高能光子对撞机的能量校准

本文讨论了高能光子（gamma-gamma, gamma-electron）对撞机上绝对能量标度的校准问题。光子对撞机的亮度谱较宽且具有相当尖锐的高能边缘，例如可用于在 gamma-gamma 到 H 过程中测量 Higgs 玻色子质量，或通过观测截面阈值测量带电标量粒子的质量。除了精确知晓亮度谱的边缘能量外，拥有一种校准探测器绝对能量标度的方法更为重要。乍看之下，Compton 散射本身提供了一种确定束流能量并产生已知能量粒子的独特方法，可用于探测器校准。该能量标度由电子质量 $m_e$ 和激光光子能量 $\omega_0$ 给出。然而，由于转换区域中 Compton 散射存在较大的非线性效应（$\xi^2 \sim 0.3$），这种方法在实际的光子对撞机中并不可行。本文论证了 gamma-electron 到 $eZ_0$ 的过程是校准探测器能量标度的最佳途径，其中能量标度由 $m_Z$ 给出。