北京谱仪主漂移室的径迹重建

本文阐述了北京谱仪主漂移室的径迹寻找和径迹拟合程序的原理及使用情况.从五百万北京谱仪J/ψ事例以及相应的J/ψ衰变道的蒙特卡罗数据分析结果,证明了程序的可靠性.     

核物质对称能的高密行为研究

同位旋物理的主要任务之一是通过放射性核束引起的核反应来探索介质中有效核子-核子相互作用的同位旋依赖性,尤其是同位旋相关的核物质状态方程, 即密度依赖的核物质对称能。由于对称能,尤其是其高密行为,对核物理学和天体物理学具有重要意义,密度依赖的对称能在过去10年一直是中能重离子物理研究领域的主要焦点之一。近年来,低密对称能的研究已经取得了重要进展, 而对称能的高密行为仍然很不确定。在理论方面,人们提出了许多对高密对称能敏感的观测量。 实验方面, 关于对称能高密行为研究的实验计划已经展开,世界各地正在建造的放射性核束装置为对称能的高密行为研究提供了新的机遇。基于IBUU输运模型综述了研究对称能高密行为的一些敏感观测量及其最新进展, 以及所面临的挑战与机遇。One of the major tasks of studying isospin physics via heavy ion collisions with neutron rich nuclei, is to explore the isospin dependence of in medium nuclear effective interactions and the equation of state of neutron rich nuclear matter, i.e., the density dependence of nuclear symmetry energy. Because of its great importance for understanding many phenomena in both nuclear physics and astrophysics, the study of the density dependence of nuclear symmetry energy has been the main focus of the intermediate energy heavy ion physics community during the last decade. Nowadays significant progress has been achieved in studying the low density behavior of nuclear symmetry energy, but the high density behavior of nuclear symmetry energy is still very uncertain. Theoretically, a number of observables have been proposed as sensitive probes to the high density behavior of nuclear symmetry energy. With new opportunities provided by the various radioactive beam facilities being constructed around the world, studies of the high density behavior of nuclear symmetry energy is expected to be one of the main forefront research areas in nuclear physics in the near future. In this report, based on the transport model IBUU we have reviewed the major progress achieved in studying the high density behavior of nuclear symmetry energy and discussed future challenges in this field.     

应用Kalman filter建立时间投影室的径迹重建算法

建立直线径迹模型,详细验证将其用于Kalman filter小型时间投影室径迹重建算法的正确性.结果表明径迹参数在一定的击中点下能够收敛到真实值.实际的径迹重建程序在MarlinTPC框架下实现.通过合理地选择径迹重建参数,程序能够有效地对噪声进行甄别并重建出径迹.本算法对大型时间投影室的径迹重建有借鉴意义.     

基于GEM探测器的时间投影室TPC的讨论

自20世纪90年代以来, GEM探测器以其高电子倍增、高空间分辨和高计数率等优势在粒子物理和辐射成像等领域得到了广泛和深入的研究, 具有广阔的应用前景. 如果将GEM作为读出探测器应用在时间投影室TPC系统上, 和传统的读出方式比较起来, 既有许多优点也有许多挑战. 目前世界上有许多机构正在研究将此方案用于将来的大型正负电子对撞机ILC. 本文论述了这些研究课题的概况, 讨论了TPC的各项关键性能指标与GEM探测器的关系及存在的问题.     

用于核天体物理实验的活性靶时间投影室

发生在中子星壳层内的丰中子熔合反应对中子星演化以及X射线超级爆等现象均会产生影响。受限于放射性束流强度和反应机制的复杂性,实验数据极其缺乏,难以有效约束理论模型。基于活性靶技术的时间投影室(Time Projection Chamber,TPC)将工作气体作为反应靶,具备近4$pi$立体角接受度和三维径迹重建能力,能够实现对反应事件的全记录,显著提高了探测效率,大幅降低了熔合反应截面测量对束流强度的要求。我们研制了240路信号读出的TPC,并使用放射性束流16N对探测器进行了测试,探索了该实验方法的可行性和有效性。为了得到更加精确的反应产物径迹,对反应事件做出更好的筛选,进一步发展了1 024路信号读出TPC,并开展了12C+12C库仑位垒附近熔合反应截面测量实验,初步实验结果与已有实验数据符合较好。     

高密核物质中核子的运动对于K介子的等效质量和能量的影响

本文对比分析了目前用于研究K介子产生与演化的不同动力学模型中,高温高密核物质中K⁺介子和K^-介子的等效质量和它所感受到的平均场.所得结果显示:在关于K介子的一般的平均场理论中,所定义的K⁺介子的等效质量随着核物质密度的增大而增加, K^-介子的等效质量随着核物质密度的增大而减小;但在K介子演化的协变动力学模型中,所采用的K⁺介子和K^-介子等效质量是随着核物质密度的增大都是减小的 关键词： 高密核物质 K介子 等效质量 核子运动     

