BESIIIMDC事例重建毛泽普
一种特殊的北京谱仪事例起始时间计算方法介绍
第27卷 第3期核电子学与探测技术Vol.27 No.3 2007年 5月Nuclear Elect ronics &Detection TechnologyMa y 2007 一种特殊的北京谱仪事例起始时间计算方法介绍张 令1,毛泽普2,曾 云1,马 想2,马秋梅2,王亮亮2,王纪科2,邓子艳2,尤郑昀3,文硕频2,边渐鸣2,孙永昭2,孙胜森2,朱永生2,刘怀民2,刘春秀2,伍灵慧2,李卫东2,李海波2,李 刚2,张长春2,张建勇2,邹佳恒4,邱进发2,何康林2,何 苗2,张学尧4,张 瑶4,季晓斌2,杨 明2,苑长征2,冒亚军3,俞国威2,莫晓虎2,袁 野2,曹国富2,黄 彬2,谢宇广2,臧石磊2(1.湖南大学物理与微电子科学学院,长沙410082;2.中国科学院高能物理研究所,北京100049;3.北京大学物理学院技术物理系,北京100871;4.山东大学物理系,济南250100) 摘要:阐述了一种特殊的北京谱仪III (BESIII)事例起始时间计算方法的基本原理和算法结构,利用漂移室击中信息寻找径迹段,通过对径迹段做直线拟合,最后计算B ESI II 事例起始时间。
并通过蒙特卡罗数据进行调试和检验,证明了该算法的可靠性。
关键词:北京谱仪III ;事例起始时间;主漂移室;直线拟合中图分类号: TL817 文献标识码: A 文章编号: 025820934(2007)0320491206收稿日期:2006210227基金项目:国家自然科学基金(10175060)资助作者简介:张令(1982-),男,湖南人,湖南大学物理与微电子学科学院硕士生,从事微电子学与固体电子学研究 北京谱仪(B ESI/B ESII )是北京正负电子对撞机(B EPC )上的大型通用磁谱仪,主要用于2粲能区的物理研究。
它已经成功工作了十几年,取得了一批具有世界领先水平的物理结果[]。
现在B EPC 和B ESII 正在升级中(B EPC/B ESII →B EPCII/B ESIII )。
BESIII离线系统和性能测试
Ｂ ＳＩ Ｅ ＩＩ离线 系统 和 性 能测 试
孙永 昭 ， 李卫 东 毛 泽 普 马秋 梅 马 想ｈ ， 亮 亮 ， ， ， ， 王
王纪科 ， 邓子艳 尤 郑 昀。文硕 频 边渐 鸣ｈ ， ， ， ， 。孙胜森 ， 朱永生 刘怀 民 ， ， 刘春秀 伍灵 慧Ｌ ， ， 李海波 李 刚 ， ，
克偶素物理 、 轻强子谱 、 ／） 物理 和 ｒ ＤＩ ｓ 轻子物
理 的研 究 。Ｂ Ｉ Ｉ Ｂ ＳＩ 计 划 在 ２０ Ｅ） Ｉ Ｅ Ｉ Ｃ ／ Ｉ ０ ８年 正 式 运行 。在 Ｊ ￣峰值处 Ｂ Ｐ Ｉ设计 的亮 度 约 ／ Ｅ ＣＩ
为 ０ ６ ０ ｍ ｓ ～， 线事 例率 大 约 为 ． １∞ｃ ｘ ｅ 在 ｃ ３０Ｈ ， ００ ｚ每年离线系统需要处理的原始数据估
１ １Ｂ Ｓ Ｉ ｎｅＣ ｒｏ 拟嗍 ． Ｅ ＩＩＭｏ ｔ ａ ｌ 模
ＭＤ Ｃ重建的主要任务是精确重建 出带 电 粒子 的动量 和方 向 。带 电粒 子是 以近 似螺旋 线 轨迹穿越主漂移室 的， 它在 ｒ － 平面投影为 圆 弧线 ， Ｚ Ｓ 平面上为直线 （ 中 Ｓ ｒ － 其 为 平面上 径迹 的飞行 距 离 ） 。带 电粒子 在 穿过 漂移 室 的 路径上留下 的一 串电离粒子 ， 在电场的作用下 分别 向邻 近的信号丝和场丝漂移 ， 并在信号 丝 上 感应 出信号 。ＭＤ 径迹 拟 合重 建 算 法 依 据 Ｃ 原始击中信号 ， 使用模式匹配的方法进行径迹
８４ ２
维普资讯
ｔｎ ａａ独 立 管理 ， 有 良好 的灵 活性 、 维 ｅｔＤ ｔ） 具 可 护性 和可 扩 展 性 。在 Ｂ ＳＩ 离线 软 件 系统 平 ＥＩ Ｉ
建系 统 。
１ ２ １ＭＤ ． ． Ｃ重 建
BESIII实验数据并行处理的研究
粲物理实验研究 。Ｂ Ｓ Ｉ ＥＩ 离线数据处 理系统将实验获取的探测器原始数据转换为适合 于物理分 析的数 Ｉ 据 。主要研究 了 Ｂ Ｓ Ｉ Ｅ Ｉ 实验数据 的并行计算处理 。针对 目 Ｉ 前计算机 的多核 Ｃ Ｕ硬件 结构 ， 用多线 程 Ｐ 采 编程技术 ， 了 Ｂ Ｓ 离 线数据处理事例级别的多线程 并行计算 。性 能测试表 明多 线程并行 处理 能 实现 Ｅｍ
流程。
