怀柔EAS阵列对初级宇宙线“膝”区能谱的测定

仔细分析了近年来怀柔广延大气簇射阵列记录的65万个大气簇射事例,得到了簇射Size(即荷电总粒子数)谱和10¹⁵—5×10¹⁶eV能段的初级宇宙线微分能谱.此谱呈明显的、平滑过渡的“膝”样结构,拐点在3×10¹⁵eV附近.除了“膝”较平滑不象明野谱那样尖锐拐折而外,怀柔谱在绝对流强和“膝”的位置上都与日本明野组吻合得很好.在银河磁场刚度截止模型框架下,怀柔实验Size谱界定的宇宙线质子谱拐折能量Ec的取值范围在160到240TeV之间.     

空气簇射切伦科夫光强横向分布测量

在北京怀柔建立了一个旨在研究广延空气簇射(EAS)切伦科夫光强横向分布及其脉冲时间结构的光学阵列,与怀柔粒子阵联合观测,测量了簇射大小在2×10⁵－10⁷粒子范围的切伦科夫光强横向分布,该分布在离轴心20—150m范围可表为指数函数形式Φ(R)～exp(－bR/10⁴).初步结果与最近的一些实验和理论大致相符.     

羊八井ARGO实验RPC模拟读出

羊八井ARGO实验正处于探测器安装及试运行阶段,整个阵列由1848个工作于流光模式的单层RPC探测器构成.依靠RPC读出条的数字读出只能测量小簇射事例的次级粒子数目,为了实现逐事例区分“膝区”原初宇宙线的成分及其能谱研究,对探测器增加了模拟读出,以实现对EAS芯区高达10⁴/m2的次级粒子数密度的精确测量.本文对RPC探测器性能及大动态范围模拟读出板的信号和性能做了初步的分析和研究     

北京谱仪中性径迹测量误差的确定

首先检查了北京谱仪(BES)桶部簇射计数器(BSC)对γ光子电磁簇射形成的中性径迹的沉积能量和空间位置的测量值;然后,利用辐射Bhabha事例修正了BSC的沉积能量及其误差δE;利用e⁺e^－→γγ(γ)过程确定了BSC测量中性径迹的空间位置的误差,这些研究结果可以减小用运动学拟合方法分析包含中性径迹的物理事例的系统误差,提高BES的测量精度.     

空气簇射切伦科夫光观测

用快、慢光电倍增管分别构成两种探测装置,记录了广延空气簇射(EAS)切伦科夫(C)光的脉冲形状和光强.测量了海平面EAS(能量E₀>5×10¹⁴eV)C光脉冲的半高全宽(FWHM)分布和光子密度谱.两种光强探测结果的比较表明:由GDB100慢光电倍增管和峰值ADC组成的光强测量系统,对于测定EAS C光的光强是一种简单和经济的好方法.     

北京谱仪端盖簇射计数器的能量分辨及其模拟研究

利用北京谱仪J/ψ、ψ′、D_s能量下端盖簇射计数器(ESC)内的e⁺e^－末态事例,研究了电子簇射在ESC中单个计数管的脉冲幅度分布、击中单元总数分布和各读出层的击中单元数分布、沉积能量分布和总沉积能量的分布;得到能量分辨约为22%/E(GeV)在SOBER程序框架的基础上采用双高斯分布描述单计数管脉冲幅度谱,EGS4描述电磁簇射,考虑了三维磁场分布,完成了ESC蒙特卡罗模拟程序,模拟结果与实验数据符合很好.     

e/π识别的dE/dx方法在北京谱仪τ重轻子质量测量中的应用

本文介绍了北京谱仪(BES)主漂移室(MDC)e/π识别的dE/dx方法在τ重轻子质量测量中的应用.该方法的应用使得对τ⁺τ^－衰变产生的“eμ”事例的标记效率,比仅用传统的电磁簇射信息标记时提高了3倍以上.效率的提高不仅减少了事例丢失,还使得为找到同样多的τ⁺τ^－事例所需要的谱仪和对撞机运行时间和数据离线处理所用的计算机CPU时间均减少了～75%.     

从高山乳胶室族事例研究强相互作用在碎裂区的特征

利用高山乳胶室小族事例,分析了族内簇射能谱指数与族的流强的关系.蒙特卡洛模型很好地再现了实验现象的主要特征,说明在10¹⁴—10¹⁵eV能区强相互作用在碎裂区的行为没有剧烈变化.     

西藏羊八井广延空气簇射阵列性能的Monte Carlo研究

本文用Monte Carlo方法研究西藏羊八井空气簇射阵列性能.确定好事例判选标准.簇射中心定位精度达3.4m.原初粒子到达方向角分辨率好于1.1°.原初粒子能量按lgE₀=lg(0.45ΣN_i)±0.226确定,其中E₀(TeV)为初级入射粒子能量,ΣN_i为FT探测器上探测到的粒子总数.     

BESⅢ桶部电磁量能器优化设计的Monte Carlo模拟

运用模拟软件GEANT3对铅加闪烁光纤类型的BESⅢ桶部电磁量能器(BSC)进行了模拟.研究表明,BSC中簇射的时间信息的读出有助于改善z向分辨、π⁰的质量分辨和排除假光子.模拟计算还给出了BSC能量分辨率(6%/E),方向角分辨与读出粒度的关系,π⁰质量分辨率σm/m与光输出、光纤衰减长度及读出粒度的关系,其中m为两个光子重建为π⁰的不变质量.     

