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解析まとめと発表準備
実験Ⅲ素粒子テーマ8回目
μ粒子寿命測定(Fe/Cuデータ)の解析
解析結果のグループ内でのまとめ
発表準備
発表の内容・分担の打ち合わせ
発表に必要なプロット等の作成・印刷

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実験装置の停止・データ解析



ストッパー(アルミ,SUS,銅)の厚さ,シンチレータのサイズな
どは,実験条件として記録しておくこと.
今日は、実験を停め、データ解析の最終版を完成する。
次回(最終回)の授業の終わりまでに、実験装置を停止して、
LEMOケーブルを片付けて帰ってください。
2
Feデータの解析


データはストッパーを、1回目はステンレス(Fe)、2回目はアルミニ
ウム(Al)で取った。
Fe(Z=26)とAl(Z=13)の違い:
 原子核捕獲の確率

Λ =
1

∼ 56 ⋅  3.7 [ −1 ], Z:ストッパーの原子番号
−
  の見かけの寿命:

− =
1
+Λ
, =
1

= 粒子の寿命
AlのほうがZが小さいので、μ-の原子核捕獲の影響が小さくな
る
 μ-の見かけの寿命が短くなる.
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実験スケジュール
第1回(11/8/金):素粒子物理概説,μ粒子寿命測定法,
同軸ケーブルとインピーダンス,NIMモジュールの機能.
第2回(11/15/金):シンチレーション・カウンターの理解,HVカーブの測定.
第3回(11/20/水):タイミング・カーブの測定
第4回(11/22/金):寿命測定回路のセットアップ,寿命データ収集開始(Al)
第5回(11/27/水):[データ収集継続(Al)] UNIX入門,PAWを用いたμ粒子寿命測定
データの解析法
第6回(12/4/水):[データ収集継続(Fe)] Z粒子質量測定法概説,CDF検出器の概説,
Event display,Z粒子の質量
第7回(12/6/金):[データ収集継続(Fe)] 軽い粒子(J/ψ)の質量
発展課題
第8回(12/11/水):データ解析とグループ内でのまとめ
第9回(12/13/金):発表・討論
レポート提出(12/20/金):第9回の一週間後が締め切り
発表会(12月13日)について



発表:~30分/グループ(10分以内程度/人)
 必ず全員が話すように発表を分担すること。
 同じ班内で、発表テーマが重ならないように。
手書きでもPowerPoint等のスライドデータでもよい。
 ノートPC(D-sub15ピン出力端子付)持参か、データ・ファイル
をUSBメモリに入れて持ってくる.
発表内容
 μ粒子寿命測定/Z質量・J/ψ質量解析
その他,実験の内容,テキスト中の課題,発展課題,素粒子物理
に関して興味あること

注意点:
 この実験の内容を全く知らない人でも理解できるように説明することを
目指す.
 手書きの場合は、丁寧に大きな文字で作ること。計算用紙での発表は禁
止。
 授業スライドなど、他人の作ったスライドを参考にするのは構わないが、
そのまま流用は禁止。
5
レポートに関して


12月20日(水)レポート締切
 提出先:自然学系棟D208 (内線4270)
 室内テーブル上の実験III用レポート提出BOX
 連絡先:内線4270 佐藤, [email protected]
[email protected]は丁寧に書くこと。
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レポートに関する注意事項





何を知るために、どのようなセットアップでどういう測定をしたのか(テキ
スト丸写しは不可)、得られた結果とそれに関する考察を簡潔に自分の
言葉で書く。
グラフを付けるときには、グラフに「図1」、「図2」、... などと名前を付け、
文章で説明すること。
グラフには必ず、タイトル、軸タイトル、軸の数字と単位を付けること。
課題を解いてあれば、採点の上レポート点に加点します。
丸写しは大幅減点の対象とする。
 テキストの丸写し
 友達のレポートを丸写し(写す元になった友達も減点になります)
 過去の先輩のレポートの丸写し
 例年、課題を丸写しで出す人がいる。バレバレなのでやめましょう。
7
バックアップ
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実験スケジュール
第1回(12/5/水):素粒子物理概説,μ粒子寿命測定法,
同軸ケーブルとインピーダンス,NIMモジュールの機能.
第2回(12/7/金):シンチレーション・カウンターの理解,HVカーブの測定.
第3回(12/12/水):タイミング・カーブの測定
第4回(12/14/金):寿命測定回路のセットアップ,寿命データ収集開始(Al)
第5回(12/19/水):[データ収集継続(Al)] UNIX入門,PAWを用いたμ粒子寿命測定
データの解析法
第6回(12/21/金):[データ収集継続(Fe)] Z粒子質量測定法概説,CDF検出器の概説,
Event display,Z粒子の質量
第7回(12/26/水):[データ収集継続(Fe)] 軽い粒子(J/ψ)の質量
第8回(1/9/水):データ解析とグループ内でのまとめ
第9回(1/11/金):発表・討論
レポート提出(1/25/金):第9回の一週間後が締め切り
J/ψの質量:mμを無視した影響は?

この近似がMμμに与える影響は,

J/ψ質量の測定の場合は, Mμμ ~3GeV,
mμ~0.1GeV として

これは,統計誤差に対して無視できるか?

mμを無視しない式に変更して再解析してみよう.
mμ=0.106GeV
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Decay(exp)+bkg(constant)でfit

Fit関数を定義(method 1)
ROOT[] TF1* myfunc= new TF1(“myfunc”, “[0]*exp(-x/[1])+[2]”)

Fit関数を定義(method 2)
スケーラーで求めたNbkg/bin (例えば5.5の場合)を使って
ROOT[] TF1* myfunc= new TF1(“myfunc”, “[0]*exp(-x/[1])+5.5”)

初期値(うまくfit出来ない場合)を設定
Parameter[1]に寿命のだいたいの値を設定
ROOT[] myfunc->SetParameter(1, 2.0)
xxxからyyyまでの範囲でfitを実行
ROOT[] hm->Fit(“myfunc”,”L”,””, xxx, yyy)

Fit関数を定義(optional)
原子核捕獲のあるμーとその効果がないμ+を項をわけてフィット:
ROOT[] TF1* myfunc= new TF1(“myfunc”, “[0]*exp(-x/[1]) + [2]*exp(-x/[3]) +5.5”)
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