大亚湾反应堆中微子实验离线软件PPT课件

1、大亚湾反应堆中微子实验离线软件何苗中国科学院高能物理研究所2010-04-19为什么需要离线软件 探测器模拟在探测器的建设阶段，模拟数据对探测器的材料、尺寸、结构等的选取和设计起到重要的指导作用；在离线刻度及重建软件的开发阶段，模拟数据可以用于软件调试、算法研究、参数优化等；在正式取数之前，可以利用模拟数据发展物理分析方法。 刻度及重建根据探测器记录的原始信息，计算得到粒子在探测器中的沉积能量、顶点等信息，提供给物理分析使用。 软件框架算法管理事例循环数据交换输入输出提供各种服务2大亚湾离线软件 NuWa(女娲)：Neutrino at Daya Wan 软件框架：Gaudi 探测器模拟：Ge

2、ant4 数据库：MySql 编程语言：C+, python 操作系统：SLC, Mac OS 软件配置管理：cmt 软件版本管理：svn 其它外部库：CLHEP, ROOT, XML 3离线软件安装及发布 软件安装工具软件安装工具dybinst 自动下载并安装以下软件包 CMT 外部库(例如AIDA, CLHEP, ROOT, Geant4) LHC projects: gaudi, lcgcmt, lhcb dybgaudi(NuWa) 只需一行命令 dybinst all4软件发布历程代码浏览http:/ 软件框架 模拟 刻度 重建 数据库 在线数据处理流程 物理分析方法67软件框架Ga

3、udi Object DiagramConverterAlgorithm3Event DataServicePersistencyServiceDataFilesAlgorithm2Algorithm1Transient Event StoreDetec. DataServicePersistencyServiceDataFilesTransient Detector StoreMessageServiceJobOptionsServiceOtherServicesHistogramServicePersistencyServiceDataFilesTransientHistogram Sto

4、reApplicationManagerConverterConverterExecution cycle(TES)8ReadoutEventCalibReadoutEventRecEventPerReadoutEventPerCalibReadoutEventPerGenEventGenEventSimEventElecEventSimTrigEventSimReadoutEventPerSimEventPerElecEventPerSimTrigEventPerSimReadoutEventPerRecEventRawDataData model in TESData model in R

5、OOTAlgorithmConvertorDetSimElecSimTrigSimReadoutSimReadoutSimReadoutSimRawDataIOCalibAlgReconAlg事例模型及数据流程模拟 开发历史 探测器描述 采用xml文件9G4dyb(2006.1.)NuWa(2008)Geant4 Interface for Gaudi Applications (GiGa) 反中微子探测器(AD)远点反符合探测器 相互作用模型 添加淬灭效应 修正中子俘获过程 光学模拟 使用Geant4的光学模拟，定义了契伦科夫过程、闪烁光过程、光子吸收、光子重发射、光子瑞利散射和光子的边界过

6、程。 模拟参数根据实验测得 数字化 模拟电子学响应 触发及读出模拟：一个物理事例可能引起多次触发，每次触发对应一次读出，即一个Readout(或称为子事例)10 模拟样本混合 分别产生不同的样本，在Readout级别按时间混合11IBD(Inverse Beta Decay, 即反中微子事例)Muon(宇宙线)Radioactive(天然放射性)ttttMixingreadout刻度12Pedestal runCalibration runReadoutReadoutPedestal刻度PMT gain刻度Time offset刻度txt/databaseCalibReadoutCalibPa

7、ramCalibAlgPhysics runReadout 电子学台阶刻度 无信号源 周期触发13 PMT增益刻度 LED作为信号源 外触发 拟合单光电子谱重建14ReconAlgAdFastQCtrToolAdQsumEnergyToolAdCenterOfChargePosToolRecEventRecTrigger1RecTrigger2RecTrigger3IReconToolreconstruct(const CalibReadout&, RecTrigger&);CalibReadout反中微子探测器顶点重建 根据电荷分布，用最大似然法拟合得到顶点位置 计算期待电荷

8、 构造似然函数 假定顶点在不同位置 计算相应期待电荷并与实际测得的电荷分布对比 最接近的一组期待电荷对应的顶点位置即为最终结果15Isotropic Scintilation light 点光源模型点光源模型(x y z E)ri16离线数据库已有的数据库表Tables from DAQ DBDaqRawDataFileInfo(Vld)DaqRunInfo(Vld)DaqCalibRunInfo(Vld)DaqRunConfigTables from DCS DBDcsPmtHv(Vld)Other tablesSimPmtSpec(Vld)CalibPmtSpec(Vld)CalibFee

9、Spec(Vld)FeeCableMap(Vld)数据库访问(database interface)DbiSimDataSvcDbiCalibDataSvcDbiCableSvc17离线数据库管理MasterBackupSlaveSlaveLocal大亚湾现场Onsite DB中央数据库Central DB本地数据库Local/Slave DBReplicationReplication现场数据处理实时获取原始数据，并完成数据质量监控、事例显示、物理性能(如反中微子事例率)监控等工作18查询数据库有新记录?离线作业新的run?Root文件png图片否是否合并相同run的Root文件等待10秒钟

10、是数据质量监控网页服务器事例显示物理性能监控l数据处理以文件为单位l直方图存储及显示以run为单位l准实时处理物理分析方法分析时间关联的事例分析时间关联的事例19TESAESReadout0Readout0TESAESReadout2Readout2Readout1Readout0TESAESReadout1Readout1Readout0Event 0 Event 1 Event 2 TES: Transient Event Store AES: Archive Event StoreArchive TrimmingEvents out of trimming window will be

11、removed from AES.epen快信号快信号慢信号慢信号 使用AES挑选IBD事例 Get 1st RecEvent from AES Identify neutron with energy cut Loop over AES to find positron Identify positron with time interval cut and energy cut Fill neutron energy, positron energy, time interval in ntuple20n-Gde+n-Hmean=31.8usOnly for algorithm demonstration6MeV neutron