Referenzvolumen in der Collider/Detektor-Physik

Ich versuche, die ATLAS-Messungen für ein persönliches Projekt zu verstehen, um zu lernen, wie man Pythia verwendet, und ein Teil meiner Arbeit erfordert, dass ich die Verteilung für den Zerfall des Z-Bosons nachbilde. Ich bin auf den Begriff „Referenzvolumen“ gestoßen und frage mich, was das ist, weil ich online keine Antwort finden konnte.

Was ist also das Referenzvolumen im Kontext der Partikelphänomenologie? Ist die Region des Phasen-/Energieraums von Interesse?

Oder geht es um Hypothesentests?

kurze Antwort: Ja, es ist der Bereich des Phasen-/Energieraums, der von Interesse ist.

Antworten (3)

Bei einigen Detektorexperimenten

  1. Die Reaktion an der Peripherie des Detektors ist kaum bekannt.
  2. Die Mehrzahl der Hintergrundereignisse interagieren in der Peripherie des Detektors. Die Peripherie des Detektors ist die abschließende Abschirmung.
  3. Einige Teile des Detektors können beschädigt sein.

In solchen Fällen werden Ergebnisse von solchen Teilen des Detektors ignoriert. Die Ergebnisse werden vollständig aus dem Referenzvolumen (dem zuverlässigen, zentralen Bereich des Detektors) gezogen, in dem weder 1. noch 2. zutreffen.

Gelegentlich kann sich Bezugsvolumen jedoch metaphorisch auf ein interessantes Volumen des Phasenraums von Objekten beziehen, die bei einer Kollision erzeugt werden, in dem 1. und 2. nicht zutreffen.

Diese Präsentation (NB: PDF) hat eine "Jargon"-Seite, die besagt,

  • Bezugspunkt (Webster):
    1. Als Referenzstandard genommen
    2. Gegründet auf Glauben oder Vertrauen
    3. Eine Natur haben, der man vertrauen kann
      • Bezugsvolumen (Teilchenphysik):
    4. Das Volumen, das für physikalische Messungen verwendet wird
    5. Das Volumen, in dem angenommen wird, dass der Detektor gut verstanden wird

Mit dem folgenden Diagramm (für Formatierungszwecke leicht modifiziert)Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Referenzvolumen ist also im Grunde das Volumen des Observatoriums, bei dem eine bestimmte Anzahl (typischerweise 90 %) von Ereignissen akzeptiert werden soll, und ist kleiner als das Gesamtvolumen. Für den besonderen Fall von Super-Kamiokande hat es ein Gesamtvolumen von 50 kt und ein Vergleichsvolumen von 22 kt.

Bei den DM/Neutrino-Experimenten sind die Kanten des Detektors im Grunde eine letzte Abschirmschicht. Aber was ist mit dem LHC? Was ist mit den Rändern los? Ich kann es vermuten, aber ich weiß es nicht genau.
@innisfree: Ich weiß es nicht genau, aber ich stelle mir vor, dass es dort wahrscheinlich eher ein S / N-Verhältnis ist (z. B. ∝ ( N Ö b s − N b k g ) ) als die Kanten für Neutrino-Experimente. (Ich habe das "ATLAS" -Bit verpasst, als ich die Frage zum ersten Mal gelesen und basierend auf dem, was ich über SK wusste, geantwortet habe).
Seltsamerweise fangen wir an, mehr Experimente zu sehen, bei denen statistische Methoden angewendet werden, um einen Teil des ursprünglich ausgeschlossenen Volumens bei reduziertem Gewicht zählen zu lassen. Siehe zum Beispiel das dritte KamLAND-Papier.
@dmckee Könnte das Hintergrund-/Detektorverhalten (wie schlecht auch immer) in den schlechten Regionen genauso modelliert werden wie in der Referenzregion? es könnte sehr wenig statistische Aussagekraft haben, aber die gleichen Methoden könnten angewendet werden?
@innisfree Mehr oder weniger. Der treibende Faktor ist, wie gut Sie die Hintergründe kennen, sodass diese Art der Analyse erfolgt, nachdem Sie den einfachen Teil des Detektors bereits verstanden haben.

ATLAS hat keine experimentweite Definition von "Fiducial", es bedeutet im Grunde empfindlich für Signale.

Die Definition ist verwirrend, da ATLAS (und CMS, D0, CDF usw.) im Gegensatz zu den meisten Experimenten nicht nur den physikalischen Bereich definieren, in dem das Experiment empfindlich ist, sondern auch Kollisionseigenschaften. Das bedeutet, dass die Definition von Fiducial nicht auf das Detektorvolumen beschränkt ist. Stattdessen ist es grob definiert als der Parameterraum von Ereignissen, in dem Sie erwarten können, Ihr Signal zu messen.

Leider kann dies davon abhängen, was Sie messen möchten. Andere "Passerschnitte" können beinhalten:

  • p t von Objekten (Jets, Leptonen etc.)
  • η von Objekten
  • Verschiedene Beziehungen zwischen den Objekten im Detektor (z. B. fehlende Querenergie usw.)

Weiter verwirrend ist, dass einige Gruppen innerhalb des Experiments den Begriff "Fiducial" vollständig weglassen; das Finanzvolumen darf nur als „Signalregion“ bezeichnet werden. Während es also im allgemeinsten Sinne den Ort bedeutet, an dem Ihr Signal stark ist, sollte der Begriff niemals ohne eine genauere Definition erscheinen.

Referenzvolumen in der Collider/Detektor-Physik
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