BES III漂移室边界场丝层补偿电压的研究

BESⅢ漂移室边界丝层单元存在着严重的X-T关系左右不对称问题, 模拟研究表明在边界场丝层上设置适当的补偿电压能很有效地减小这种不对称. 通过BESⅢ漂移室模型的束流测试验证了边界场丝层补偿电压方案对减小X-T关系左右不对称的有效性, 同时还研究了补偿电压对边界丝层单元空间分辨及dE/dx测量的影响.     

BESⅢ主漂移室径迹的外推和径迹匹配

BESⅢ主漂移室重建径迹的外推算法采用面向对象的设计方法, 利用GEANT4部分代码开发实现, 它提供主漂移室带电径迹外推到外部其他子探测器上的预期径迹信息. 该算法的外推过程考虑了带电径迹在磁场中的偏转以及与探测器物质相互作用造成的电离能损, 并为径迹参数计算考虑了库仑多次散射效应影响在内的参数误差矩阵. 经检查, 主漂移室径迹的外推结果和完全模拟结果一致, 并且径迹外推的结果能够成功用于各个子探测器测量径迹间的匹配, 这些工作为分析实验数据作了必要的准备, 能够满足BESⅢ实验的使用要求.     

BESⅢ主漂移室基于模式匹配的径迹重建

BESⅢ主漂移室径迹重建算法MdcPatRec, 是采用面向对象技术用C++开发的软件. 该算法使用模式匹配的方式寻找径迹段, 连接径迹段为径迹并进行最小二乘拟合. 使用模拟数据对算法进行了检验, 结果表明该径迹重建算法能够提供高的重建效率和好的动量分辨, 各项指标均达到设计要求. 同时具有好的抗噪声能力, 可以满足BESⅢ的使用要求.     

BESⅢ漂移室单元结构和丝层安排的设计与优化

介绍了BES Ⅲ漂移室单元结构的设计和丝层安排，讨论了如何设置斜丝倾斜角以及直、斜丝交界处存在的问题，并通过对漂移时间与距离关系的模拟优化了漂移室丝层半径.     

BES主漂移室的宇宙线测试结果

简要描述了北京谱仪(BES)主漂移室的结构和宇宙线实验安排,给出利用宇宙线测试主漂移室性能的主要结果.单元内具有线性的漂移距离S-漂移时间T关系.室的单丝空间分辨率σ_x=210～240μm.相当室内40次dE/dx取样的能量分辨率为8.7%.主漂移室运行稳定.     

BES-Ⅲ主漂移室输出信号的模拟

小单元漂移室具有漂移电子扩散小、空间分辨好等特点,因而在北京谱仪的升级改造中被采用.利用漂移室模拟程序GARFIELD7等进行了BES-Ⅲ主漂移室对带电粒子响应的Monte Carlo模拟.据此得到主漂移室输出信号的特点,为其读出电子学系统的设计提供了较为准确的理论依据.     

BES主漂移室模型性能的束流测试

本文描述了北京谱仪BES主漂移室一个多层多单元模型的结构, 给出在日本KEK12GeV质子同步加速器K2试验束上, 利用动量0.5～1.5GeV/c的e⁺,π⁺和p束测量模型性能的主要结果. 在3.1cm的单元半宽内, 室的单丝空间分辨率σ_x=170～210μm. 相当四十次dE/dx取样的能量分辨率σ_E/E约为15%, 提供了北京谱仪工作能区鉴别粒子的一种有效方法, 可同飞行时间(TOF)计数器和簇射计数器相互补充.     

小单元漂移室用放射源模拟老化的实验研究

BESⅢ 漂移室(DC)模型用1.85X109 Bq 55Fe 5.9keV X射线放射源作加速老化实验研究.测量了阳极丝电流I和55Fe 5.9keV X射线全能光电峰位随累积电荷量Q的变化,由此得到累积相当BESⅢ DC 5年全天候运行的电荷量(0.07 C/cm)后,漂移室小单元的阳极电流降为初始值的87%;老化率为R=－0.19%/(mC/cm)     

BESⅢ TOF前端读出电子学系统原型设计和实验结果

作为北京谱仪(Beijing Spectrometer, 简称BES)的改造, BESⅢ将把TOF(time-of-flight)测量精度提高到一个新的水平, 总时间分辨不大于90ps. 其中要求前端电子学(Front End Electronics, FEE)对时间测量的不确定性贡献小于25ps. 本文介绍了TOF前端读出电子学系统原型电路的设计和初步的测试结果.     

北京谱仪大型精密圆柱漂移室的设计和建造

简要描述了北京谱仪(BES)主漂移室的物理设计、机械设计与建造、工作气体选择、模型实验等方面.给出主室各项指标的实验值或估算值:立体角覆盖、增益和效率、R-φ平面的空间分辨率、轴向空间分辨率dE/dx能量分辨率与粒子鉴别能力等.     