用蒙特卡罗模拟方法计算EAS阵列的有效探测面积

本文从EAS横向分布的经验公式NKG结构函数及将平均值由NKG函数给定的Poisson分布用来对探测器实际测量到的粒子数密度进行随机抽样出发,利用蒙特卡罗模拟方法计算了梁王山宇宙线观测站粒子阵列的有效探测面积A_eff。由A_eff算出的EAS阵列的响应函数与实验观测结果相符合。将本文所得结果用于梁王山宇宙线测站的实验数据的分析,效果良好。     

羊八井50m~2RPC地毯性能研究YBJ-ARGO合作组(英文)

利用羊八井５０ｍ２ＲＰＣ地毯（ＹＢＪ－ＡＲＧＯ实验原型）的测试数据对其性能进行了分析研究,包括原初粒子方位角分布、天顶角分布、地毯的角分辨、探测时间系统误差对方位角分布的正弦调制、探测时间系统误差的离线修正、几何不对称的小型地毯探测器上原初粒子到达方向重建误差造成的方位角分布的不均匀性等．     

基于ARM Cortex-M3的声磁商品电子防盗系统设计

针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM Cortex-M3的声磁EAS系统。本文介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计。实验验证,本系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点。     

四水顺丁烯二酸镍配合物的光谱研究

四水顺丁烯二酸镍配合物晶体是由苹果酸和碳酸镍反应制得的。在这一体系中，加热时苹果酸转化为马来酸并与镍离子络合物成标题配合物。本文测定了该配合物的电子吸收光谱和光声光谱，并用配位场理论定地解释了其光谱性质，得到了配合物的晶场参数及中心离子的轨道能级。理论结果与实验结果的互洽表明了配合物晶体结构与电子结构的一致。     

羊八井ARGO实验触发效率的地磁场效应

广延大气簇射(EAS)中次级带电粒子在地磁场中偏转,影响次级粒子的横向分布.本文简要分析了羊八井宇宙线观测站不同天顶角的地磁场因子随方位角的变化,表明地磁场对从北方来的宇宙线次级粒子横向分布的影响比对南方来的大.利用蒙特卡罗方法模拟了有无地磁场情况下两个大容量的EAS样本,采用ARGOG探测器模拟程序模拟羊八井ARGO阵列的触发效率.模拟结果表明在忽略地磁场影响时阵列的触发效率确是各向同性的,有地磁场时触发效率南高于北,且原初粒子的天顶角越大,这种南北不对称性越明显.     

Calibration of pulse transit time through a cable for EAS experiments

In ground-based extensive air shower experiments, the direction and energy are reconstructed by measuring the relative arrival time of secondary particles, and the energy they deposit. The measurement precision of the arrival time is crucial for determination of the angular resolution. For this purpose, we need to obtain a precise relative time offset for each detector and to apply the calibration process. The time offset is associated with the photomultiplier tube, cable, relevant electronic circuits, etc. In view of the transit time through long cables being heavily dependent on the ambient temperature, a real-time calibration method for the cable transit time is investigated in this paper. Even with a poor-resolution time-to-digital converter, this method can achieve high precision. This has been successfully demonstrated with the Front-End-Electronic board used in the Daya Bay neutrino experiment.     

羊八井ARGO实验初期阵列性能

中意合作羊八井ARGO实验采用大型RPC阵列探测广延大气簇射事例,本文报告了该探测阵列初期建设进展状况及测试运行的包含16个CLUSTER的局部阵列性能,并探讨由此阵列所采集数据重建后的事例芯位、到达方向与角分辨等.初步测试结果表明RPC阵列可很好地在高海拔、低气压条件下正常运行.     

Small shower CORSIKA simulations

Extensive Air Showers (EAS) induced by cosmic ray particles of very low energies, owing to the significantly steep cosmic ray energy spectrum, dominate the secondary particle flux measured by single detectors and small shower arrays. Such arrays connected in extended networks can be used to determine potentially interesting spatial correlations between showers, which may shed new light on the nature of ultra high-energy cosmic rays. The quantitative interpretation of showers recorded by small local arrays requires a methodology that differs from that used by ordinary large EAS arrays operating in the "knee" region and above. We present "small EAS generator," a semi-analytical method for integrating cosmic ray spectra over energies of interest and summing over the mass spectra of primary nuclei in arbitrary detector configurations. Furthermore, we provide results on the EAS electron and muon fluxes and particle density spectra.     

Detection and analysis of radio pulses from extensive air showers

Radio pulses from extensive air showers (EAS) at 30, 44, and 60 MHz frequencies have been studied, using wide band broad-side arrays of half-wave dipole antenna systems. The experimental results support the theoretical prediction that the field strength of radio emission depends on the shower size. An asymmetry has been noticed in the pulse height distributions of radio pulses detected by North-South and East-West directed arrays. These observations are in agreement with the theory that the charge separation mechanism is predominant in generating radio pulses from EAS and radio emission is polarised in the East-West direction. Experimental data are compared with those of earlier workers.