基于GEM工艺的裂变时间投影室中裂变碎片的讨论

基于GEM工艺的裂变时间投影室兼具GEM工艺的高计数率、高空间分辨本领等优点,我们拟通过裂变时间投影室在单次测量中准确获取裂变产物的核电荷数、质量数以及能量等多种信息。本文主要讨论了基于GEM工艺的裂变时间投影室中工作气体的种类、气压以及裂变碎片在气室中的能量损失和有效电荷问题,发现对于轻重两种裂变碎片的能量损失而言,重裂变碎片的分布宽度更窄。并针对裂变碎片在气室中的能量损失,提出了一种通过裂变碎片的有效电荷获取核电荷数的方法。这对于裂变时间投影室的研制工作以及实现裂变产物的多参量测量具有重要意义。     

多气隙电阻板室飞行时间谱仪技术

基于多气隙电阻板室(MRPC)技术的飞行时间谱仪广泛应用于现代物理实验,并在粒子鉴别中发挥了重要作用.随着加速器能量和实验亮度的提高,对飞行时间谱仪的粒子计数率和时间分辨要求越来越高.MRPC飞行时间谱仪按技术上可以分成三代.从第一代到第三代,计数率要求越来越高( 30 kHz/cm~2),时间精度也更加严格(20 ps),相应的探测器结构和读出电子学系统呈现出不同的特性.本文总结了三代飞行时间谱仪技术的主要技术特点及主要物理实验,介绍了已经取得的应用成果,提出了该技术的未来发展方向.同时也介绍了MRPC探测器在工业及医学方面的应用.     

多气隙电阻板室的时间特性研究

一种具有10个气隙的多气隙电阻板室,在欧洲核子研究中心实验束上进行了性能测试.该探测器采用几何上串联和电极上并联的特殊结构,使用国产玻璃(厚度1?.1mm)作为高压电极,有效灵敏面积为200mm×63mm²,并具有2×6读出条.对7GeV/c的π^－粒子,其探测效率大于99%,时间分辨达到45ps.     

时间维相位重建的改进算法

提出了一种时间维-相位重建的改进算法:利用折叠位相图进行时间相位展开以提高算法效率;推导并调整了基于时间相位展开算法初始条件从而减少所需的二维编码条纹图,增加了算法的实时性.从而可以更加有效地解决深度表面不连续和存在隔离物表面拓扑结构的景物相位重建问题.实验结果证明了本文所提出算法的可行性及有效性.     

Optical Readout Time Projection Chamber (O-TPC) for a study of oxygen formation in stellar helium burning

We are developing an Optical Readout Time Projection Chamber (O-TPC) detector for the study of the ¹²C(α, γ) ¹⁶O reaction that determines the ratio of carbon to oxygen in helium burning. This ratio is crucial for understanding the final fate of a progenitor star and the nucleosynthesis of elements prior to a Type II supernova; an oxygen rich star is predicted to collapse to a black hole, and a carbon rich star to a neutron star. Type Ia supernovae (SNeIa) are used as standard candles for measuring cosmological distances with the use of an empirical light curve-luminosity stretching factor. It is essential to understand helium burning that yields the carbon/oxygen white dwarf and thus the initial stage of SNeIa. The O-TPC is intended for use with high intensity photon beams extracted from the HIγS/TUNL facility at Duke University to study the ¹⁶O(γ, α) ¹²C reaction, and thus the direct reaction at energies as low as 0.7 MeV. We are conducting a systematical study of the best oxygen containing gas with light emitting admixture(s) for use in such an O-TPC. Preliminary results with CO₂+TEA mixture were obtained.     

Development of Ion Detector Based on Low-Pressure Time Projection Chamber for Accelerator Mass Spectrometry

Physics of Atomic Nuclei - A new ion identification method for accelerator mass spectrometry on the basis of measuring ion track ranges is proposed. A low pressure time projection chamber (TPC)...     

CEE实验中TOF探测器数据获取系统的设计

正在研制的低温高密度核物质测量谱仪(CSR External-target Experiment,CEE)系统经过触发后平均数据率可达2 GB/s.针对整个谱仪的设计需求,本文提出了通用的流处理数据获取架构Data-Matrix(D-Matrix),并设计了D-Matrix在飞行时间探测器(Time-of-Flight...     

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.     

基于多通道时间分辨光学层析成像系统的差分图像重建

报道了基于32通道时间分辨光学层析成像系统的差分图像重建结果,实验采用两个光参数与生物组织体大致相同的圆柱型模拟体,分别用于模拟新生儿头部和成人手臂,重建结果表明;采用差分测量的方法很好地重建出异质体的位置．尺寸及吸收系数相对于背景的变化;模拟和实验重建验证了所发展的二维,半三维重建算法的可行性;使用平均飞行时间作为数据类型,32个探测通道测量,比用强度作为数据类型或16通道测量更为准确地分出了两个相距20mm的异质体。结果表明目前的系统可以定性地重建出异质体的位置,尺寸,吸收系数的变化,展示该光学层析成像技术将在监测诸如血液含氧量变化,组织体涉氧新陈代谢等生理过程中具有良好应用前景,也对该种成像方法存在的问题及进一步改进的措施进行了讨论。     

Rayleigh Scattering Experiment for the Measurement of Hydrogen Cluster Size

The hydrogen clusters are produced at liquid nitrogen temperature in a supersonic adiabatic expansion of moderate backing pressure gases into vacuum through a Laval nozzle and their averaged size are measured by Rayleigh scattering. The average cluster size N^-c is about 250 hydrogen atoms at a backing pressure 1.0 MPa in these measurements.