算法 和服 务 管理 器采用 了 以名字 为参数 的工厂 方法 实 现 了 对 算 法 和 服 务 的创 建 。框 架 通
过算法或服务 的接 口以及保存在管理器中的实 例列表管理算法或服务。 为了实现参数化 的工厂方法 ， 框架定义 了 以名字 、 类型和指针为元素的命名系统 。在 】 ＢＳ Ｏ Ｓ中类 型 和名 字 一般 情 况 下 都是 相 同的 字
维度 可 划 分 为 ： 久 数 据 和 瞬 态 数 据 。 同 时 ， 持
自然科学 基金 资助 （ ０ ２０ ３ １８ ５ ４ ，００ ０ ４ １８ １６ ，０ ７ １ １ １７ ５ ３ 。
Ｙ １３ ０ Ｃ 。 ０ １Ｍ０ ５ ）
作者简介 ： 田浩来 （９ ３ 一） 男 ， １８ ， 四川人 ， 士 研究 博 生在读 ， 从事粒子 物理 实验软件和数据分析研究 。
；
事例处理线程１
架就能动态地发现和管理实现的算法和服务 。
２ 整 体 设 计
虽然 高 能 物 理 对 撞 实 验 产 生 的数 据 量 巨
大， 但这些数据具有事例之间相互独立的特点 。 我们 以 Ｂ Ｓ 为基础开发的多线程并行数 据处 ＯＳ 理系统 Ｍ Ｂ Ｓ ， Ｔ Ｏ Ｓ 利用该特点实现 了事例级别 的数据并行处理 。该系统首先 以顺序方式把事 例预读人到一个公共 的先进先 出的队列 中， 同 时按 照用户需求把算法组复制到多个数据处理 线 程 中 ， 个数 据 处 理 线 程从 公 共 数 据 队列 中 每 读取数据， 实现 以事例并行为基础的数据处理
真皮脱细胞基质复合骨髓间充质干细胞修复比格犬关节软骨缺损
·研究原著·
真皮脱细胞基质复合骨髓间充质干细胞修复比格犬关节软骨缺损
靳少锋，郑 蕊，杰永生，陈 磊，綦 惠，孙 磊，舒 雄(北京积水潭医院/北京市创伤骨科研究所，北京市 100035)
检测：
(1)大体观察； (2)苏木精-伊
红染色；
(3)免疫组化 检测Ⅱ型
胶原表达。
结论： 自体骨髓 间充质干 细胞与真 皮脱细胞 基质复合 物具有更 明显促进 软骨修复 的作用。
靳少锋，男，1981 年生， 河北省曲周县人，汉族， 2007 年 解 放 军第 四 军 医 大学毕业，技师，主要从 事组织修复材料方面的实 验研究。
通讯作者：舒雄，研究实 习员，北京积水潭医院/北 京市创伤骨科研究所，北 京市 100035
文献标识码:A 投稿日期：2018-10-24 送审日期：2018-11-05 采用日期：2018-12-08 在线日期：2019-05-30
文题释义： 骨髓间充质干细胞作为软骨组织工程中的种子细胞：目前软骨细胞作为种子细胞在体外已经构造出各种不同 的成熟软骨组织，但软骨细胞体外扩增能力差，且易发生老化和去分化，效果都不够理想，而且软骨细胞在 体内来源有限，取材时还会引起新的创伤，这些问题显著限制了其临床应用潜能。骨髓间充质干细胞是一种 多能成体干细胞，具有多向分化及自我更新的潜能，还具有明显的可塑性，易于体外培养、扩增。在体外被 诱导分化为软骨细胞，而且在体内可迁移到软骨损伤处，参与软骨缺损的修复。 真皮来源细胞外基质：是动物皮肤组织通过各种物理和化学方式处理，去除其表皮及真皮层的细胞成分，保 留完整的细胞外基质蛋白和基底膜。由于具有合适的孔隙率，良好的生物相容性和支撑效果，是一种修复软 骨缺损合适的支架材料。
BESⅢ次级顶点重建专用工具的开发
BESⅢ次级顶点重建专用工具的开发王纪科;毛泽普;何康林;李卫东;徐敏【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2010(030)002【摘要】BESIII事例顶点重建专用工具采用Kalman滤波方法对物理事例顶点产生的径迹进行拟合,使得产生在束流管内的事例顶点的径迹参数和相关的误差矩阵得到准确的修正,从而使得次级顶点的重建结果更加正确,得到更加精确的物理结果.经过数据分析检验,该工具性能可靠.