Particle identification with the Belle II calorimeter using machine learning
我提出了一个应用程序的卷积神经网络（CNN），以分离介子和π介子的Belle II电磁量能器（ECL）。ECL设计用于测量带电和中性粒子沉积的能量。它也提供了重要的贡献，粒子识别（PID）系统。如果ECL中的低动量μ子和π子没有到达外μ子探测器，那么识别它们是至关重要的。轨迹种子簇能量图像提供了最大可能的信息。在ECL的进入点处的外推轨道周围的晶体中的μ子和π子的能量沉积的形状与$θ-ϕ$平面中的晶体位置和轨道的横向动量一起用于训练CNN。CNN利用了π介子强子相互作用和更局域化的μ介子电磁相互作用的分散能量沉积之间的差异。使用仿真，CNN算法的性能进行了比较，与其他PID方法在Belle II的跟踪匹配的聚类信息的基础上。结果表明，CNN PID方法在低动量情况下改善了μ介子-π介子的分离。
2023-01-27 hep-ex physics.ins-det
CsI(Tl) Pulse Shape Discrimination with the Belle II Electromagnetic Calorimeter as a Novel Method to Improve Particle Identification at Electron-Positron Colliders
本文介绍了在Belle II电磁量能器上实现CsI（Tl）脉冲形状鉴别的方法和性能，这是CsI（Tl）脉冲形状鉴别在正负电子对撞机粒子鉴别中的首次应用。描述了Belle II量热计应用的脉冲形状表征算法。$γ$、$μ^+$、$π^\pm$、$K^\pm$和$p/\bar{p}$的对照样品用于证明CsI（Tl）脉冲形状鉴别提供的对量热计簇的次级粒子组成的显著洞察。与模拟的比较，并提供新开发的碘化铯（铊）闪烁响应模拟技术，它与GEANT4模拟时，允许粒子依赖的碘化铯（铊）的闪烁响应进行建模的进一步验证。数据和模拟之间的比较也表明，脉冲形状歧视可以是一个新的工具，以确定改进的来源，在模拟材料中的强子相互作用。的$K_L^0$效率和光子作为强子假率的多变量分类器，训练使用脉冲形状歧视和比较的一个基于形状的方法。CsI（Tl）的脉冲形状歧视示出减少光子作为强子假率超过3倍，在光子能量为0.2 GeV和超过10倍，在光子能量为1 GeV。
2020-09-05 hep-ex physics.ins-det
Commissioning and Low Latency Operation of the Graph Neural Network Electromagnetic Calorimeter Trigger at the Belle II Experiment
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；Hanyang University（汉阳大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；High Energy Accelerator Research Organiization (KEK)（高能加速器研究机构）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；National Taiwan University（台湾大学）
介绍 Belle II 实验中 GNN-ETM 的调试与运行，该模块以量能器触发单元为图节点处理数据，经硬件-算法协同设计优化架构，实现低延迟，具备在线控制和监测功能，满足 Belle II 一级触发系统延迟要求。
2026-07-13 eess.SP hep-ex
Measurement of the energy response of the ATLAS calorimeter to charged pions from $W^{\pm}\rightarrowτ^{\pm}(\rightarrowπ^{\pm}ν_τ)ν_τ$ events in Run 2 data
测量了横向动量在$10<p_\textrm{T}<300$ GeV范围内的单荷π介子的能量响应。测量使用ATLAS探测器在运行2中获取的$\sqrt{s}=13$ TeV下的139 $\textrm{fb}^{-1}$ LHC质子-质子碰撞数据进行。源自$τ$ -轻子衰变的带电π介子用于提供高- $p_\textrm{T}$孤立粒子的样品，其中组成是已知的，以测试先前未通过原位单粒子测量探测的能量状态。在ATLAS模拟中，在$p_{\textrm{T}}$谱的中心区域，${\sim}2\%$高估了量热计对单π介子的响应，而在端盖区域，${\sim}4\%$低估了量热计对单π介子的响应。测量的不确定性是${\lesssim}1\%$为$15<p_\textrm{T}<185$ GeV的中心区域。为了研究差异的来源，还将数据和模拟之间的量热计能量与轨道动量之比的分布宽度、每层能量和强子量热计中的响应进行了比较。
2022-09-05 hep-ex
Studies of the Response of the Prototype CMS Hadron Calorimeter, Including Magnetic Field Effects, to Pion, Electron, and Muon Beams
我们报告的原型CMS强子量能器模块的介子，介子和电子的动量高达375 GeV/c的带电粒子束的响应。这些数据是在1995年和1996年在CERN的H2和H4光束线上拍摄的。原型采样量热计使用铜吸收板和闪烁体瓦与波长偏移光纤读出。高达3特斯拉的磁场的量热计的μ子，电子和π介子的响应的影响，和上游的钨酸铅晶体电磁量热计的线性和能量分辨率的组合量热系统强子的影响进行了评估。结果进行了比较与蒙特卡罗模拟，并用于优化选择的总吸收体的深度，采样频率，和纵向读出分割。
2000-07-21 hep-ex
Real-time graph neural networks on FPGAs for the Belle II electromagnetic calorimeter
https://www.belle2.org（Belle II 实验）
Belle II实验在FPGA上实现了基于图神经网络的实时触发系统，提高了高能簇位置分辨率和低能簇纯度，展示了在碰撞实验中应用图神经网络的可行性。
2026-07-23 hep-ex physics.ins-det
Electron Identification in Belle
我们报告的电子识别方法和它们的性能在KEK-B不对称B工厂$e^{+} e^{-}$储存环的Belle实验。电子选择使用的可能性的方法，从电磁量能器，中央漂移室，和二氧化硅气凝胶切伦科夫计数器作为输入的信息。在实验室条件下，在1.0 GeV/ $c$ ~ 3.0 GeV/ $c$的动量范围内，获得了$(92.4 \pm 0.4)%$的电子识别效率，$π^{\pm}$假率为$(0.25 \pm 0.02)%$.
