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．     

利用ICCD定位宇宙线来测量探测器时间分辨的方法研究

本研究采用双层150 mm×150 mm闪烁条阵列定位宇宙线的入射和出射位置. 阵列信号光使用波移光纤吸收传输,在ICCD相机前插入前置像增强器,使信号光延迟大于200 ns, 使ICCD可以由外部高速触发信号控制,有效记录随机触发事例.该宇宙线定位系统可以同时多点密集测量 通用探测器测试平台的时间分辨和闪烁光的渡越时间.该新方法与传统时间分辨测量方法相比提高了30倍以上 的效率.实验结果显示:时间探测器的时间分辨好于200 ps,满足通用探测器测试平台的设计要求.     

L3宇宙线实验触发系统和触发效率的测量

介绍了在欧洲核子研究中心(CERN)的L3探测器上进行的宇宙线实验的触发系统判选过程,还介绍了使用蒙特卡洛模拟检验触发系统和计算触发效率的方法,并给出了实际数据的测量结果和误差.结果已用于L3宇宙线实验的μ谱的测量中.     

BESⅢ端盖TOF本征时间分辨的MC模拟

BESⅢ飞行时间探测器(端盖部分)由2×48个塑料闪烁探测器模块构成. 采用Monte Carlo模拟软件包Geant4，对该探测器测量高能带电粒子的性能进行了模拟研究. 文章讨论了最小电离粒子击中闪烁体不同位置，以及闪烁体形状，闪烁体表面覆盖材料对本征时间分辨的影响，给出了详细的模拟结果，并与宇宙线测试结果进行了比较. 为该探测器研制和工程设计提供必要的参考数据.     

宇宙线探测系统的建立及阻抗板探测器的测试

在实验室内建立了一套宇宙线测试系统(CORTS)，并对一个大面积CMS RE1/2 RPC的完整样品进行了系统的测试. 结果为RPC的探测效率约85%，时间分辨率为0.87±0.08ns，空间分辨本领为1.5根读出条宽度，与CERN束流测试中得到的数据基本吻合. 对比表明采用宇宙线测试可以可靠地获得若干关键的RPC探测器性能指标.     

大含量氟利昂气体下的电阻板室特性

制作一种有效面积为490mm×490mm玻璃电极双层电阻板室的实验模型.采用大含量氟利昂气体,用宇宙线测量该探测器的探测效率,输出电荷,时间分辨.测量结果显示:对最小电离粒子的探测效率可达到95%以上,效率坪达到2kV,平均噪声计数率小于0.2Hz/cm2.当探测器进入饱和雪崩区,探测器的时间分辨最小.文中给出了有关性能模拟和计算结果.对流光模式下的性能也进行了初步的测试,获得了有价值的实验数据.     

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.     

μ子寿命测量实验

根据粒子的平均寿命测量原理,采用大面积塑料闪烁探测器和可编程逻辑器件设计了宇宙线μ子寿命测量的实验教学装置,使用该装置可实现对宇宙μ子寿命的直接测量.通过该实验,可使学生对高能物理理论、高能粒子探测器、高能粒子探测技术和数据获取、处理有整体的理解和认识.本文从实验教学内容和教学方法上对μ子寿命测量实验进行了探讨.     

北京谱仪Ⅱ上利用效率比方法进行μ鉴别的研究

北京谱仪Ⅱ的μ探测器的位置分辨和击中效率与带电粒子的动量和入射位置有关, 利用选取的宇宙线样本和强子样本对μ,探测器逐层进行了标度, 并利用构造的效率比函数在物理分析中有效地识别μ和强子.     

高海拔宇宙线观测实验中scaler模式的模拟研究

位于四川省稻城县海子山的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)包含3个子阵列,即地面粒子探测器阵列(KM2A)、水切伦科夫探测器阵列(WCDA)和广角大气切伦科夫望远镜阵列(WFCTA).作为LHAASO实验的主阵列,KM2A由5195个地面电磁粒子探测器(ED)和1188个地下缪子探测器(MD)组成.对地面宇宙线观测实验来说,常有两种独立的数据采集模式,即shower 模式和scaler 模式.本文通过Monte Carlo方法,利用CORSIKA软件包和G4KM2A软件包,对KM2A-ED阵列中的scaler模式进行了模拟研究.当64个ED作为一个cluster、符合时间窗口为100 ns时,多重数m≥1,2,3和4的计数率分别约为88 kHz,1400 Hz,220 Hz和110 Hz.对scaler模式探测原初宇宙线的能量和有效面积也进行了模拟计算,发现KM2A-ED中多重数m≥1时探测原初质子的阈能可降低到100 GeV、有效面积高达100 m~2.本模拟结果为LHAASO-KM2A实验中进行scaler模式的数据触发提供了具体方案,为后续的实验数据分析提供了信息.     

