L3中心径迹室顶点位置分辨的改进

运用两种方法对L3中心任迹漂移室的顶点位置分辨进行了改进,一种是利用高能量分辨的电子和高动量分辨的μ子测量,限定轻子径迹的曲率半径,对径迹进行重新拟合;另一种是对中心径迹室每半边单元的径迹零位置位移进行校正.结合两种改进方法将轻子的顶点位置分辨由原来的137μm提高到60μm.     

考虑随机过程影响的径迹重建

对L3宇宙线实验中μ子事例的动量重建方法进行了研究.在事例的重建中,考虑了某些影响径迹重建精度的因素,如磁谱仪内部磁场的非均匀性和仪器自身物质对粒子的多次散射等过程引起的误差.经过修正后的μ子事例的动量分辨有了显著的改善.     

北京谱仪Ⅱ顶点探测器的径迹重建

描述了采用模式识别方法的北京谱仪Ⅱ顶点探测器径迹重建软件系统─—VCJULI.经过蒙特卡罗和真实数据的运行检查,证明该程序能对顶点探测器的径迹给出较好的空间分辨和径迹寻找效率.     

潜径迹探测器

未来的超高能核实验需要空间分辨率非常高的探测器.在相对论性核-核碰撞时,反应产物中的许多射弹碎片集中在与入射核方向成很小夹角的前向窄锥范围内发射.预计当入射核具有每核子20TeV的能量时,核-核碰撞产生的射弹碎片集中在夹角小于10μrad的前向窄锥内飞出.这时需要用超高空间分辨率的探测器才能把它们分辨开来. 《中国物理快报》今年第4期发表了题为“基于扫描隧道显微镜的核探测器”的论文[1],文中提出对入射核在介质中的潜径迹不进行放大,而用扫描隧道显微镜或原子力显微镜在原子水平上直接观察和记录潜径迹.实验测量表明,这种潜径迹…     

大型强子对撞机上的CMS探测器

CMS探测器是大型强子对撞机(LHC)上的4个实验之一,它的设计思想是在质心能量为14TeV及积分亮度为1034cm-2s-1的条件下对质子-质子对撞进行研究.它的特点是非常紧凑,其μ子室几乎覆盖了4π立体角.另外,CMS探测器还有可提供超强磁场的超导磁铁和由超导磁铁环绕的径迹室以及电磁量能器和强子量能器.CMS探测器对于末态为电子、光子、特别是μ子的物理过程有很好的测量精度.     

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 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.     

图象漂移室模型的研制

建立了一台图象漂移室的模型室. 制作了模型室的读出线路,线路具有记录8次击中的能力. 对模型室的性能作了实验研究, 其中包括位置分辨、径迹的左右分辨、双径迹分辨以及多径迹事例的图象识别等. 本文描述了模型室的结构特点、读出线路的原理及线路框图, 给出了第个线路单元的性能指标及读出线路的总体性能. 本文还给出了实验研究的结果, 其中σ_x=280μm, σ_z=3cm, 并给出重建簇射事例的图象.     

基于阻性阳极读出方法的气体电子倍增器二维成像性能

新型微结构气体探测器,如气体电子倍增器(gas electron multiplier,GEM)等,具有非常好的位置分辨率潜力(σ100μm),但是需要匹配大规模高密度的读出电子学,给探测器的建设、造价、功耗、空间利用等带来极大压力.阻性阳极读出方法可以在保持较高位置分辨率的前提下,大幅节省电子学.基于厚膜电阻工艺,一种新的阻性单元阵列结构被成功开发和应用于三级级联GEM探测器的读出阳极.该阻性阳极包括6×6个6 mm×6 mm的基本阻性单元,仅需匹配49路读出电子学.~(55)Fe放射源(5.9 keV)和X光机(8 keV)实验的结果显示探测器的位置分辨率(σ)可好于80μm,位置非线性好于1.5%.同时,探测器还获得了很好的实物成像效果.探测器的优良性能表明这种阻性阳极读出方法适用于大面积二维成像气体探测器的读出,并可用于其他探测器的读出.     

北京谱仪Ⅱ顶点探测器的径迹重建

描述了采用模式识别方法的北京谱仪Ⅱ顶点探测器径迹重建软件系统─—VCJULI．经过蒙特卡罗和真实数据的运行检查，证明该程序能对顶点探测器的径迹给出较好的空间分辨和径迹寻找效率。     

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.     

符合计数法测量宇生μ子的通量

搭建了宇生 μ子探测器,采用符合计数法测量了宇生μ子通量和空间分布.探讨了甄别器阈值标定、宇生μ子计数率与工作电压的关系、塑料闪烁体板间间距对计数率的影响.通过改进测量装置的几何结构,研究了宇生μ子空间角的分布情况,验证了宇生μ子计数率与探测器摆放天顶角呈co s2θ关系.     