2001-08-28 hep-ex
Non-Compensation of the Barrel Tile Hadron Module-0 Calorimeter
本文给出了纵瓦结构铁闪烁体桶形强子量能器Module-0的电子和π介子响应、电子能量分辨率和e/h比随入射能量E、撞击点Z和入射角$Θ$的变化的详细实验资料。结果是基于电子和π介子束的数据为E = 10，20，60，80，100和180 GeV的$η$ = -0.25和-0.55，这已获得在1996年的测试束期间。与现有的TILECAL 1米原型模块，各种铁闪烁体量热计的实验数据，并与一些Monte Carlo计算的结果进行了比较。
1999-03-22 hep-ex
Effect on a Hadron Shower Leakage on the Energy Response and Resolution of Hadron TILE Calorimeter
本文研究了厚度为9.4核相互作用长度的铁闪烁体桶形强子原型量热计的强子簇射纵向泄漏和横向泄漏及其对π介子响应和能量分辨率的影响。结果是基于100 GeV的π介子束数据的入射角$Θ= 10^o$在撞击点Z的范围从-36到20厘米，这是在1995年5月的测试束期间与安装配备闪烁体探测器放置在后面和后面的量热计的平面。100 GeV π介子在$Θ= 10^o$的能量在该量能器后部泄漏的分数为1.8%，与传统的铁闪烁体量能器一致。观察到作为泄漏函数的能量分辨率的意外行为：与没有泄漏的簇射相比，6%的横向泄漏导致能量分辨率提高18%。两种不同的泄漏事件命中定义的纵向穿通概率$(18 \pm 1) %$和$(20 \pm 1) %$的测量值分别与我们的量热计和具有相同核相互作用长度厚度的常规铁闪烁体量热计的早期测量值一致。由于泄漏检测器中的命中定义的更软切割，纵向穿通概率的测量值更对应于计算的铁等效长度$L_{Fe} = 158 cm$。
1999-03-22 hep-ex
Non-compensation of the Barrel Combined Calorimeter Prototype
研究了由电磁LAr量热计和强子Tile量热计组成的桶式组合量热计原型的e/ $π$比。本文研究了20 - 300 GeV能区组合量热计对π介子和电子的响应。发现$e/h = 1.37\pm0.01\pm0.02$与以前的联合量热仪试验结果吻合较好，但精度更高。
1999-11-05 hep-ex
Information on the Pion Distribution Amplitude from the Pion-Photon Transition Form Factor with the Belle and BaBar Data
π介子-光子跃迁形状因子（TFF）对π介子分布幅度（DA）提供了强约束。利用光锥pQCD方法对π-光子TFF的所有现有数据（CELLO、CLEO、BaBar、Belle）进行了分析。在光锥pQCD方法中，我们对价夸克贡献进行了次领先阶修正，并基于TFF在$Q^2\to 0$和$Q^2\to\infty$的极限行为，通过唯象模型估计了非价夸克的贡献。目前，π介子DA还没有明确的确定，这是有帮助的，有一个π介子DA模型，可以模拟所有建议的行为，特别是同意从π光子TFF在整个测量区域内的约束在一个一致的方式。为此，我们采用传统的模型π波函数/DA已在我们以前的文件\cite{hw1}，其宽度是由一个参数$B$控制。我们通过使用较小的$Q^2$区域（$Q^2 \leq 15$ GeV $^2$）内的CELLO、CLEO、BABAR和Belle数据来固定DA参数，其中所有数据彼此一致。然后将π-光子TFF外推到更大的$Q^2$区域。我们观察到BABAR倾向于$B=0.60$，它的行为接近Chernyak-Zhitnitsky DA，而最近的Belle倾向于$B=0.00$，它的行为接近渐近DA.我们需要更精确的大$Q^2$区域的数据来确定$B$的精确值，并且在未来的一致性数据中可以最终得出π DA的明确行为.
