Volumen fiduciario en la física del colisionador/detector

Question

Estoy tratando de dar algún 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. He encontrado el término "volumen fiduciario", y me pregunto qué es, porque no he podido encontrar una respuesta en Internet.

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

¿O tiene que ver con la comprobación de hipótesis?

Answer 1

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 estos casos, se ignoran los resultados de esas partes del detector. Los resultados se extraen en su totalidad del volumen fiduciario (la zona central y fiable del detector) en la que no se aplican ni 1. ni 2.

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

Answer 2

ATLAS no tiene una definición de "fiducial" para 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 sólo define el área física donde el experimento es sensible, sino que también define las propiedades de las colisiones. Esto significa que la definición de fiducial no se limita al volumen del detector. En su lugar, se define aproximadamente como el espacio de parámetros de los eventos en los que se puede esperar medir la señal.

Desgraciadamente, esto puede depender de lo que se intente medir. Otros "cortes fiduciarios" pueden ser:

• $p_\mathrm{t}$ de objetos (chorros, leptones, etc.)
• $\eta$ de objetos
• Diversas relaciones entre los objetos del detector (por ejemplo, energía transversal perdida, etc.)

Para mayor confusión, algunos grupos dentro del experimento optan por omitir por completo el término "fiducial"; el volumen financiero puede denominarse simplemente "región de la señal". Así que, aunque en el sentido más general significa el lugar donde la señal es fuerte, el término nunca debería aparecer sin una definición más precisa.

Answer 3

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

• Fiduciario (Webster's):
  1. Tomado como estándar de referencia
  2. Basado en la fe o la confianza
  3. Tener una naturaleza de confianza
     • Volumen fiduciario (Física de partículas):
  4. El volumen utilizado para realizar mediciones físicas
  5. El volumen en el que se supone que el detector está bien entendido

Con el siguiente diagrama (ligeramente modificado por motivos de formato),

Así que, básicamente, el volumen fiduciario es el volumen del observatorio en el que se debe aceptar un número determinado (normalmente 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.