北京谱仪BESⅢ

北京谱仪是北京正负电子对撞机上的大型通用磁谱仪。对撞机中的正负电子束团在谱仪中心对撞,产生的末态带电粒子和中性粒子的空间位置、动量、能量等特性由谱仪记录,经过数据处理后进行粲-τ能区的物理研究。在BEPC上先后安装了北京谱仪BESⅠ和BESⅡ。在BEPCⅡ上安装的是新研制的北京谱仪BESⅢ包括主漂移室、电磁量能器、飞行时间计数器、μ子探测器和超导磁体,具有     

BESⅢ RPC宇宙线测试系统

北京谱仪(BESⅢ)采用阻性板室(Resistive Plate Chambers)作为其muon探测器, 总使用面积达1200m². 为保证探测器的质量, 每一块阻性板室都要求通过宇宙线测试. 宇宙线测试系统使用3个流光管室作为其触发和寻迹系统, 其空间分辨可达2—3mm, 覆盖面积约4m², 测试系统可同时测量8块RPCs. 最后, 还报道了RPC的初次测试结果.     

BESⅢ飞行时间计数器1:1模型的束流测试

在北京正负电子对撞机直线加速器实验束上进行了BESⅢ飞行时间计数器1:1模型的束流测试.利用动量为800MeV/c的电子束,对应用不同包装材料(铝膜和Tyvek)的不同闪烁体(BC408和EJ200)的时间分辨率和光传输衰减长度分别进行测量,以铝膜包装EJ200为最佳选择,其本征时间分辨率(标准偏差)好于90ps，达到BESⅢ的设计指标.     

利用宇宙线对BESⅢ量能器CsI(Tl)晶体探测器单元的测量

利用宇宙射线进行探测器模型的性能测试是高能物理普遍采用的方法, 其中最重要的步骤之一就是确定宇宙线入射的准确位置和径迹. 多数采用丝室探测器来进行宇宙线的精确定位, 需要很高的造价和复杂的电子学系统. 本文介绍一种简单的定位方法, 采用塑料闪烁体条加波移剂光纤编码读出的方式, 可以实现精度为1cm的定位. 据此建立了一套实验装置, 对BESⅢ电磁量能器CsI(Tl)晶体探测器单元的光输出强度和不均匀性进行了测量.     

北京谱仪中心漂移室45°模型性能的束流测试结果

本文描述利用日本KEK 12GeV质子同步加速器K2试验束测量北京谱仪(BES)中心漂移室45°模型性能的主要结果.单丝空间分辨率σ_x可达160μm.电荷分配定位积分非线性小于0.5%,当输出电荷量为1.4±0.2pC时,z向分辨率可达2.3%.     

北京谱仪中心漂移室45°模型及其宇宙线在线实验结果

本文描述BES中心漂移室45°模型的作用、结构、幅度特性和宇宙线在线实验结果. 发现在电场上加适当的负高压, 有助于改善室的幅度特性. 利用么迹重建法求出的电子平均漂移速度为5.3cm/μs, 空间分辨可达134μm.     

1m×1m漂移室特性在线测量

本文给出了用宇宙线在线测量漂移室性能的实验结果. 获得时间分辨率4.26ns, 空间分辨率132μm, 效率96%以上. 漂移室在线实验系统由五个1m×1m×0.09m可调电场漂移室, 闪烁计数器触发系统, 漂移室读出电子学系统, 以及TRS-80微型计算机四部分构成. 数据的实时采集, 分析处理等均由微型计算机在线或离线完成.     

利用宇宙线对BESⅢ量能器CsⅠ（Tl）晶体探测器单元的测量

利用宇宙射线进行探测器模型的性能测试是高能物理普遍采用的方法，其中最重要的步骤之一就是确定宇宙线入射的准确位置和径迹．多数采用丝室探测器来进行宇宙线的精确定位，需要很高的造价和复杂的电子学系统．本文介绍一种简单的定位方法，采用塑料闪烁体条加波移剂光纤编码读出的方式，可以实现精度为1cm的定位．据此建立了一套实验装置，对BESⅢ电磁量能器CsⅠ（Tl）晶体探测器单元的光输出强度和不均匀性进行了测量．     

BESⅢ μ探测器阻性板模型室的性能研究

对基于酚醛树脂的阻性板室(RPC)进行研究. 通过改进的表面处理工艺, 开发了一种新的阻性板材料, 并在不同温度下对多块样板的电阻率进行了测量. 对比了基于此新型阻性板的不同电阻率RPC模型室的探测效率、计数率和暗电流. 利用¹³⁷Cs γ源和实验束流研究了流光模式RPC的抗辐照性能. 结果表明此新型阻性板RPC满足BESⅢ μ探测器的要求.     

两个不同单元尺寸的小单元漂移室模型的性能研究

利用宇宙线分别测量了两个单元尺寸为14mm和16.4mm充He/C3H8(60/40)气体的小单元漂移室模型的性能，包括空间分辨，dE/dx分辨和单元效率. 测量结果表明两个漂移室模型的性能没有明显区别.