通过浅层地下多μ事例研究“膝”区宇宙线成分的一种途径

地下多μ现象的观测是研究“膝”区(1015—1016eV)宇宙线成分的一种重要方法.现有的地下探测器对于成分研究不甚理想,因为它们原本主要是为其它目的而设计的.我们提出一种新的途径:用一个探测器陈列在浅层地下观测多μ事例.这一方法对成分研究具有较高的灵敏度.     

超高能宇宙γ射线所提出的疑问

在五十年代以前的二十多年里,几乎所有的新粒子都是首先从宇宙线中发现的.只是随着具有GeV能量和更高能量的加速器的相继建成,高能物理学家才逐渐把注意力转向加速器实验. 近几年建立起来的一系列新的超高能宇宙线粒子探测器已观测到从一些“点源”发射来的能量高于1015eV的高能宇宙线粒子.而在此之前人们还从未探测到能量高于1012eV的从点源发出的宇宙线粒子. 观测到从点源发出的超高能宇宙线粒子无疑会有助于解开七十多年来未能解决的宇宙线起源之谜.更重要的是,对这一系列观测进行分析得出的结果还向物理学家提出了一系列疑问. 高能原…     

用大气荧光观测超高能宇宙线的τ中微子望远镜(CRTNT)性能研究

讨论了测量超高能宇宙线的τ中微子望远镜(CRTNT)的性能. 利用Monte Carlo方法对探测器作了详细的模拟, 并研究了探测器以一个塔形主探测器和两个高视角辅探测器协同触发的布局, 以及对大气簇射作立体观测时的物理性能. 计算了当能量高于10¹⁷eV时, 探测器的有效面积. 用于第2个膝区物理研究时事例率估计可达20k个/年. 还估算了与其他探测器交叉定标的事例率. 比较和优化了探测器的不同几何布局.     

宇宙线强子谱测量中探测效率的模拟计算

利用加速器的实验结果和CKP模型, 对宇宙线强子谱测量中以铅靶和G-M计数组成的强子探测器的效率做模拟计算. 并对CKP模拟技术进行讨论.     

闪烁计数器在宇宙线探测中的应用

用闪烁计数器完成对宇宙线信号的采集和转换工作，其输出信号作为原始数据被记录．提出利用动态分析仪进行记录的新方法，应用该方法能够观测到宇宙线与探测器作用的详细情况，并得出一些新的结果．本文介绍这种方法的应用情况，并对观测结果进行分析．     

银河宇宙线核传播的蒙特卡罗模拟

采用银河系超新星爆发中激波加速产生宇宙线的假定,用Monte Carlo方法模拟了宇宙线核在星际空间中的传播.模拟计算中采用加速器实验中测得的核碰撞截面和核散裂几率,考虑宇宙线核在星际介质中的作用和能量变化率,并采用标准漏箱模型决定宇宙线传播的扩散,最后采用力场近似处理太阳调制对宇宙线核的影响,所得到的0.5至20GeV/N的初级宇宙线硼、碳比,矾,铁比以及氧和铁的能谱与实验结果符合较好.讨论了超新星爆发的激波压缩比因子的不同取值对结果的影响.     

有效温度的计算和大气μ子温度效应的Monte Carlo模拟

高空大气气温变化引起地面或地下探测到的宇宙线μ强度变化.本文介绍了基于日内瓦附近Payerne气象站气球数据的大气μ子有效温度的计算,并选取代表性的8个大气样本模拟了L3+Cosmics探测器位置的宇宙线μ子温度效应,计算了温度系数,得到极端高空温度情况下可能探测到的μ子强度变化的量级,为L3+Cosmicsμ谱精细测量和温度系数的抽取提供参考.     

簇射计数器模型的宇宙线测试结果

本文报告了自猝灭流光放电模式气体取样簇射计数器的宇宙线测试结果. 实验表明该探测器能清晰地重建宇宙线带电粒子径迹, 位置分辨率好于0.6%(450cm全长); 讨论指出该项指标可进一步改善到0.3%. 由最小电离粒子的信号电荷量谱的研究估算这类计数器对电磁簇射的能量分辨率约为15%/√E.     

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.     

闪烁光纤量能器单元模型的宇宙线测试

介绍闪烁光纤量能器单元模型宇宙线测试采用的简易实验装置和测量步骤,以及实验数据的分析处理方法.对来自意大利KLOE的铅–光纤量能器单元模型进行了宇宙线测试,对实验数据进行了分析和修正,给出了该单元模型的时间分辨(252ps)和位置分辨(4.1cm)等参数.