BESIII实验数据分析和处理方法及软件研究

The Beijing Spectrometer III (BESIII) is a large general-purpose detector runnig on the Beijing Electron and Positron Colider II (BEPC II), which is designed for the experimantal study of τ-charm physics. Currently, a large amount of data has been collected by the BESIII at Psi(2S)、J/Psi and Psi（3770）resonances. In this research programme, firstly the key technologies and methods of data processing and analysis will be studied with real experimental data and new methods for track reconstruction and particle identification will be implemneted to meet the demand from data analysis. Secondly, the precise tuning to Monte Carlo simulation will be completed and many precision measurements can be published by reducing systemematic errors to a resonable level. Finally, a distributed system for data peocessing and analysis will be built by using emerging technologies so that the massive data will be processed and analyzed making use of integrated computing resources inside the international BESIII colloboration for the coming 5-10 years.

北京谱仪BESIII是一台运行在北京正负电子对撞机BEPCII上的大型通用探测器，用来进行Tau-Charm物理的实验研究。目前，BESIII实验已经在Psi(2S)、J/Psi和Psi（3770）等能区成功采集了大量实验数据。本项目利用这些数据来研究高能物理实验数据分析和处理中的关键技术，通过采用新的方法希望能在径迹重建和粒子鉴别方面有所突破，满足物理研究对带电径迹寻迹和粒子鉴别的高性能要求。同时，我们要对BESIII模拟与数据的一致性进行更深入细致的研究，完成蒙特卡罗精细模拟，使得BESIII实验的系统误差能够达到国际领先水平，从而保证大量精细物理测量成果的发表。另外，我们还将采用先进的分布式计算技术，建立BESIII分布式数据处理和分析平台，整合BESIII国际合作组的计算资源，保证未来5-10年中数据处理和物理分析的顺利进行。

北京谱仪BESIII是一台运行在北京正负电子对撞机BEPCII上的大型通用探测器，用来进行Tau-Charm物理的实验研究，目前已经在Psi(2S)、J/Psi和Psi（3770）等能区成功采集了大量的实验数据。利用这些数据，本项目研究了高能物理实验数据处理和分析的多种关键技术：研究了漂移室的径迹重建算法，开发了针对低横动量带电径迹的全新寻迹算法，提高了寻迹效率和质量，提升了BESIII实验寻找新物理和稀有衰变的能力；研究了BESIII子探测器可用于粒子鉴别的特征量，开发了粒子鉴别算法软件，实现了根据物理需求联合多个子探测器信息进行粒子鉴别的功能，满足了BESIII实验对粒子鉴别的需求；完成了新的漂移室蒙特卡洛精细模拟调试方法，改进了电磁量能器的模拟和重建方法，良好的模拟和数据的一致性进一步降低了BESIII物理分析的系统误差，达到了国际领先水平；数据分析的系统误差方面，研究了带电径迹的重建效率误差、粒子鉴别的系统误差以及光子测量的系统误差，为物理分析提供了可靠的系统误差估算方法；采用先进的分布式计算技术，建立了BESIII分布式数据处理和分析平台，对BESIII国际合作组分散在全球的计算资源进行了有效整合，增强了实验的计算能力。本项目研究任务的圆满完成，全面提升了BESIII 软件的质量和离线计算水平，为近期BESIII一系列的重要物理成果的取得，以及保持Tau-Charm物理实验研究领域的国际领先做出了重要贡献。