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北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)实验即将运行在升级后的北京正负电子对撞机上。μ子鉴别器是BESⅢ的一个子探测器,用于测量和鉴别μ子。本人在BESⅢ离线软件上的工作包括:BESⅢμ子鉴别器的模拟软件、径迹重建软件的开发和对μ子鉴别方法的研究;几何描述标记语言(GDML)的开发并将其首次应用于BESⅢ实验所有子探测器的模拟、重建和事例显示:独立开发了BESⅢ离线事例显示软件。
μ子鉴别器模拟软件是BESⅢ模拟软件的一部分,基于GEANT4软件,详细描述了μ子鉴别器的几何结构和探测器响应,现己能够稳定地为重建程序和物理分析提供蒙特卡罗数据输出。重建软件在大部分动量范围内对μ子的重建效率已达到99%,对μ子的动量探测下限在0.4~0.5GeV/c之间,达到BESⅢμ子鉴别器的设计指标。同时通过对鉴别方法的研究,将神经网络方法应用于BESⅢ的μ/π鉴别,取得了较好的鉴别效果。
几何描述标记语言(GDML)于2003年在CERN提出,目的是为GEANT4提供一种新的探测器描述方式。本人在GDML开发组成立的第一年即加入并独立开发了GDML到ROOT软件的接口,实现了GEANT4和ROOT间的探测器描述共享,从而在真正意义上实现了GDML的跨平台数据自动交换功能,后将该接口并入ROOT成为其中的一个标准软件包。GDML已于2005年发布了正式版本,为世界上许多高能物理和核物理实验所使用。本人将GDML首次应用于BESⅢ实验,对所有子探测器实现了统一的探测器描述,并使其为模拟、重建、显示等多种应用所共享。同时基于GDML,提出了一种在GEANT3、GEANT4和ROOT这三个高能物理实验常用软件之间自动交换探测器几何描述的新方法,能够减少高能物理实验各种软件应用中探测器描述不一致的可能性,并能够提高软件开发效率和软件质量。
事例显示软件是每个大型高能物理实验不可或缺的工具软件之一。本人在BESⅢ实验中,独立自主地开发了离线事例显示软件。该软件以ROOT为平台,拥有方便而友好的图形用户界面,支持多种二维和三维显示模式,通过实现互动式功能,能够合理地显示原始数据、重建数据、模拟数据真实信息以及它们之间的关联等多种信息,帮助用户有效地开发和调试模拟、重建等各种应用软件,同时也为BESⅢ的物理分析,特别是稀有衰变道的分析提供了一个有力的工具。BESⅢ事例显示软件既通过调研综合了其他高能物理实验同类软件的优点,同时又兼具一系列自主创新的独特功能,简单易用,已在BESⅢ合作组中得到广泛使用。
PHENIX实验是运行于相对论重离子对撞机上的一个实验。通过高能重离子对撞和极化质子对撞,研究夸克-胶子-等离子体的性质和核子的自旋结构。本人参与了PHENIX实验中一个新的子探测器--前向顶点探测器的设计、模拟和重建软件的开发,并通过大量模拟事例的产生和分析,研究了如何使用前向顶点探测器,在PHENIX实验对重味介子到μ子衰变的测量中提高信号本底比,同时研究了结合前向顶点探测器与现有的μ子探测器,在PHENIX实验中进行W物理测量的可行性。这些研究有助于深入了解前向顶点探测器的性能及其升级的必要性。