2012-06-28 hep-ex hep-ph
Imaging Pion Showers with the CALICE Analogue Hadron Calorimeter
CALICE合作研究了未来正负电子对撞机探测器高度颗粒量热计的不同技术选择。合作建造和测试的设备之一是一个1 m^3的原型，用于具有模拟读出的强子成像冷却器-钢采样量热计（AHCAL）。用硅光电倍增器探测7608小闪烁体单元发出的光。自2005年以来，AHCAL已在DESY，CERN和费米实验室的电子和强子试验束测量中成功运行。收集到的数据有助于评估所采用的新技术。此外，这些数据提供了一个有价值的基础，验证π级联模拟。本文介绍了目前的现状之间的比较AHCAL数据和预测从不同的蒙特卡罗模型在GEANT 4中实现。比较包括总的可见光能量，纵向和径向簇射轮廓，和簇射子结构。此外，本文还讨论了一种提高单π介子AHCAL能量分辨率的软件补偿算法。
2011-09-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
An electromagnetic shashlik calorimeter with longitudinal segmentation
一种新的技术，纵向分割的shashlik量热计已在欧洲核子研究中心西区束设施进行了测试。A 25塔非常精细的采样e.m.热量计已建成与真空光电二极管插入在前8个辐射长度的样品最初发展的簇射。有关的能量分辨率，碰撞点重建和电子/π介子分离的结果报告。
1999-02-06 hep-ex
Machine Learning approach to boosting neutral particles identification in the LHCb calorimeter
提出了一种利用LHCb探测器的电磁量热仪（ECAL）来识别助推中性粒子的新方法。目前，光子和中性π介子的识别是基于几何参数，这些几何参数描述了量热计中能量沉积的预期形状。这允许将电磁量热计中的单个光子与由高动量$π^0$衰变产生的重叠光子区分开。这里提出的新方法是基于将机器学习技术应用于初级热量计信息，这些信息是在能量簇周围的单个细胞中收集的能量。该方法允许改善光子和中性π介子的分离性能，并且没有显著的能量依赖性。
2019-12-18 hep-ex physics.ins-det
Electron Response and e/h Ratio of Iron-Scintillator Hadron Prototype Calorimeter with Longitudinal Tile Configuration
本文详细介绍了纵向瓦结构铁闪烁体强子原型量能器的电子响应、电子能量分辨率和e/h比随入射能量E、入射点Z和入射角$Θ$的变化。这些结果基于$Θ= 10^o, 20^o, 30^o$的E = 20、50、100、150、300 GeV电子和π介子束数据，这些数据是在1995年7月测试束期间获得的。得到的校准常数用于μ子响应从pC转换到GeV。与现有的实验数据和一些Monte Carlo计算的结果进行了比较。
1999-03-22 hep-ex
Exploring the limits of high-energy proton-pion separation in granular calorimeters
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）；CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究组织（CERN））；University of Padova, Department of Physics and Astronomy（帕多瓦大学物理与天文学系）；Luleå University of Technology（吕勒奥理工学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
本研究利用Geant4模拟，对比Deep Sets模型与增强决策树，探究高粒状量能器区分10-100 GeV质子与正π介子的极限，明确了探测器分段、粒子能量对区分性能的影响，为强子鉴别提供基准并推动量能器优化。
2026-09-09 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Measurement of Azimuthal Asymmetries in Inclusive Production of Hadron Pairs in e+e- Annihilation at Belle
柯林斯效应将横向夸克自旋与夸克动量矢量周围强子碎片产率的可测量方位角依赖性联系起来。使用两种不同的重建方法，我们观察到统计上显着的方位角不对称性的带电π介子对在e+e-湮没在质心能量为10.52 GeV，这可以归因于原始夸克的横向极化。测量使用Belle探测器收集的7900万个强子事件样本进行。
2006-07-11 hep-ex
Measurement of Inclusive Production of Neutral Pions from Upsilon(4S) Decays
利用KEKB e ~+e ~-储存环上的Belle探测器，我们测量了由Upperdum（4S）共振衰变产生的中性π介子的平均多重数和动量谱。我们测量了平均4.70 +/- 0.04 +/- 0.22个中性π介子/Upperdum（4S）衰变。
2001-06-05 hep-ex
Evaluation of the Response to Electrons and Pions in the Scintillating Fiber and Lead Calorimeter for the Future Electron-Ion Collider
本研究在费米实验室测试束装置上测试了EIC用Pb/ScFi量能器原型对4-10GeV电子与π介子的响应，验证了模拟结果，给出能量分辨率等性能基准，证实纵向簇射信息可提升粒子分离效果，为后续全尺寸探测器优化提供指导。
2025-08-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Can we understand an auxetic pion-photon transition form factor within QCD? BaBar faces Belle
