Volumen de referencia en la física del colisionador/detector

Estoy tratando de dar sentido a las mediciones de ATLAS para un proyecto personal para aprender a usar Pythia, y parte de mi trabajo requiere que recree la distribución para el decaimiento del bosón Z. Encontré el término 'volumen fiduciario' y me pregunto qué es, porque no pude encontrar una respuesta en línea.

Entonces, ¿qué es el volumen fiduciario en el contexto de la fenomenología de partículas? ¿Es la región del espacio de fase/energía lo que interesa?

¿O tiene que ver con la prueba de hipótesis?

respuesta corta: sí, lo que interesa es la región del espacio de fase/energía.

Respuestas (3)

En algunos experimentos con detectores,

  1. La respuesta en la periferia del detector es poco conocida.
  2. La mayoría de los eventos de fondo interactúan en la periferia del detector. La periferia del detector es el blindaje final.
  3. Algunas partes del detector pueden estar rotas.

En tales casos, se ignoran los resultados de dichas partes del detector. Los resultados se extraen completamente del volumen fiduciario (el área central confiable del detector) en el que no se aplican ni 1. ni 2.

Ocasionalmente, sin embargo, el volumen fiduciario puede referirse, metafóricamente, a un interesante volumen de espacio de fase de objetos producidos en una colisión, en el que 1. y 2. no se aplican.

Esta presentación (NB: PDF) tiene una página de "jerga" que dice:

  • Fiduciario (Webster):
    1. Tomado como patrón de referencia
    2. Fundado en la fe o la confianza
    3. Tener una naturaleza en la que se puede confiar
      • Volumen Fiducial (Física de Partículas):
    4. El volumen utilizado para hacer mediciones físicas.
    5. El volumen en el que se supone que el detector se entiende bien.

Con el siguiente diagrama (ligeramente modificado para fines de formato),ingrese la descripción de la imagen aquí

Básicamente, el volumen fiduciario es el volumen del observatorio en el que se aceptará un número específico (típicamente el 90%) de eventos, y será menor que el volumen total. Para el caso particular de Super-Kamiokande , tiene un volumen total de 50 kton y un volumen fiduciario de 22 kton.

en los experimentos de DM/neutrino, los bordes del detector son básicamente una capa final de protección. Sin embargo, ¿qué pasa con el LHC? ¿Qué hay de malo en los bordes? Puedo suponer, pero no lo sé con certeza.
@innisfree: No estoy seguro, pero me imagino que probablemente sea más una relación S/N allí (p. ej., ∝ ( norte o b s − norte b k gramo ) ) que los bordes para experimentos con neutrinos. (Me perdí el bit "ATLAS" cuando leí la pregunta por primera vez y respondí según lo que sabía sobre SK).
Curiosamente, estamos empezando a ver más experimentos que aplican métodos estadísticos para hacer que algunos de los volúmenes originalmente excluidos cuenten con un peso reducido. Véase, por ejemplo, el tercer artículo de KamLAND.
@dmckee ¿Se podría modelar el comportamiento de fondo/detector (aunque sea deficiente) en las regiones defectuosas como en la región fiduciaria? podría tener muy poco poder estadístico, pero podrían aplicarse los mismos métodos?
@innisfree Más o menos. El factor determinante es qué tan bien conoce los fondos, por lo que este tipo de análisis se realiza después de que ya haya entendido la parte fácil del detector.

ATLAS no tiene una definición de "fiducial" en todo el experimento, básicamente significa sensible a la señal.

La definición es confusa porque, a diferencia de la mayoría de los experimentos, ATLAS (y CMS, D0, CDF, etc.) no solo define el área física donde el experimento es sensible, sino que también define las propiedades de colisión. Esto significa que la definición de fiduciario no se limita al volumen del detector. En cambio, se define aproximadamente como el espacio de parámetros de eventos donde puede esperar medir su señal.

Desafortunadamente, esto puede depender de lo que esté tratando de medir. Otros "recortes fiduciarios" pueden incluir:

  • pags t de objetos (chorros, leptones, etc.)
  • η de objetos
  • Diversas relaciones entre los objetos en el detector (es decir, falta de energía transversal, etc.)

Más asuntos confusos, algunos grupos dentro del experimento eligen omitir el término "fiduciario" por completo; el volumen financiero puede denominarse simplemente "región de señal". Entonces, aunque en el sentido más general significa el lugar donde la señal es fuerte, el término nunca debería aparecer sin una definición más precisa.

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