粒子物理实验数据处理与分析
课程编码：180081070202P2004Y
英文名称：Data Processing and Analysis Techniques in Particle Physics
课时：60
学分：3.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：刘北江
教学目的要求
本课程为物理学一级学科粒子物理与原子核物理专业研究生的专业普及课。物理学是一门实验科学，随着人们对物质结构的理解越来越深入，粒子物理与核物理实验变得更为复杂，为了获得高精度与可靠的实验结果，数据获取、分析与处理的基本方法是实验物理的重要环节。通过听课、阅读文献，希望学生了解核与粒子物理一些主要前沿实验的研究方向，熟悉探测器、电子学、触发及软件开发中的一些基本概念，掌握实验中数据处理及分析的基本方法。学会运用最常用的工具软件和方法，对粒子物理与核物理实验中产生的物理信号进行正确的分析和处理，获得可靠的物理结果。从而使学生为从事粒子物理与核物理的研究打下坚实的基础。
预修课程
粒子辐射探测技术、实验物理中的概率和统计
大纲内容
第一章 引论 4.0学时 刘北江
第1节 粒子物理研究前沿介绍
第2节 物理过程简介、数据获取与处理的一般方法概述
第二章 实验数据类型、结构和数据存储 6.0学时 刘北江
第1节 数据产生及处理流程
第2节 基本数据类型、存储等
第三章 数据处理 25.0学时 刘北江
第1节 探测器模拟
第2节 带电粒子的重建与寻迹
第3节 带电粒子的重建与拟合
第4节 带电粒子刻度
第5节 先进计算的利用
第6节 中性粒子刻度
第7节 中性粒子重建
第8节 粒子鉴别
第四章 物理分析方法与技术 23.0学时 刘北江
第1节 运动学拟合与顶点拟合
第2节 对撞机物理中的常见测量举例
第3节 物理分析中常用的统计方法
第4节 对撞机物理中的分析举例
第5节 误差分析
第6节 非对撞机物理-中微子物理
第7节 大亚湾实验的数据分析
第五章 考试 2.0学时 刘北江
第1节 考试
参考书
1、
高能物理实验统计分析
朱永生
2017年3月
科学出版社
2、
高能物理数据分析
贝恩克等原著（英文版），中文版朱永生、胡红波翻译
2019年1月
中国科学技术大学出版社
3、
高能物理数据分析
[奥地利] 弗吕威尔特著，朱永生译，刘振安译
2011年1月
中国科技大学出版社
4、
实验物理中的概率与统计
朱永生
2006年4月
科学出版社
5、
Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiment
William R. Leo
1994年2月
Springer-Verlag Berlin Heidelberg
6、
Statistical Data Analysis
Glen Cown
1997年12月
Oxford Science Publications
课程教师信息
刘北江，中国科学院高能物理研究所研究员。2008年于中国科学院高能物理研究所获得博士学位。历任BESIII国际合作组轻强子物理组长、物理分析负责人，现任报告委员会主席。入选中科院青年创新促进会，获基金委优秀青年基金。主持科技部国家重点研发项目课题、基金委重点项目等。主要从事强子物理实验研究。担任国科大本科“原子物理学”、“粒子探测技术”助教。