在光锥求和规则方法中考虑了准实光子有限虚性的影响，对π介子-光子跃迁的形状因子进行了改进，给出了一种新的分析方法.我们进行了详细的统计分析，现有的实验数据，使用这种方法，并通过采用介子分布振幅与多达三个Gegenbauer系数$a_2, a_4, a_6$。允许的误差范围内的系数$a_6\approx 0$，$γ^*γ\toπ^0$的理论预测与非局部QCD求和规则被发现是在良好的协议与所有的数据，支持的标度行为的过渡形状因子在较高的$Q^2$，像那些的Belle合作。CLEO和\babar的$γ^*γ\toη/η'$数据也得到了再现，但与$^2$的10 GeV以上的\babar数据的拉胀趋势存在强烈的冲突。这些研究结果的更广泛的影响进行了讨论。
2013-05-12 hep-ex hep-ph
Hadron detection with a dual-readout fiber calorimeter
在本文中，我们描述了一个基于光纤的双读出量热计的π介子，质子和多粒子“射流”的能量范围从10到180 GeV的响应函数的测量。热量计使用铅作为吸收材料，总质量为1350 kg。它还配备了总质量为500 kg的防泄漏塑料计数器。这些泄漏计数器上的量热计性能的影响进行了研究。在单独的部分中，我们研究并比较了测量量热计能量分辨率的不同方法。仅使用量热计提供的信号，我们证明了我们的双读出量热计，用电子校准，能够重建质子和π介子束粒子的能量在所有能量的百分之几。这些粒子的信号分布的分数宽度（sigma/E）与射束能量成比例为30%/sqrt（E），而没有任何附加的贡献项。
2017-03-27 hep-ex physics.ins-det
Single hadron response measurement and calorimeter jet energy scale uncertainty with the ATLAS detector at the LHC
导出了大型强子对撞机（LHC）ATLAS实验中量热计能量对粒子喷流响应的不确定度。首先，量热计响应单个孤立的带电强子的测量和比较的蒙特卡罗模拟使用质子-质子碰撞在质量中心的能量sqrt（s）= 900 GeV和7 TeV在2009年和2010年收集。然后，利用K_s和λ粒子的衰变，测量了量热计对特定类型粒子（带正电荷和负电荷的π介子、质子和反质子）的响应，并与Monte Carlo预测进行了比较。最后，通过传播单个带电粒子和中性粒子对射流的响应不确定性来确定射流能量尺度的不确定性。中心孤立强子的响应不确定度为2-5%，最终量热计喷流能量标度的响应不确定度为1-3%。
2012-03-06 hep-ex
Electromagnetic and Hadron Calorimeters in the MIPP Experiment
MIPP实验的目的是研究使用费米实验室主注入器的光束在各种目标上的π，K和p相互作用中光子，π介子，K介子和核子的包容性生产。量热计的功能是测量向前运动的中子和光子的产生。电磁量热计由10块铅板组成，铅板上散布着正比室。其次是强子量热计，其中64个钢板穿插闪烁体。所提供的数据是用各种靶和束动量从5 GeV/c到120 GeV/c收集的。讨论了用电子、π介子、K介子和质子对两种量热计进行能量标定的问题。对电子的分辨率为0.27/sqrt（E），对强子的分辨率为0.554/sqrt（E），常数项为2.6%。在中子样品上测试了量热计的性能。
2009-03-13 hep-ex physics.ins-det
The ZEUS Forward Plug Calorimeter with Lead-Scintillator Plates and WLS Fiber Readout
HERA的ZEUS探测器的前插式量热计（FPC）已被建造为具有波长移位光纤读出的shashlik铅闪烁体量热计。在安装之前，使用欧洲核子研究中心SPS加速器的X5测试束设施对其进行了测试和校准。电子，μ子和π介子束的动量范围为10至100 GeV/c。这些测量的结果，以及校准监测系统的基础上的$^{60}$合作源。
1999-12-21 hep-ex
A method for the separation and reconstructions of charged hadron and neutral hadron from their overlapped showers in electromagnetic calorimeter
在电磁量能器中，带电强子和中性强子从它们的重叠簇射中分离和重构，对于某些强子衰变粒子的重构是非常重要的，例如在大型强子对撞机上寻找标准模型和超对称希格斯玻色子的τ重构。本文提出了一种将电磁量能器中的簇射团与强子簇射的参数公式相结合的方法，用以分离带电强子与中性强子的重叠簇射。以τ末态含有一个带电π介子和一个中性π介子的强子衰变为例，得到了重叠簇射分离、强子能量和位置重建的满意结果。在应用所提出的方法之后，还可以实现利用该衰减模型的tau重建的改进结果。
2013-05-09 hep-ex physics.ins-det
Performance of the NuTeV Fe-Scintillator Sampling Calorimeter and Implications for Thin Calorimeters
NuTeV是费米实验室的中微子-核子深度非弹性散射实验。NuTeV探测器是一种传统的重靶中微子探测器，它由铁/液体闪烁体采样量热计和μ子谱仪组成。在4.5 ~ 190 GeV能量范围内，用现场校准束测量了强子、μ子和电子的量热响应。对强子的响应的小的非线性相比，从测量的电子和强子之间的响应的比率结合的分数的电磁能量沉积的形式中的中性π介子在强子簇$f_{π^{0}}(E_π)$的能量依赖性的预期。预测使用来自GHEISHA、GFLUKA和GCALOR的蒙特卡罗模拟以及来自Wigmans和Groom的参数化的$f_{π^{0}}(E_π)$。此外，基于NuTeV强子刻度数据的薄量热计的有效性的研究。这项研究的结果对其他应用中使用的量热计的能量分辨率具有重要影响;例如，测量太空中的宇宙射线通量或基于气球的实验。
2000-01-20 hep-ex
Hadron Energy Reconstruction for the ATLAS Barrel Prototype Combined Calorimeter in the Framework of the Non-parametrical Method