【总页数】5页(P194-198)【作者】王纪科;毛泽普;何康林;李卫东;徐敏【作者单位】中国科学院高能物理研究所,北京,100049;中国科学院高能物理研究所,北京,100049;中国科学院高能物理研究所,北京,100049;中国科学院高能物理研究所,北京,100049;中国科学技术大学,合肥,230026【正文语种】中文【中图分类】TL817【相关文献】1.BES Ⅲ主漂移径迹重建软件MdcPatRec的设计与实现 [J], 张瑶;李卫东;张学尧;毛泽普;马秋梅;马想;王亮亮;王纪科;邓子艳;尤郑昀;文硕频;边渐鸣;孙永昭;孙胜森;朱永生;刘怀民;刘春秀;伍灵慧;李海波;李刚;张长春;张令;张建勇;邹佳恒;邱进发;何康林;何苗;季晓斌;杨明;苑长征;冒亚军;俞国威;莫晓虎;袁野;曹国富;黄彬;谢宇广;臧石磊2.BES-Ⅱ快速数据重建 [J], 荣刚;张家文;郭义庆;张少强;赵棣新3.BESⅡ顶点探测器径迹组合触发判选系统 [J], 赵棣新;丁慧良;李卫东;马恩成;张月元;顾建辉;过雅南;郁忠强;谈益平;刘军4.北京谱仪Ⅱ(BESⅡ)顶点探测器数据获取系统 [J], 李小南;张炳云;过雅南5.BES顶点探测器电子学系统 [J], 屈云河因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
脱细胞真皮基质重建表皮的临床应用研究
脱细胞真皮基质重建表皮的临床应用研究杜鸣;刘伟;曹谊林【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2003(007)011【摘要】随着现代医学的发展 ,对于大面积皮肤缺损患者的治疗取得了巨大的进步.现在已经能使烧伤面积超过全身面积 90%的患者得以存活下来.治疗过程中主要需要解决的问题在于如何实现创伤部位皮肤迅速与永久的重建.目前常用的方法是自体薄层皮片移植,这种方法虽可以使创面安全、可靠的愈合,但这种方法常导致创面挛缩、瘢痕形成及供区皮肤的创伤.挛缩与瘢痕形成程度与真皮的多少关系十分密切,因此,真皮替代物的研制受到了相当的重视.目前已经有多种真皮替代物问世,如胶原海绵、聚乙醇酸等.就一种真皮替代物-脱细胞真皮基质的制备与使用方法进行阐述,并对其发展方向进行相应的预测.【总页数】2页(P1686-1687)【作者】杜鸣;刘伟;曹谊林【作者单位】上海第二医科大学附属第九人民医院整形外科,上海市,200011;上海第二医科大学附属第九人民医院整形外科,上海市,200011;上海第二医科大学附属第九人民医院整形外科,上海市,200011【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.异种脱细胞真皮基质临床应用研究与进展 [J], 杨荣强2.异种脱细胞真皮基质作为羟基磷灰石义眼台眶内植入包裹材料的临床应用研究[J], 尹东芳;王艳华;文玉琴3.异种脱细胞真皮基质在口腔颌面部手术中的临床应用研究 [J], 樊丽娜;博升4.视神经损伤64排CT检查及多平面重建的影像学特征及其临床应用研究视神经损伤64排CT检查及多平面重建的影像学特征及其临床应用研究 [J], 姜涛;5.脱细胞真皮基质在口腔科的临床应用研究 [J], 王凤琼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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MDC 径迹寻找
我们开发了两套独立的径迹寻找程序: MdcPatRec 和 MdcTsfRec 两套程序均已用于MDC的数据处理中, 其原理如下:
MDC 径迹J/ψ Run 9947 Bhabha events ) Tracking efficiency : Barrel: 98.6% CPU for MC data: about 10 ms/track
MDC 径迹快重建
Fast, simple tracking for Test xy100um z4mm
xy 100um
p/p56MeV
z 4mm
p 56MeV
Eff=99%
MDC 径迹寻找
• 在均匀z向磁场中(BX = BY = 0, Bz=C) 带电粒子运动轨迹(圆柱螺旋线Z)描述： X(s) = x0 + R[cos(0+hscos/R) -cos0] Y(s) = y0 + R[sin(0+hscos/R)-sin0] Z(s) = z0 + ssin x-y 平面投影: 园 (d2X/ds2=cos2 /Rh ) • 在一个特定的参考系中径迹参数为:
• Pt/Pt = 0.5 %(@1 GeV)
• dE/dx 分辨 0.6-0.7%
MDC 事例重建系统
Hit wire ID TDC(时间) B(磁场) MDC Event Rec. 径迹属性: 空间位置 动量 电荷 粒子种类 …….
