ATLAS實(shí)驗(yàn)從二十世紀(jì)九十年代初開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)施

ATLASSimulationAndDataAnalysis1ATLAS實(shí)驗(yàn)從二十世紀(jì)九十年代初開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)施，經(jīng)過(guò)十?dāng)?shù)年的制作，安裝，將計(jì)劃于2007年開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)。ATLAS安裝在質(zhì)心能量14TeV的LHC上，運(yùn)行十余年，將能夠在更高的能區(qū)內(nèi)獲取大量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模型的驗(yàn)證和新物理的研究。一、ATLAS實(shí)驗(yàn)2ATLAS的物理

1．尋找Higgs粒子，探索電弱對(duì)稱性破壞的機(jī)制，研究質(zhì)量的起源。2．尋找超對(duì)稱粒子以及新的波色子，研究超出標(biāo)準(zhǔn)模型的物理。3．B粒子衰變中CP破壞現(xiàn)象的研究；CKM矩陣參數(shù)的確定。4．W和t夸克質(zhì)量的精確測(cè)量。3

ATLAS探測(cè)器有大量的子探測(cè)器組成。探測(cè)器系統(tǒng)的信號(hào)道總數(shù)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)，而獲取數(shù)據(jù)的頻率則高達(dá)40MHz

LHC工作在高亮度工作時(shí)，每秒鐘可以產(chǎn)生十億個(gè)事例。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格觸發(fā)判選后，每秒鐘仍有100兆的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器上。

對(duì)數(shù)目龐大的ATLAS數(shù)據(jù)的處理將是一個(gè)及其艱巨的任務(wù)，需要龐大的計(jì)算能力、良好的計(jì)算環(huán)境和全世界的合作。4山東大學(xué)從2000年就加入的ATLAS實(shí)驗(yàn)組，為ATLAS生產(chǎn)Muon觸發(fā)探測(cè)器－TGC。迄今為止，完成的部分探測(cè)器已經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)試，運(yùn)往CERN等待最后的安裝。南京大學(xué)參加了ATLAS量能器的生產(chǎn)工作并高質(zhì)量完成了所有了的任務(wù)5

ATLAS試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，需要進(jìn)行以下工作：建立ATLAS軟件環(huán)境模擬ATLAS探測(cè)器，產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的分析軟件包

ATLAS探測(cè)器的模擬是整個(gè)模擬工作的第一步，是建立數(shù)據(jù)分析軟件包的基礎(chǔ)和前提。 山東大學(xué)和南京大學(xué)已經(jīng)在ATLAS軟件模擬方面做了部分工作，調(diào)試了ATLAS軟件環(huán)境，進(jìn)行了部分探測(cè)器模擬工作。二、ATLAS數(shù)據(jù)分析6

tt^bar在LHC上有很高的產(chǎn)生率，為t物理研究提供了廣闊平臺(tái)。對(duì)t夸克衰變的測(cè)量將可以進(jìn)一步驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)模型和探索新物理現(xiàn)象精確測(cè)量t夸克的質(zhì)量。用來(lái)尋找黑格斯粒子。通過(guò)tt^bar的自旋關(guān)聯(lián)的相關(guān)測(cè)量驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)模型……

三、tt^bar衰變道的研究7t夸克衰變 LHC上用來(lái)測(cè)量t夸克質(zhì)量的黃金衰變道是單舉tt^bar對(duì)的產(chǎn)生，其中一個(gè)t夸克進(jìn)行半輕子衰變t→lb，另一個(gè)為強(qiáng)子衰變t→jjb。以半輕子衰變?yōu)榧s束條件而使用3jet事例測(cè)量t夸克的質(zhì)量。其關(guān)鍵問(wèn)題是從背景jet事例中分揀出bjet，而u，s，c會(huì)產(chǎn)生大量的背景jets。因此我們的探測(cè)器模擬必須進(jìn)行信號(hào)和背景的雙重模擬，特別是在量能器中的背景模擬。我們進(jìn)行了一些最小偏差事例和疊加事例的模擬，但是對(duì)于實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，必須進(jìn)行背景和信號(hào)的共同模擬，以確定最佳的分揀有用事例的方案并實(shí)現(xiàn)它。8山東大學(xué)理論物理研究組在tt^bar的產(chǎn)生和自旋關(guān)聯(lián)的研究中取得了顯著進(jìn)展，并對(duì)實(shí)驗(yàn)可觀測(cè)量進(jìn)行了詳盡的計(jì)算，對(duì)t衰變道的分析將起到積極的推動(dòng)作用。9四、軟件環(huán)境Grid：山東大學(xué)參加了Grid項(xiàng)目，并致力于Grid應(yīng)用的研究。ATLAS的海量數(shù)據(jù)的分析處理可以充分利用Grid的優(yōu)勢(shì)。軟件模擬和數(shù)據(jù)分析的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)：山東大學(xué)已經(jīng)完成了和正在進(jìn)行數(shù)個(gè)高能物理實(shí)驗(yàn)的探測(cè)器模擬和數(shù)據(jù)分析工作，在軟件工作中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并培養(yǎng)了相應(yīng)的人才。南京大學(xué)安裝了EDG1并與CERN聯(lián)網(wǎng)成功。模擬產(chǎn)生了10GB的miniumbias事例和60GB的pile－up事例，并傳CERNATLAS組。10計(jì)算資源除已經(jīng)建立的完善的包含數(shù)十臺(tái)單機(jī)的局域網(wǎng)外還組建了一個(gè)由10個(gè)CPU組成的PC－FARM,和1T的存儲(chǔ)陣列，用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析。南京大學(xué)調(diào)試安裝了LCG1環(huán)境，這是ATLAS數(shù)