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相对论重离子碰撞实验的一个主要目的就是研究在高温和高能量密度的极端条件下,可能产生的夸克解禁闭的新的量子色动力学(Quantum chromodynamics,简称QCD)物质形态—夸克胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma,简称QGP),及其物理性质。坐落于美国布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory,简称BNL)的相对论重离子对撞机(Relativistic Heavy Ion Collider,简称RHIC)和位于欧洲核子研究中心(简称CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,简称LHC)的实验结果表明,通过相对论性重离子碰撞可能产生新的物质形态。RHIC自2000年运行以来,在高能重离子碰撞中发现了大量QGP存在的实验证据,比如“喷注淬火”现象、椭圆流的组分夸克标度性等等。这些实验结果说明在RHIC能区金核-金核碰撞已经形成了强耦合的夸克胶子等离子体(strong-coupled Quark-Gluon Plasma,简称sQGP)。因为夸克和胶子带有色荷,它们会禁闭在强子内部,也即色禁闭,因此在实验上这种新的物质形态很难被直接观察到。在实验上观测得到的只是末态的冷却粒子,而这种末态粒子会受到热核效应和冷核效应的影响,又很难从末态粒子观察到早期的QGP演化过程。重味夸克(即底夸克和粲夸克)的质量比较大,底夸克的质量约为4.2 GeV/c~2和粲夸克的质量约为1.3 GeV/c~2,远大于ΑQCD(QCD的标度参数)和TQGP(QGP的临界温度),因此重味夸克主要产生于高能重离子碰撞早期(夸克胶子等离子体产生之前)的部分子硬散射过程。这也就意味着这些重味夸克会经历夸克胶子等离子体演化的整个过程,因此它们的运动学特征会携带与QGP相互作用的有关信息。所以,粲夸克和底夸克被认为是研究QGP物理性质的理想探针。与此同时,由于重味夸克产生时伴随的大横动量转移,重味夸克的产生截面可以通过微扰QCD理论计算。QCD理论计算预言,由于“死锥效应”(Dead Cone Effect)的存在,重味夸克通过胶子辐射损失的能量要比轻夸克少。对开粲或开底重味研究,包括直接强子衰变道重建和非光电子(Non-Photonic Electron,简称NPE)、非瞬发的D0或J/ψ这种间接测量两种研究方法。测量重味夸克强子(B强子和D强子)的半轻子道衰变电子的核修正因子RAA,对我们理解RHIC能区核核碰撞中部分子以及夸克胶子等离子体的性质都有着重要意义。本文基于RHIC能区上的螺旋径迹探测器(Solenoidal Track at RHIC,简称STAR)实验,开展了重味强子半轻子道衰变产生的单电子(也即非光电子)在质心系能量为200 GeV下质子-质子碰撞中产生的实验研究。本文用于分析的实验数据是STAR于2015年采集的质子-质子高横动量电子触发事件(HT1和HT2)。实验数据分析中,利用STAR时间投影室(Time Projection Chamber,简称TPC)提供的电离能损信息,在低横动量区结合飞行时间探测器(Time of Flight,简称TOF)测量的粒子飞行速度信息,高横动量区结合桶状电磁量能器(Barrel Electro-Magnetic Calorimeter,简称BEMC)的簇射总能量,以及桶状簇射极大探测器(Barrel Shower Maximum Detector,简称BSMD)测量的簇射等信息,进行电子鉴别。与此同时,电磁过程产生的电子本底(光子转变,中性介子π0和μ达利兹衰变)通过重建标记电子(正电子)和所有伴随正电子(电子)的不变质量谱在统计上扣除自由组合背景。我们获得了 STAR实验Runl5质子-质子碰撞中非光电子的横动量谱的初步结果。为了获得非光电子产生截面,其中一个修正是触发效率。计算Run15的质子-质子碰撞中非光电子的截面时,使用的触发效率是来自Embedding估计的。同时,我们也尝试通过实验数据(Data)估算HT1和HT2的事例触发效率,与Embedding进行比较。大型重离子碰撞实验(A Large Ion Collider Experiment,简称ALICE),位于欧洲原子核研究中心(CERN)的大型强子对撞机上,是用来研究极端条件下的强相互作用物理及其性质,尤其是探究QGP及其属性。ALICE实验2009年运行以来,在Runl和Run2中运行稳定,具有大的动量范围测量能力和高径迹位置分辨率,已经发表了很多重要的物理结果。2021年后,LHC将大幅提升束流亮度,使铅铅事件碰撞率达50 KHz。目前ALICE的中央探测器及其读出系统无法满足该要求。同时为了更多地采集实验数据,ALICE实验计划升级其探测器及读出系统。其中一个重要的升级就是新建基于单片有源像素传感器(MAPS)技术的七层硅像素探测器(Inner Tracking System,简称ITS2)来替换现有的ALICE/ITS探测器。借用ITS2,ALICE将开展重味物理的精确测量。华中师范大学(Central China Normal University,简称CCNU)参与了 ALICE/ITS升级项目,承担外层混合集成电路(Outer Barrel HybridIntegrated Circuit,简称OBHIC)组装任务。我曾参加了该探测器升级的部分研制与测试工作。