江門中微子實(shí)驗(yàn)通用數(shù)據(jù)庫接口的研究.pdf

1、中微子作為粒子物理學(xué)中重要組成部分，目前已經(jīng)成為物理學(xué)家研究的主要課題。在基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子的質(zhì)量嚴(yán)格為零。但是，目前多數(shù)中微子實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)顯示中微子的質(zhì)量不為零。這使得粒子物理學(xué)家探索超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理。此外，天體物理和宇宙學(xué)領(lǐng)域也加大了對中微子物理的研究。因此，作為粒子物理、天體物理以及宇宙學(xué)的交叉，中微子越來越吸引物理學(xué)家的注意力。
　　大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)(Daya Bay)發(fā)現(xiàn)θ13遠(yuǎn)大于預(yù)期值，這樣使得在近期內(nèi)測量

2、中微子的質(zhì)量順序和CP相位角都成為可能。江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）的主要目標(biāo)是測量中微子質(zhì)量順序，同時(shí)也可精確測量中微子其中6個(gè)振蕩參數(shù)中的4個(gè)，并且達(dá)到好于1％的國際最好水平。
　　由于即將開展的江門中微子實(shí)驗(yàn)是中國基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域目前最大的國際合作項(xiàng)目，有分布在世界各地的眾多科學(xué)家參與合作。實(shí)驗(yàn)成果的獲得，都依靠探測器、電子學(xué)、數(shù)據(jù)獲取、慢控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析等緊密合作。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及后續(xù)的物理分析中，也更是依賴于合作組的通力合作

3、。為了確保研究成果一致性，減少合作組之間的成本，提高工作效率和節(jié)省資金，對數(shù)據(jù)、分析平臺(tái)的搭建與整合是必不可少的重要一環(huán)。
　　對JUNO產(chǎn)生數(shù)據(jù)的處理、分析、模擬和重建，需建設(shè)一個(gè)大型的離線系統(tǒng)。而數(shù)據(jù)庫在其中扮演著重要的角色。基于JUNO離線軟件平臺(tái)(SNiPER)，以面向接口為原則，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫通用接口。該接口包含查詢、插入、更新和刪除四種基本功能，并且使用符合JSON規(guī)范的數(shù)據(jù)作為交換對象。通過調(diào)研幾種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(No

4、SQL)，結(jié)合JUNO實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，選擇使用MongoDB作為本論文研究的重點(diǎn)。并以MongoDB作為底層數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了軟件包“DatabaseSvc”。之后，詳細(xì)地討論了數(shù)據(jù)庫通用接口的靈活性，并給出了支持其他類型數(shù)據(jù)庫的解決方案，尤其是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(SQL)。
　　本論文的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:第一部分簡單介紹了選題的意義和JUNO的物理背景及科學(xué)意義;其次，介紹JUNO離線軟件框架以及NoSQL數(shù)據(jù)庫;第四部分是文章的重點(diǎn)，研究對數(shù)據(jù)