在非参数化方法的框架下，对由铅-液氩电磁部分和铁-闪烁体强子部分组成的Atlas桶原型组合量能器进行了强子能量重建。该方法仅利用已知的e/h比和电子校准常数，不需要用极小化技术确定任何参数，可用于第一级触发的快速能量重建。所获得的能量平均值的重建在$\pm 1%$内，并且分数能量分辨率为$[(58\pm3)% \sqrt{GeV}/\sqrt{E}+(2.5\pm0.3)%]\oplus (1.7\pm0.2) GeV/E$。得到了组合式量热计电磁室的e/h比为$1.74\pm0.04$，与该电磁量热计的预测值$e/h > 1.7$一致。给出了纵向强子簇射发展的研究结果。这些数据是在CERN SPS的H8束线上用10 - 300 GeV的π介子获得的。
2000-04-06 hep-ex
A highly granular calorimeter concept for long baseline near detectors
未来的长基线中微子实验，如费米实验室正在建设的DUNE实验，将对中微子振荡进行精确测量，包括在轻子区发现CP破坏的可能性。这些测量需要以前所未有的精确度来理解非振荡中微子束。这将由复杂的近距离探测器提供，该探测器由不同的子系统组成，包括跟踪元件和电磁量热法。在量热计中的高粒度，由闪烁体瓦片提供的SiPM读出，如在CALICE模拟强子量热计中使用的，提供了光子簇射的方向重建的能力，其可以用于确定中性π介子的衰变位置。这可以使中性π介子与中微子在跟踪器体积中的相互作用相关联，从而改善近探测器的事件重建。除了光子和电子重建，量热计还提供对中子的灵敏度。在本报告中，我们将讨论一个模拟研究，探索潜在的高粒度的电磁量能器的DUNE附近的检测器。将特别强调与高压TPC作为跟踪检测器的组合，这对量热计提出了特别严格的要求。研究了投影探测器性能与颗粒度、吸收体材料和吸收体厚度以及满足TPC约束的几何布置的关系。
2018-10-08 hep-ex physics.ins-det
Hybrid Meson Structure at COMPASS
我们描述了一个π介子物理方案，可与欧洲核子研究中心北斗光谱仪，涉及跟踪探测器和电磁量能器。COMPASS可以实现最先进的π介子束混合介子和介子辐射跃迁研究。我们在这里回顾这个计划的物理动机。我们描述了光束，探测器，触发器的要求，和硬件/软件的要求，这个程序。所有这些混合介子物理学的触发器都可以实现同步数据采集。我们将研究混合介子的产生通过π介子光子Primakoff和π介子Pomeron衍射相互作用。我们将使用独特的产生方法来确定夸克-反夸克-胶子混合介子的新性质，以提高我们对这些奇异介子的理解。欧洲核子研究中心的罗盘实验使用100-280 GeV的电子束（μ子，π介子），以及磁谱仪和量热计，来测量π介子-光子和π介子-坡密子反应的完整运动学。目前正在进行北斗卫星导航系统实验，计划于2001年开始数据运行。我们进行了模拟研究，以优化光束，探测器，触发器，和硬件/软件，以实现高统计数据与低系统的不确定性，在混合介子组件的这个程序。我们将把以前的Primakoff混合研究提高三个数量级。我们为混合介子产生反应实现了特殊的探测器和触发器。我们建议通过建立μ子束试验来为这些COMPASS π介子束混合研究做准备。
2000-03-07 hep-ex
Transverse Single Spin Asymmetries of Heavy Flavor Electrons and Charged Pions in 200 GeV $p+p^{\uparrow}$ Collisions at Midrapidity
在$p+p^{\uparrow}$碰撞中产生的粒子的横向单自旋不对称性提供了对强子的部分子自旋和动量结构的洞察;重味电子提供了质子中胶子的初始状态自旋-动量相关性的访问，而带电π介子提供了初始和最终状态横向自旋效应的访问。在PHENIX使用硅顶点探测器和中央臂光谱仪（由电磁热量计、环形成像切伦科夫探测器以及漂移室和衬垫室组成）在中快度下测量带电粒子。将介绍2015年运行期间电子和带电π介子测量的最新结果。
2022-03-10 hep-ex
Scintillator-Based Electromagnetic Calorimeter Prototype and Beam Test Results at FNAL
用于ILC探测器的闪烁体-钨电磁量能器原型（ScECAL）于2008年在费米实验室测试束上进行了测试。用能量范围在1 - 32 GeV的电子、π介子和μ介子束，结合强子量能器和尾捕集器收集数据。CALICE计划的主要目标之一是建立基于闪烁体的电磁量能器技术并验证量能器的性能。由第一种电子束分析方法的初步结果，我们得到ScECAL能量分辨率σ随机= 15.15+/-0.03%和σ常数= 1.44+/-0.02%。与线性响应的偏差经计算小于6%。
2010-07-06 hep-ex physics.ins-det
MO analysis of the high statistics Belle results on $γγ\to π^+π^-,π^0π^0$ with chiral constraints
我们重新考虑Muskhelishvili-Omnès（MO）色散表示的光子-光子散射到两个π介子，激发最近发布的非常高的统计结果的Belle合作的带电以及中性π介子对，也由最近的进展，在确定的低能量$ππ$散射振幅。考虑到由于$K\bar{K}$的非弹性，这种形式主义的适用性扩展到1 GeV以上。一个修改的MO表示导出的优点是，所有的多项式模糊度被收集到减法常数，并有简单的关系，π极化率。它是通过区别对待已知的QED玻恩项和左切的其他分量而得到的。这些分量近似为谐振之和。所有的共振自旋2和质量高达$\simeq1.3$ GeV的包括在内。张量的贡献左手削减被发现是数值上的重要。我们进行拟合的数据施加手性约束，特别是，使用模型独立的总和规则的结果的$p^6$手性耦合$c_{34}$。这种理论约束是必要的，因为实验误差主要是系统性的。进一步的$p^6$耦合和π偶极和四极极化率的结果，然后来自拟合。讨论了新数据对于区分$f_0(980)$区域两种可能的Isospin破缺情况的相关性。
2010-06-28 hep-ex hep-ph
Particle Identification at Belle II
我们报告的带电粒子识别（PID）系统即将到来的美女II实验。中心区域的传播时间计数器和前向区域的具有气凝胶辐射器的邻近聚焦环成像切伦科夫计数器将被用作PID装置。他们预计将提供一个K介子的识别效率超过94%，在一个低的π错误识别概率为4%。对这两个系统的升级动机、方法和现状进行了讨论。
2016-10-02 hep-ex physics.ins-det
