Диссертация (Исследование флуктуаций числа нуклонов-участников и отбор событий по центральности в экспериментах по столкновениям ультрарелятивистских ядер), страница 10

3.7: Корреляции в разных диапазонах по псевдобыстроте между амплитудой сигнала в детекторе VZERO и числом треклетов в SPD [данная работа].Технически процесс калибровки осуществляется следующим образом:Сначала с помощью специального C++ класса AliMultSelectionTask извлекаются данные по измеренному количеству рожденных частиц в каждом детек-58торе (VZERO, SPD, AD), после на извлеченные распределения накладываютсяограничительные условия, производится корректировка распределений в зависимости от положения вершины столкновения. Затем, с учетом этим условий,с помощью программы AliMultSelectionCalibrator осуществляется калибровкаданных : каждому значению множественности присваивается процентное соотношение по центральности.

Преимущество новой калибровки, используемойтеперь на эксперименте ALICE, заключается в том, что при изменении фильтров, накладываемых при отборе данных для анализа, нет надобности каждыйраз перестраивать распределение вновь.Готовые результаты, отражающие перевод значений измеренной множественности рожденных частиц в данном детекторе в процентное соотношениепо центральности, записываются в доступный для дальнейшего анализа rootфайл.

Эта процедура проводится для каждого рана (периода сбора данных наэксперименте). Файл сохраняется в библиотеке AliROOT и доступен для всехучастников эксперимента ALICE для применения при анализе данных, требующего более детального отбора событий по центральности.Чтобы оценить качество данных, а также найти наборы данных, похожихпо характеристикам, что делает возможным их объединение в группы при расчете якорной точки, а следовательно ускоряет процесс калибровки, авторомбыла создана программа по контролю качества данных, позволяющая проводить такого рода наблюдения.

В частности, она показала стабильность новогодетектора AD (см. рис. 3.8 и 3.9) и временную деградацию измерений VZERO(см. рис. 3.10 и 3.11).59Рис. 3.8: Среднее значение амплитуды сигнала (ось ординат) в детекторе ADв быстротных окнах 4.8 < < 6.3 (ADA) и −7.0 < < −4.9 (ADC) длякаждого рана (ось абсцис). Отклонение значений для ранних раннов вызванотем, что в тот период не все части детектора были введены в эксплуатацию.Постоянное среднее значение сигнала детектора ближе к концу периода сбораданных свидетельствует о стабильности детектора AD [данная работа].60Рис. 3.9: Суммарное значение амплитуды сигнала детекторов AD (ось ординат)для каждого рана (ось абсцис). Стабильность показаний в правой части графика была достигнута после введения в эксплуатацию всех частей детектора AD[данная работа].61Рис.

3.10: Среднее значение амплитуды сигнала (ось ординат) в детектореVZERO в быстротных окнах 2.8 < < 5.1 (VZERO-A) и −3.7 < < −1.7(VZERO-C) для каждого рана (по оси абсцис). Наблюдается изменение среднего значения со временем, что вызвано радиационной деградацией детектора[данная работа].Рис.

3.11: Суммарное значение амплитуды сигнала (ось ординат) детекторовVZERO для каждого рана (ось абсцис). Наблюдается нестабильность среднегозначения амплитуды сигнала, вызванное радиационной деградацией детекторав процессе длительной работы [данная работа].62Глава 4Измерение множественности заряженныхчастиц4.14.1.1Экспериментальные данныеУсловия эксперимента и набора данныхВ ноябре 2015 года на БАК были собраны первые данные с энергией на пару√нуклонов в системе центра масс = 5.02 ТэВ. Результаты, представленные вданной работе, были получены в самом начале периода сбора данных, так какне требуют высокой статистики. В этот период взаимодействия происходили счастотой 300 Гц, из которых примерно 25 Гц являлись адронными взаимодействиями, прочие же были вызваны фоновыми электромагнитными процессамии надежно отбрасывались триггерной системой.

В анализе использовался объем данных в 105 адронных событий. Вероятность одновременного рассеяниянескольких ядер во встречных пучках была достаточно малой, чтобы исключить так называемые ҡперекрывающиесяә (pile-up) события.Для отбора событий использовался триггер AN D , требовавший наличиясигнала в обоих детекторах системы VZERO (детали триггеринга см.

в разделе2.2). Кроме того, была применена дополнительная процедура отбора событий,исключающая фоновые события от пучка с помощью информации о временныхпромежутках, измеренной в системах VZERO и ZDC.4.1.2Измерения множественностиДля измерения множественности использовались короткие сегменты треков- треклеты 2.2. Кандидаты-треклеты были определены по хитам в двух слоях63SPD и первичной вершине. Позиция первичной вершины вычислялась с помощью корреляций позиций хитов (детальное описание см. в разделе 2.2).