组合式Si-PIN 14 MeV中子探测器

提出了一种在多片Si-PIN探测器中间用2mm厚的聚乙烯作为灵敏度增强介质,采用加法电路模式进行信号输出的组合式新型DT聚变中子(14MeV)探测技术原理. 这种组合的主要特点有： 1)大幅度提高了Si-PIN探测器的中子灵敏度和测量统计性; 2)提高了探测器的n/γ分辨本领; 3)在实现多个探测器信号相加的同时,组合探测器相对于单片探测器时间响应没有明显改变. 从实验及理论上对组合探测器的14MeV中子及1.25MeV γ灵敏度、n/γ分辨,时间特性和测量统计性进行了研究. 关键词： Si-PIN半导体探测器 灵敏度 n/γ分辨 时间响应     

PPAC在单粒子效应地面模拟实验中对束流均匀度测量的应用

单粒子效应(SEE)加速器地面模拟需要离子束具有较好的均匀度,针对回旋加速器单粒子效应模拟的束流特点,建立了一套以位置灵敏平行板雪崩探测器(Parallel Plate Avalanche Counter,PPAC)为基础的均匀度探测系统并完成了带束测试,对它的结构、工作原理、均匀度获得方法及带束测试结果进行描述。为验证PPAC测量结果准确性,在带束测试过程中,前方同时放置PET膜测量穿过PPAC探测器的粒子分布,与离子径迹测量结果对比,给出PPAC的均匀度的测量误差在5%之内。探测器具有50 mm×50 mm的灵敏面积和小于1 mm的位置分辨,符合单粒子效应实验对束流均匀度测量的要求。     

低温高密核物质测量谱仪时间投影室的集团重建

低温高密核物质测量谱仪(CEE)是研究高重子数密度区核物质性质的重离子碰撞实验谱仪。使用了先进的 SAMPA 电子学读出芯片的时间投影室(TPC)是 CEE 最核心的探测器。在集团重建的过程中,同一排读出板的信号被首先重建成 2 维集团,然后根据 2 维集团的 ADC 加权平均位置重建击中点。当信号 ADC 随漂移时间变化呈峰-谷-峰结构时,一个集团可能被重建成两个或更多击中点,从而提高双径迹分辨能力。使用模拟信号的测试显示,该重建算法在$x/ y$方向可以达到0.100/0.043 cm的位置分辨能力和1.1/2.8 cm的双径迹分辨能力。     

基于亚像素扫描的超分辨技术在高分辨X射线显微镜中的应用

在不改变现有硬件条件的情况下,开展超分辨扫描重建方法,可以在不增加系统成本的基础上提高高分辨X射线显微镜的成像性能.设计了基于亚像素扫描的超分辨扫描模式,按照设计的调制方式进行亚像素位移的移动,采集多幅具有互补信息的低分辨率图像;然后基于系统的点扩散函数,对高分辨率图像进行复原;最后结合POCS超分辨重建算法重建出高分辨图像.实验结果表明,10倍光耦探测器下的衬度噪声比提高了20%左右,空间分辨力提高了0.2μm(约15%),细节分辨能力超过探测器像素尺寸1.35μm的限制,可以看到在低分辨率图像中看不到的细节.实验说明用超分辨技术提高高分辨X射线显微镜的分辨率是有意义的.     

GEM探测器与X射线成像实验

使用2个GEM探测器系统,分别用作增益测量和位置分辨测量.用GEM探测器测量铜靶X射线能谱,能量分辨率为21.5%.8keV的X射线入射双层GEM探测器,实验测量x方向位置分辨为64μm,y方向位置分辨为68μm.将科研成果经过精炼、核心提取,为核与粒子物理学科的本科生开设GEM探测器和X射线成像实验,使学生对高能粒子探测技术、数据获取和处理等有整体的理解.     

L3+Cμ子探测器中宇宙线多μ事例的径迹寻找

描述了在L3+C实验的大型漂移室中基于组合Hough变换(CHT)的径迹寻找方法.针对宇宙线事例中μ子方向近似平行的特点,从径迹段的方向的直方图可估算出事例的主方向,从而大大优化寻找完整径迹的Hough变换.跨卦重建程序可高效率的重建多重度在50以下的宇宙线多μ事例     

大面积阻性板探测器的研制

介绍了使用自制的材料制作的大面积阻性板探测器模型的结构和利用宇宙射线测量的效率曲线、单计数率曲线、暗电流曲线、多重计数和信号幅度随高压的变化曲线.结果表明,该RPC效率接近98%,单计数率和暗电流都好于国外的同类探测器,完全可以满足通常实验的要求.     

利用示波器测量μ子寿命

μ子是地球表面的主要宇宙射线,可以通过碘化钠等常见闪烁体探测器进行探测.本文介绍了一种利用高采样率的示波器对探测器所捕捉到的μ子信号及其衰变信号进行数字化采集、线下软件分析的实验方法,进而得到μ子寿命.本实验操作相对简单,可以在不使用放射源和传统核电子学的情况下,拓展为近代物理或专业物理实验中的一个粒子探测前沿项目.