Study of the interactions of pions in the CALICE silicon-tungsten calorimeter prototype
2007年在CERN SPS测试束上测试了ILC探测器的原型硅钨电磁量能器。数据收集与电子和强子束的能量范围为8至80 GeV。这里描述的分析集中在量热计中π介子的相互作用。CALICE计划的主要目标之一是验证可用于设计全尺寸探测器的蒙特卡罗工具。因此，在硅-钨量能器中的π介子的相互作用面临着GEANT 4模拟框架中实现的各种物理模型的预测。
2010-04-28 hep-ex physics.ins-det
A relation between track length and deposited energy in a homogeneous calorimeter by Geant4 simulation at high energy
我们对大型均匀量能器中电子和强子产生的簇射进行了Geant 4模拟研究。我们发现能量沉积可以表示为径迹长度的线性函数。这条线不通过原点，并且在截距处的能量沉积与入射能量成正比。此外，对于电子和强子，线的斜率与入射能量无关。量热计的能量分辨率可以用相关线周围的分布来表示，我们发现，对于π介子，相关线在$ 19\% / \sqrt{E(\rm{GeV})}$附近非常好。
2020-10-15 hep-ex physics.ins-det
Suppression of neutral pion production at large transverse momentum measured with the ALICE experiment in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{NN}}=2.76$ TeV
在大型强子对撞机的ALICE合作项目中，利用电磁量能器PHOS和EMCAL以及利用中央跟踪系统重建的$e^{+}e^{-}$对在探测器内部材料中的光子转换，在宽的横向动量范围内，通过$\sqrt{s_{NN}}=2.76$ TeV的pp和Pb $-$-Pb碰撞中中性π介子的双光子衰变，测量了中性π介子的横向动量谱。在这份报告中，中性π介子生产之间的PP和铅$-$铅碰撞测量转换光子的核修改因子，$R_{AA}$，为不同的中心选择的铅$-$铅数据样本。
2011-09-22 hep-ex
Performance evaluation of the aerogel RICH counter for the Belle II spectrometer using early beam collision data
气凝胶环成像切伦科夫（ARICH）计数器用作Belle II光谱仪前端盖区域的粒子识别装置。它能够识别π介子和K介子的动量高达$4 \, {\rm GeV}/c$通过检测在二氧化硅气凝胶辐射体中发射的切伦科夫光子。在探测器对准和概率密度函数校准之后，我们使用早期光束碰撞数据来评估ARICH计数器的性能。使用$D^{\ast +} \to D^0 π^+ (D^0 \to K^-π^+)$的事件样本来确定$π(K)$效率和$K(π)$错误识别概率。我们发现，ARICH计数器是能够分离的K介子从π介子的识别效率为$93.5 \pm 0.6 \, \%$在π介子的错误识别概率为$10.9 \pm 0.9 \, \%$。本文介绍了计数器的识别方法和早期工作时的性能评价。
2020-08-14 hep-ex physics.ins-det
Muon identification with Deep Neural Network in the Belle II K-Long and Muon detector
本研究针对Belle II实验的μ子鉴别需求，提出基于深度神经网络的新方法，利用KLM击中模式变量提升穿透信息利用效率，模拟实验显示在90%μ子效率下π子误判率从4.1%降至1.6%。
2025-05-29 hep-ex physics.ins-det
Lepton-pair production in di-pion $τ$ lepton decays
我们研究了$τ^- \to ν_τ π^{-}π^{0}\ell^{+}\ell^{-}$（$\ell=e,\,μ$）衰变，这是$O(α^2)$抑制相对于占主导地位的双π介子τ衰变通道。同时考虑了内韧致辐射和结构（和模型）相关的贡献。在$\ell=e$的情况下，结构依赖性效应是衰减速率的$\mathcal{O}(1\%)$，产生其分支比$2.3\times10^{-5}$的清晰预测，可使用BaBar或Belle（-II）数据测量。对于$\ell=μ$，这两个贡献具有相似的幅度，并且我们得到$(1.6\pm0.3)\times10^{-7}$的分支分数，可在Belle-II操作结束时达到。这些衰变允许研究强相互作用的动力学与同时弱和电磁探针;他们的知识将有助于减少轻子味/数违反搜索的背景。
2020-12-02 hep-ex hep-ph
Merging and splitting of clusters in the electromagnetic calorimeter of the KLOE detector
这项工作是在KLOE合作的框架内进行的，研究了DAFNE加速器中电子和正电子碰撞中产生的phi介子的衰变。本论文的主要目的是研究高多重数γ量子衰变中团簇合并和分裂的影响，这些效应最多是有偏的。为此，我们在FLUKA包中实现了桶式电磁量能器的完整几何形状和真实的材料组成。准备的Monte Carlo模拟程序允许实现快速生成的检测器响应分别为每个感兴趣的反应。该程序被用来研究重建效率与KLOE聚类算法作为光阴极量子效率的函数。它也被用来研究合并和分裂概率作为量子效率的函数。所进行的研究表明，量子效率的提高并不能显着改善团簇的识别。估算了η介子衰变为3个中性π介子和K_短介子衰变为2个中性π介子时这些效应的影响。
2008-11-09 hep-ex physics.ins-det
Studies of spin-orbit correlations at JLAB
利用托马斯·杰斐逊国家加速器装置（JLab）和连续电子束加速器装置（CEBAF）的大接受谱仪（CLAS）的极化\sim 6 GeV电子，研究了半包容深度非弹性散射中π介子电生的单自旋不对称性.所产生的中性π介子的截面与方位角θ_h的关系具有相当大的sin θ_h振幅。提取了该振幅对Bjorken x_B和π横动量的依赖关系，并与已发表的数据进行了比较。