Длякаждого треклета были вычислены отклонения угла по отношению к положению первичной вершины и , на которые было наложено ограничение:2 =(︁ )︁2ϕ+(︁ )︁2θ< 1.5где ϕ = 60, θ = 25 sin2 мрад.Это ограничение исключает не только случайные комбинации двух точек,но также частицы с малым импульсом (ниже 30 МэВ/с), которые оказываются, ниже диапазона ограничений, поскольку частицы с импульсом меньше50 МэВ/с поглощаются материалом детектора. Аксептанс SPD по псевдобыстроте зависит от z-положения вершины. Были отобраны события с || < 7 см,соответствующие интервалу || < 0.5 и почти однородному аксептансу.Данные были скорректированы на неидеальность аксептанса и эффектив-ность с помощью Монте-Карло симуляций [46]. Коррекции учитывали возможное наличие неактивных каналов детекторов во время сбора данных, а такжефизические процессы внутри детекторов, влияющие на эффективность.

Дляучета материала детекторов проведено моделирование отклика детектора с помощью GEANT3 [48].4.1.3Определение центральностиВ качестве основного детектора, определяющего центральность, была выбрана комбинация VZERO-A и VZERO-C, использованная ранее при меньшихэнергиях столкновений [49]. К распределению сигнала в системе VZERO былпостроена аппроксимурующая функция, вычисленная из модели Глаубера (детальное описание см. в разделе 5.1). Это позволило определить полное число событий при предположении идеальности треггеринга и отсутствия электоромагнитного фона для событий малых множественностей, а также ҡякорную точкуә.ҡЯкорная точкаә позволяет исключить события, для которых вклад электромагнитного фона оказывается значительным. Исключаются 10% переферическихсобытий.

Возможности детекторной системы ограничиваются 90% центральности.64В анализе множественности диапазон исследуемой центральности был ограничен 80% центральных столкновений. С помощью фита к сигналу системыVZERO было определено соответствие между измеренным сигналом, центральностью и числом участников в модели Глаубера (см. таблицу 4.1) для исследуемых событий.2Таблица 4.1: Значения ⟨ch /⟩ и ⟨Npart⟩ , измеренные в диапазоне || < 0.5 дляодиннадцати классов центральности.

Значения ⟨part ⟩, вычисленные с помощьюмодели Глаубера, также представлены в таблице (см. [46]).Было исследовано несколько источников систематической ошибки, связанных с центральностью. Вклад электромагнитного фона искажал распределениесигнала системы VZERO, искажение увеличивалось ближе к периферическимсобытиям.

Ошибка была оценена с использованием независимых механизмовопределения центральности (например, разбиения событий на классы по множественности треклетов в SPD, см. раздел 3.1.1). Более детальное описаниеисследования систематических ошибок на определение центральности, а такжена измеренную множественность, см. в [46].654.2РезультатыВпервые получены результаты для энергии√ = 5.02 ТэВ на нуклон-нуклонную пару в системе центра масс.

Множественность заряженных частиц всреднем интервале псевдобыстроты (|| < 0.5) в различных классах центральности при данной энергии представлены в таблице 4.1.Для сравнения с ранее проведенными экспериментами результаты нормированы на среднее число пар нуклонов-участников (вычисленное в каждом классецентральности с помощью модели Глаубера).

Значение для 5% центральных событий сравнивается (см рис. 4.1) как с результатами для более низких энергийстолкновения тяжелых ядер, так и с результатами для более легких систем (pp,pA).В новом диапазоне энергии сталкивающихся систем проведено сравнениемножественности заряженных частиц в различных классах центральности какдля ядро-ядерных, так и для нуклон-ядерных столкновений с результатами,√полученными ранее коллаборацией ALICE при энергии ( = 2.76 ТэВ). Былотакже проведено сравнение полученных результатов в данном диапазоне энергии с модельными расчетами.4.2.1Множественность в зависимости от энергииЦентральные столкновения тяжелых ядер служат ключом к пониманию взаимодействия систем, состоящих из большого числа нуклонов, которое отличается от взаимодействия соответствующего числа несвязанных нуклонов за счеткогерентного характера поведения нуклонов в ядрах. Первые измерения, которые проводят с целью сравнения характера взаимодействия таких систем,связаны с множественностью рожденных частиц в интервале средних псевдобыстрот без учета значений импульсов (жесткости процессов столкновений) иидентификации частиц.

Более детальные измерения (спектр рожденных частицпо псевдобыстроте и поперечному импульсу) проводятся на более поздних этапах анализа и позволяют судить о более тонких эффектах взаимодействия исвойствах рожденной материи (см, например, [50]).Для сравнения множественности заряженных частиц, рожденных в AA, pAи pp столкновениях, данную величину нормируют на среднее число участни-66ков, вычисленное из модели Глаубера.