиком; с) положение пика. 67

146. Параметры /^-распадов в зависимости от смоделированной невыравненности: а) ширина пика; Ь) число событийпод пиком; с) положение пика. 68

147. Общий вид детектора CMS. 69

148. Мюонная система детектора CMS. 70

149. Внутренний трекер детектора CMS . 71

150. Иерархия модулей невыравненности, отражающая механическое устройство частей детектора. 73

151. 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

152. 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

153. Разрешение по инвариантной массе для низких, промежуточных и высоких масс при различных сценариях невыравненности мюонной системы и трекера. 80

154. Эффективность реконструкции димюонов для низких, промежуточных и высоких масс при различных сценариях невыравненности мюонной системы и трекера. 80

155. Распределение по инвариантной массе для событий J/ф —?► рр: а) идеально выравненный детектор; Ь) выравнивание первых дней; с) долгосрочный сценарий выравнивания . . 81

156. Распределение по инвариантной массе для событий Z —> рр: а) идеально выравненный детектор; Ь) выравнивание первых дней; с) долгосрочный сценарий выравнивания . . 81

157. 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