2011-03-16 hep-ex
Comparing antithetic trends of data for the pion-photon transition form factor
我们对Belle合作组织刚刚报道的$γ^*γ\toπ^0$跃迁形状因子的类空动量转移数据与BaBar之前发表的数据进行了比较理论研究，其中还包括较老的CLEO和CELLO数据。各种影响的结构的$π^0$分布振幅相对于这些数据进行了讨论，现有的理论预测分为三个不同的类别。我们认为，实际的数据与对立的趋势分歧是人为的，理由是百丽的数据是更好的选择。
2012-07-21 hep-ex hep-ph
Enhancing Photon Identification with Neural Network Methods
Tel Aviv University（特拉维夫大学）
利用 ResNet 架构和物理引导损失函数，提升高亮度对撞机中光子识别的性能。
2026-02-05 hep-ex
Particle identification with the iTOP detector at Belle-II
Belle-II实验和superKEKB加速器将在KEK形成下一代B工厂，能够以比Belle探测器和KEKB高40倍的瞬时光度运行。这将允许通过对其参数进行精确测量来阐明标准模型的许多方面，并提供对目前无法获得的许多罕见衰变的灵敏度。这将需要对加速器和探测器子系统进行重大升级。成像传播时间（iTOP）探测器将是Belle-II的一个新的子探测器，将在粒子识别（PID）中发挥不可或缺的作用。它将在跟踪探测器和热量计之间包括16个模块;每个模块由一个石英辐射器组成，长约2.5米，装有32个微通道板光电探测器（MCP-PMT）阵列。带电粒子通过石英将产生切伦科夫光子锥，其将沿着石英的长度传播，并被MCP-PMT检测到。iTOP系统出色的空间和时间分辨率（50皮秒）将提供卓越的粒子识别能力，特别是允许增强π介子和K介子之间的区分，这对于执行许多关键测量至关重要。将介绍iTOP子探测器的建设状况，以及在光束测试中原型的性能研究，以及将利用iTOP系统的PID功能进行物理测量的前景。
2013-10-16 hep-ex physics.ins-det
The time-of-propagation counter for Belle II
在KEKB加速器的未来升级中运行的Belle II探测器将对标准模型的风味部分进行高统计精度的调查。由于带电强子的识别是实验成功的一个重要因素，传播时间（TOP）计数器已被选为Belle II桶区的主要粒子识别设备。TOP计数器是内反射切伦科夫光（DIRC）技术的一种紧凑型变体，在很大程度上依赖于微通道板光电倍增管的精密单光子定时分辨率。我们讨论了TOP操作和优化的Belle II TOP配置，预计将提供4西格玛或更好的分离的K介子和π介子的动量约为4 GeV/c的一般原则。
2010-09-04 hep-ex physics.ins-det
Pion and proton showers in the CALICE scintillator-steel analogue hadron calorimeter
本文研究了正强子在高颗粒CALICE模拟强子量能器中产生的簇射。实验数据收集在欧洲核子研究中心和FNAL的初始动量从10到80 GeV/c的单粒子。量热计的响应和分辨率和空间特性的质子和π介子诱导的簇射的测试束数据和模拟使用Geant 4版本9.6的簇射发展进行了比较。
2015-03-15 hep-ex physics.ins-det
Generalized distribution amplitudes and gravitational form factors for pion
为了解决质子自旋之谜，研究了深虚康普顿散射（DVCS）中的广义部分子分布（GPD）。另一方面，广义分布振幅（GDA）可以在双光子过程$γ^* γ\rightarrow h \bar{h}$中进行研究，这是在KEKB访问。即，GDA是GPD的$s$ - $t$交叉量。2016年，Belle合作在$e^+e^-$碰撞中测量了过程$γ^* γ\rightarrow π^0 π^0$的微分截面，从而可以通过分析Belle数据获得π介子GDA。用几个参数表示GDA，我们通过$χ^2$分析确定GDA。由确定的GDA得到夸克能量动量张量的形状因子。然后，利用形状因子计算了π介子的质量半径为0.56-0.69 fm。这是第一次从实际的实验测量中研究强子的引力形状因子和半径。Belle II将于2018年开始通过升级后的SuperKEKB获取数据。因此，期望能得到更精确的π介子数据，而其他强子对的产生也将在不久的将来被测量。GDA研究不仅对理解强子的三维结构，而且对理解强子的引力性质都有价值。
2018-08-20 hep-ex hep-lat hep-ph
Hadron Energy Resolution of the CALICE AHCAL and Software Compensation Approaches
利用π介子实验束数据研究了高粒度CALICE模拟超导体-钢强子量能器的强子能量分辨率。随机项对能量分辨率的贡献估计为58%/sqrt（E/GeV）。为了提高能量分辨率，开发了局部和全局软件补偿技术，其利用量热计的前所未有的粒度，并且基于对能量密度谱的逐事件分析。无论是局部或整体软件补偿技术的应用结果，减少随机项的贡献下降到45%/sqrt（E/GeV）。在10 ~ 80 GeV的能量范围内，π介子的单粒子能量分辨率提高了20%。
2012-02-28 hep-ex physics.ins-det
Fabrication and beam test of a silicon-tungsten electromagnetic calorimeter
本文介绍了一种硅钨（Si-W）取样量热计，它由19层交替排列的硅垫探测器（每层探测器面积为1~cm $^2$）和钨吸收器（每层吸收器的辐射长度相同）组成，用于测量大能量范围内的电磁簇射。使用动态范围从$-300$ ~fC到$+500$ ~fC的ASIC读出来自每个硅焊盘的信号。另一个具有更大动态范围的ASIC，$\pm 600$ ~fC已被用作测试研究。量热计暴露于欧洲核子研究中心超级质子同步加速器（SPS）的π介子和电子束，以验证对最小电离粒子（MIP）和电磁（EM）相互作用簇射的响应。120 GeV的π介子束提供了对硅垫层中MIP行为的理解的基线测量，而能量从5 GeV到60 GeV的电子束在量热计内呈现出详细的簇射轮廓。每层中的能量沉积，纵向簇射轮廓，和总能量沉积已被测量为每个入射电子能量。总测量能量（$E$）与入射粒子能量（$E_{0}$）的线性行为确保了令人满意的量热性能。对于一个子集的数据样本，选择基于入射电子的电磁簇射的集群位置，测量的能量分辨率对$E_{0}$的依赖性已被发现是$σ/E = (15.36/\sqrt{E_0(\mathrm{GeV)}} \oplus 2.0) \%$。