Event –Test
Tracking
Kalman fit
dE/dx PID
= (d , , , dz, tan )T , d : signed distance of helix from pivot in x-y plane, : The azimuthal angle to the helix center, : 1/pt, dz: signed z distance of the helix from pinot in the z direction, tan: the slope of the track, : dip angle
事例起始时间计算
我们开发了五种独立的方法共同完 成事例起始时间计算: 1 MDC径迹TOF匹配法 2 EMC & TOF匹配法 3 MDC径迹段直线拟合法 4 MDC径迹法 5 MDC径迹拟合方法
• 效率： – Bhabha，dimu：>99.8% – Hadron: 99.6% – Cosmic：99.9% – 误判率~1% • 时间分辨: 0.3ns~0.4ns
MDC 时间刻度
• X-T关系刻度原因
小单元漂移室中电子漂移特性 – 单元内电场分布不均匀导致了电子漂移速度的 非均匀 – 信号丝附近，电场较强，漂移速度较大 – 随着漂移距离的增大，电场逐渐减弱，漂移速 度也逐渐减小 – 单元边界，漂移线严重弯曲，因而随着漂移距 离的增大漂移时间迅速增大
• X-T关系刻度方法 – 时间谱积分法 – Δd-T迭代法 • X-T 关系函数 采用5 阶多项式 ＋1阶多项式
BESIII MDC 事例重建
毛泽普
中国科学院“核探测技术与核电子学”重点实验室 中国科学院高能物理研究所
2010年 8月17日
主要内容
• 径迹寻找 • 径迹拟合 • 时间刻度 • dE/dx粒子鉴别 • 总结
一
径迹寻找
BESIII MDC 结构
• 43丝层(24S +19A) • 6796 信号丝 • XY = 130 m,
* X-T关系刻度 * T0刻度 * 时幅关系刻度
• 刻度流程
* 几何位置校
• 数据样本：通常用Bhabha或dimu事例 • 刻度理论模型: 径迹残差法
2 i 1
N hit
(i ) (i ) 2 (d meas dtrac k)
i2
Dmeas：径迹与信号丝间的测量距离 Dtrack: 拟合径迹与信号丝的距离(拟合距离） σ i： 该测量点的权重(空间分辨）
5.次级顶点重建工具：ExtToSecondVertexTool按照用户指定的位置拟合.
• MDC 径迹拟合基本性能 by 0.3GeV cos=0.83
三 MDC 时间刻度
• 时间刻度的任务与方法(反复叠带，逐渐逼近) * 要达到空间分辨130μm, 动量分辨 0.5%@1GeV/c
* MDC 信号道数(信号数): 6796
• 拟合方法 (Least Square Method) 2 = (i/i)2, i=1, nhits ; i =d(xi(i) – di
E ={(1/2) (∂ 2 2 / (∂T∂ ) }-1 •
(i = dfi - dmi )
径迹属性:
Pt = 1/||, Py = (1/||) cos(0 + ), Px = (1/|| ) (-sin(0 + ), Pz =( 1/||) tan
Efficiency vs P
Efficiency vs angle
pt/pt vs P
二 MDC径迹拟合(Kalman-Filter方法)
• Kalman-Filter 基本原理：
对离散数据，用当前状态矢量预测下一个状态矢量的LSM方法
•
径迹拟合的目的：
径迹精细修正 NUMF, Multiple scattering, Energy loss …
• 径迹拟合的基本过程和原理：
1.预测：用径迹当前的状态矢量预测第k时候的状态矢量
2.过滤：加权组合第k时的预测信息和测量信息,估计k状态矢量信息
3.平滑：用全部时刻n(n>k)的测量信息回推, 估计k时刻的状态
MDC 径迹拟合
• 我们开发了五个不同用处的程序块，现已经用于物理分析中
1.分析流程：filter单向由外往里, 输出IP点参数，用于物理分析 2.刻度流程：双向filter迭加, 输出每点径迹参数 3.平滑流程：输出每个击中层以及最外点径迹参数、每小段的飞行时间总和，用 于dE/dx刻度，外推, TOF刻度等 4.宇宙线校准流程：用于校准流程，将宇宙线进行连接并进行拟合