[論文レビュー] Polarisation at HERA - Reanalysis of the HERA II Polarimeter Data -

B. Sobloher, T. Behnke+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 13, 2012

Geophysics and Gravity Measurements参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、HERA IIポラリメータデータの最終的再分析を提示し、縦方向（LPOL）および横方向（TPOL）ポラリメータ測定値を、洗練された系統的誤差処理で統合している。相関と期間依存の不確実性を考慮した頑健な平均化手順を導入し、HERA IIの偏光測定における総系統的不確実性を1.9%未満に低減した。また、2007年の上昇時間測定を用いて、LPOLおよびTPOLのスケールが独立して確認された。

ABSTRACT

In this technical note we briefly present the analysis of the HERA polarimeters (transversal and longitudinal) as of summer 2011. We present the final reanalysis of the TPOL data, and discuss the systematic uncertainties. A procedure to combine and average LPOL and TPOL data is presented.

研究の動機と目的

• HERA IIの縦方向（LPOL）および横方向（TPOL）ポラリメータにおける系統的誤差を再評価し、偏光測定の精度を向上させること。
• 相関および期間依存の誤差要因を考慮した、LPOLおよびTPOLデータを一貫して組み合わせる手順を開発すること。
• 2007年の上昇時間測定を用いて、TPOLの偏光スケールを独立して検証すること。
• 実験が偏光値を解析に使用する際の標準化された推奨事項を提示し、適切な誤差処理を伴うこと。
• HERMES、H1、ZEUS実験が、HERA IIの全データセットを用いても信頼性の高い偏光値を得られるようにすること。

提案手法

• TPOLデータの完全な再分析を実施し、レーザー光ビームと電子ビームの相互作用領域の影響および非ゼロの線形光の偏光を補正した。
• LPOLの系統的誤差は、体系的なアプローチを用いて再評価された。このアプローチには、遅延ありおよび遅延なしのADCチャンネルへのアンビンド最大尤度フィットを用いたピラー(clamp)キャリブレーションが含まれる。
• レーザーOFF時のイベントを用いて、キャリブレートされたオフセットおよびスロープパラメータを導出し、イベントごとにピラーを差し引いた。
• TPOLの偏光スケールは、HERA II走行終了時に取得した上昇時間測定を用いて独立して確認され、内在的分析スケールと良好に一致した。
• 5分間のバケットごとに等しいフルエンス重みを用い、LPOLおよびTPOLの結果を統合する重み付き平均化手順を開発した。誤差は、相関なし、スケール相関、および相関なしの成分として扱った。
• 誤差伝搬は、相関なし、LPOLスケール、およびTPOLスケールの不確実性の二乗和の平方根として形式化された。左/右ヘリシティ状態間の符号依存相関を考慮した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HERA IIのLPOLおよびTPOLポラリメータにおける主な系統的誤差は何であり、異なる走行期間にわたってどのように変化するか？
• RQ2 2つの独立したポラリメータ（LPOLおよびTPOL）の結果を、一貫した方法で統合して、単一で信頼性の高い偏光測定値を得るにはどうすればよいか？
• RQ3 上昇時間測定を用いた独立した検証により、TPOLの偏光スケールは一貫しているか？
• RQ4 実験がHERA IIの偏光データを解析に使用する際の最適な手順（誤差処理および平均化を含む）は何か？
• RQ5 ポラリメータ測定値の相関および期間依存の条件が、最終的な不確実性予算にどのように影響するか？

主な発見

• LPOLの最終的系統的不確実性は2.0%に確認された。2004年7月2日以降は、キャリブレーター交換に起因する追加の不確実性≤1.2%が適用された。
• TPOLの内部系統的不確実性は1.9%であった。これは、ビーム-レーザー相互作用領域の影響および線形光の偏光を考慮した結果である。
• 独立した上昇時間測定により、TPOLの偏光スケールにバイアスやシフトの兆候は認められず、分析スケールの妥当性が裏付けられた。
• 統合された平均化手順により、全HERA II走行期間を通じて総系統的不確実性が1.9%未満に低減された。陽電子走行では1.4%未満であった。
• 平均偏光値の総不確実性は、相関なし、LPOLスケール、およびTPOLスケールの成分の二乗和の平方根として計算され、左/右ヘリシティ状態間の適切な符号相関が考慮された。
• 推奨される手順により、誤差処理およびデータ統合の一貫性が確保された。表10に示す例示的結果では、4つの異なる走行期間における平均偏光値および不確実性が提示された。