2020-01-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Hadron tomography in meson-pair production and gravitational form factors
广义部分子分布（GPD）是强子的三维结构函数，对于解决包含部分子轨道角动量贡献的质子自旋之谜具有重要意义。GPD的$s$ - $t$交叉量是广义分布幅度（GDA）。这里，$s$和$t$是Mandeletion变量。可以在KEKB的双光子过程（$γ^* γ\to h \bar h$）中研究GDA。GDA描述了从夸克、反夸克到强子对$h \bar h$的振幅。2016年，Belle合作报告了电子-正电子碰撞中π介子对产生的测量结果，并通过分析Belle数据确定了π介子GDA。在我们的分析中，π GDA由几个参数表示，这些参数是通过分析Belle数据确定的。从所得到的GDA，能量-动量基调的形状因子，所谓的引力形状因子，计算在类时区域的π介子。利用色散关系，由类时引力形状因子计算了类空引力形状因子。然后，通过使用类空形状因子，对于π介子，质量半径被计算为0.32-0.39 fm，并且由形状因子$Θ_1$的斜率定义的机械半径被计算为0.82-0.88 fm。这是第一次从实际的实验测量中研究强子的引力形状因子和半径。2019年，Belle II合作将开始通过更高光度的Super KEKB收集数据，因此在不久的将来也应该研究其他强子的GDA。我们的研究对于理解强子的三维结构和引力性质具有重要意义。
2019-02-12 hep-ex hep-lat hep-ph
Shower Identification in Calorimeter using Deep Learning
在超高能碰撞中，π介子几乎构成了末态粒子的$70\%$。它们作为一种探针来理解量子色动力学（QCD）物质，即在这种相对论性重离子碰撞（HIC）中产生的夸克-胶子等离子体（QGP）的统计特性。除此之外，直接光子是研究相对论HIC最通用的工具。它们是在强相互作用系统的整个时空历史中通过各种机制产生的。与其他夸克或胶子喷注相比，直接光子提供了喷注淬灭的量度。$π^{0}$衰变为两个光子，使得在电磁热量计中识别来自另一个过程的非相关伽马变得很麻烦。我们研究了使用深度学习架构来重建和识别由高能碰撞中产生的粒子在量热计中产生的单粒子和多粒子簇射。我们利用热量计单元级的电磁簇射数据来训练网络，并显示识别和表征的改进。这些网络是快速和计算成本低廉的粒子簇识别和重建当前和未来的实验在粒子对撞机。
2021-03-30 hep-ex hep-ph physics.data-an
Long-lived light neutralinos at Belle II
在R宇称破坏超对称性的背景下，我们考虑了Belle II实验中由$τ$轻子稀有衰变产生的质量约为1 GeV的轻中性伴子。在Belle II实验中产生了大量干净的$τ$轻子样品，预计对这种具有位移顶点的奇异签名的轻中性伴子具有出色的灵敏度。我们专注于两个基准方案的单一RPV运营商，$λ'_{311} L_3 Q_1 \bar{D}_1$和$λ'_{312} L_3 Q_1 \bar{D}_2$，这诱导最轻的中性伴子的生产和衰变。对于位移顶点的重建，我们需要至少两个处于末态的带电π介子。我们对信号和背景事件进行了蒙特卡罗模拟，发现Belle II可以探索与其他探针竞争的参数空间区域。特别是，对于$λ'_{311}$场景，它可以设置比当前边界强两个数量级的限制。
2021-02-22 hep-ex hep-ph
Test-Beam and Simulation Studies Towards RPWELL-based DHCAL
数字强子量热计（DHCAL）被建议用于未来的对撞机，作为粒子流概念的一部分。虽然主要研究与电阻板室（RPC），研究集中在微图案气体检测器（MPGD）为基础的采样元件已显示出潜在的优势，它们可以与环境友好的气体操作，并达到类似的检测效率在较低的平均垫多重性。我们在这里总结了一个小尺寸的DHCAL原型的实验测试梁的结果，将6 Micromegas（MM）和两个电阻板井（RPWELL）采样元素，交错与钢吸收板。在CERN/PS束流装置上用2-6 GeV的π介子束流进行了研究。这些数据允许验证DHCAL的GEANT 4模拟框架，并评估全尺寸RPWELL热量计的预期π介子能量分辨率。用RPWELL概念导出的$\fracσ{E[GeV]}=\frac{50.8\%}{\sqrt{E[GeV]}} \oplus 10.3\%$的π介子能量分辨率可与玻璃RPC和MM取样技术相媲美。
2022-10-07 hep-ex physics.ins-det
Transverse momentum dependent of charged pion, kaon and proton/antiproton fragmentation functions from $e^+e^-$ annihilation process
本文的主要目的是重新确定电子正电子湮没（SIA）过程中单个强子产生的非极化碎裂函数（TMD FF）的横动量依赖性。出于需要一个可靠的和一致的确定TMD FF，我们使用最新的TMD生产截面的带电π介子（$π^\pm$），K介子（$K^\pm$）和质子/反质子（$p/\bar{p}$）测量包含$e^+e^-$碰撞由Belle合作。这些数据集是SIA过程中第一个确定的轻荷电强子测量的横动量依赖性。在该分析中，被称为{ \tt SK 19 TMD FF}，公共高斯分布用于依赖于截面的$P_{hT}$。使用标准“Hessian”技术估计{ \tt SK 19 TMD FF}提取的不确定度。我们研究质量的TMD FFs确定在此分析中，通过比较与最近可用的Belle截面测量。对于所有的强子物种，我们发现一个非常好的协议之间的这一特定的实验数据和相应的理论计算在一个相对较宽的范围内的横向动量$P_{hT}$。作为这项研究的结果，建议可能的未来研究考虑到理论的改进和其他可用的实验观测。
2019-11-13 hep-ex hep-ph
