国际直线对撞机量能器上光子鉴别算法的研究

国际直线对撞机（ILC）作为国际高能物理界一直推动的下一代正负电子对撞机，是大型强子对撞机（LHC）的必要补充，是研究TeV物理的重要平台，其主要目标是对Higgs粒子和TeV尺度的新物理进行精确测量。随着2007年ILC参考设计报告的问世以及近期LHC的运行，ILC国际项目进入实质阶段。ILC上物理目标对探测器各个部分的分辨率都提出了非常高的要求，包括电磁量能器上中性粒子的鉴别。对于tau物理以及新物理预言的多种新粒子的发现，单光子的鉴别能力都起着重要的作用。.本项目拟利用模拟数据和CALICE合作组电磁量能器物理模型束流测试数据，探索新的光子鉴别算法，以提升ILC电磁量能器上单光子的鉴别能力，为相关物理的研究提供基础。该研究将利用电磁簇射纵向和横向能量沉积的分布特性，结合成簇(clustering)算法的优化，寻求有效的光子鉴别方法。

国际直线对撞机（ILC）是正在研发的下一代正负电子直线对撞机。随着大型强子对撞机（LHC）上发现质量约为125 GeV的类Higgs粒子，ILC的建造将迅速提上日程。本项目主要研究了ILC上电磁量能器中的高能光子鉴别算法的研究，计划要点基本完成，但尚有部分内容仍在进行中。在完成数据分析、探测器模拟环境本地化的基础上，分析了6-45 GeV 单光子事例的蒙特卡罗数据，利用高能光子在量能器中电磁簇射纵向能量分布的一阶矩和二阶矩，构造了光子鉴别估算子，并将其应用于CALICE电磁量能器物理原型束流测试数据，进行了鉴别效率的研究。为了提高光子鉴别的能力，更好地实现ILC对粒子鉴别的要求，对如何充分利用电磁簇射几何特性进行了多种尝试，提出了综合利用电磁簇射纵向能量分布和横向能量分布的特性的方法，并引入Kalman 滤波算法同时进行光子成簇和鉴别。目前这部分工作仍在进行，预期一年内完成。研究过程中的部分结果已经总结，其中已发表论文2篇，其他正在审稿中。