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写作与研究

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更新于 10-16 07:17

技能介绍

用途:面向高能物理(HEP)数据分析,覆盖从ROOT文件读取、事件重建与选择,到直方图拟合、统计假设检验与发现显著性评估,以及蒙特卡洛模拟流程和HEPData结果访问。

主要能力:

  1. 数据格式与访问:支持ROOT(.root)、NanoAOD、DAOD_PHYS、HepMC、HEPData(YAML/JSON),工具含ROOT、uproot、coffea、pyhepmc、hepdata_lib。
  2. 读取ROOT文件:用uproot将NanoAOD加载为awkward数组,示例函数load_nanoaod(filepath, tree_name="Events", branches=None)会打印事件数与字段,并按branches读取缪子分支。
  3. 事件选择与重建:计算不变质量compute_invariant_mass(pt1,eta1,phi1,mass1,pt2,eta2,phi2,mass2);select_z_candidates对NanoAOD做质量切割(Muon_pt>20、|Muon_eta|<2.4、Muon_tightId、Muon_pfRelIso04_all<0.15)、恰两个缪子、异号电荷,输出不变质量。
  4. 统计推断:pyhf构建计数实验模型(build_counting_model),用pyhf.infer.hypotest与test_stat="qtilde"计算CLs排除限(compute_cls);discovery_significance用泊松与带系统误差的近似公式给出z显著度、p值,并判断3σ证据、5σ发现。
  5. 直方图拟合:fit_breit_wigner_plus_bg用Breit-Wigner加线性本底拟合质量谱,返回M_Z、Gamma_Z、信号数与chi2/ndf。
  6. 蒙特卡洛流程:矩阵元(MadGraph、Sherpa、POWHEG)、部分子簇射(Pythia、Herwig)、强子化、探测器模拟(Geant4/CMSSW/Athena或Delphes)、重建。

使用方式:通过Python环境安装并调用上述库;示例代码直接按函数签名传入数据路径、分支或数值即可。

适用场景:高能物理数据分析、共振态质量测量、Z→μμ候选选择、排除限与发现显著性计算、蒙特卡洛模拟链路搭建。

限制:资料未提供具体安装命令、版本要求、性能基准、收费或平台信息;示例参数与切割值仅为示例,需按实际分析调整。