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.     

全尺寸CMS RE1/2阻抗板探测器样器束流测试结果

介绍了CMS RE1/2 全尺寸阻抗板探测器的束流测试结果.探测器气体室的阻抗板表面采用不需要淋油的特殊光洁处理,外支撑框架采用铝质蜂窝板,以保证足够的强度以及整个RPC所占空间尽量小.在GIF的束流测试结果表明该样品在高辐射本底下能够达到满探测效率.时间分辨率以及噪声水平都符合CMS实验的要求.     

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.     

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1034 cm-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.     

低阻抗大面积二极管的研制

采用高纯石墨环状阴极和有机玻璃绝缘子,研制了一套低阻抗大面积二极管系统。使用理论计算和数值模拟方法对二极管进行优化设计,在保证绝缘要求的同时,尽量优化二极管轴向长度和内外筒距离以减小二极管的回路电感。实验结果表明,优化后的二极管能在200 kV左右的电压上稳定工作,绝缘结构未发生击穿现象;实验中最高输出电压为213 kV,电流为221 kA,特性阻抗约为1 ,电流密度为8 kA/cm2,脉宽(FWHM)为50 ns。     

低阻抗大面积二极管的研制

采用高纯石墨环状阴极和有机玻璃绝缘子,研制了一套低阻抗大面积二极管系统。使用理论计算和数值模拟方法对二极管进行优化设计,在保证绝缘要求的同时,尽量优化二极管轴向长度和内外筒距离以减小二极管的回路电感。实验结果表明,优化后的二极管能在200 kV左右的电压上稳定工作,绝缘结构未发生击穿现象;实验中最高输出电压为213 kV,电流为221 kA,特性阻抗约为1 ,电流密度为8 kA/cm2,脉宽(FWHM)为50 ns。     

大面积PIN探测器性能参数实验测量

利用CFC-67型三通道γ源加速器测量了Ф50mm,Ф60mmPIN探测器的时间响应、线性电流及相对灵敏度,并与理论计算结果进行了比较,验证了实验结果的可靠性。Ф60 mm silicon PIN detector is a large area and high sensitive one which has been developed in near years. Using the type CГC-67 γ accelerator, the parameters of PIN detectors such as time response, linear current and relative sensitivity are measured. The experiment results are compared with the theory calculation. The PIN detector can reach high γefficiency of up to 10^-14-10^-16 C·cm2, the rise time is about 10 ns and the FWHM of the time pulse is about 35 ns. The γ efficiency of the PIN detector may provide the sensitive range between 10^-14-10^-16 C·cm^2 that scintillator ＋ photo tubes detecting system and scintillator ＋ photomul tiplier tubes detecting system is not developed.     

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.     

利用阻性板探测器测量宇宙射线μ子的径迹

阻性板探测器具有时间分辨好、稳定性高以及造价低等优点.将阻性板探测器平台引入实验教学中,设计了基于多层阻性板探测器的实验平台,调试气路,选择合适的参量,设置电路时序逻辑,用示波器直观显示宇宙射线μ子在气体介质中的径迹为直线,体现了μ子具有强穿透性.通过对实验数据进行处理,重建了 μ子运动径迹,计算出一维位置分辨.     

大面积玻璃RPC模型与性能测试

介绍了可用于粒子探测的大面积玻璃高阻板探测器RPC(Resistive Plate Chamber).使用两块间隔2mm的普通浮法玻璃作为电极,其中充入流动的混合气体(氩气+异丁烷+F134A),工作高压约9600V;性能测试结果,其单室效率可达97%,时间分辨可达到1.8ns.     

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．     

利用羊八井RPC‘地毯’测量哈勃常数和红外背景辐射的可能性

利用宇宙背景光子对河外高能γ射线的吸收,讨论了西藏羊八井RPC‘地毯’实验测量哈勃常数和宇宙红外背景辐射的可能性.指出羊八井RPC‘地毯’实验可以在1–3年内较精确地测量哈勃常数和红外背景辐射.     

羊八井ARGO实验RPC性能

羊八井ARGO实验采用全覆盖式RPC阵列探测小型空气簇射事例,本文报告了在羊八井高海拔条件下RPC的工作性能,包括电流、效率、读出条重数和时间分辨随高压的变化.通过在气体中添加SF6组分和调节接收系统下拉阈值可以有效遏制由于探测器地浮动引起的伴随多重数.     

Large hadron collider physics program: Compact muon solenoid experiment

The LHC physics program at CERN addresses some of the fundamental issues in particle physics and CMS experiment would concentrate on them. The CMS detector is designed for the search of Standard Model Higgs boson in the whole possible mass range. Also it will be sensitive to Higgs bosons in the minimal supersymmetric model and well adapted to searches for SUSY particles, new massive vector bosons, CP-violation in B-system, search for subtructure of quarks and leptons, etc. In the LHC heavy ion collisions the energy density would be well above the threshold for the possible formation of quark-gluon plasma.     

Letter: Cosmic Rays and Large Extra Dimensions

We have proposed that the cosmic ray spectrum knee, the steepening of the cosmic ray spectrum at energy E 10^15.5 eV, is due to new physics, namely new interactions at TeV cm energies which produce particles undetected by the experimental apparatus. In this letter we examine specifically the possibility that this interaction is low scale gravity. We consider that the graviton propagates, besides the usual four dimensions, into an additional , compactified, large dimensions and we estimate the graviton production in pp collisions in the high energy approximation where graviton emission is factorized. We find that the cross section for graviton production rises as fast as ( /M _f)²⁺, where M _f is the fundamental scale of gravity in 4 + dimensions, and that the distribution of radiating a fraction y of the initial particle's energy into gravitational energy (which goes undetected) behaves as y ^{– 1}. The missing energy leads to an underestimate of the true energy and generates a break in the inferred cosmic ray spectrum (the knee). By fitting the cosmic ray spectrum data we deduce that the favorite values for the parameters of the theory are M _f 8 TeV and = 4.     

RPC读出条的阻抗匹配

文章对高阻板探测器读出条的阻抗匹配问题进行了研究;引入了一个用于计算带状线特性阻抗的经验公式.测量的特性阻抗与经验公式很好地符合,说明这个经验公式可以用于RPC读出条特性阻抗的计算,以改善RPC读出信号的质量,利于RPC探测器性能的测量.     

Design and preliminary test results of Daya Bay RPC modules

Resistive Plate Chamber (RPC) modules will be used as one part of the cosmic muon veto system in the Daya Bay reactor neutrino experiment. A total of 189 RPC modules will cover the three water pools in the experiment. To achieve track reconstruction and high efficiency, each module consists of 4 layers, each of which contains two sizes of bare chambers. The placement of bare chambers is reversed in different layers to reduce the overlapping dead areas. The module efficiency and patch efficiency were studied both in simulation and test of the data analysis. 143 modules have been constructed and tested. The preliminary study shows that the module and patch 3 out of 4 layers efficiency reaches about 98%.     

Study of readout and cross-talks for multi-strip RPC with PSpice simulation

An electrical model for multi-strip resistive plate chamber (RPC) is presented,and a comparison between simulation results and test data is carried on.Based on the model,the influences of the RPC's design parameters on the readout are studied with PSpice simulation.Cross-talk (CT) phenomenon is observed and the relative amplitudes of the CT are studied for different design parameters.     

在大型强子对撞机上的CMS实验

LHC（large hadron collider）是目前世界上能量最高的强子对撞机.CMS(compact muon solenoid,中文译名是紧凑型缪子螺线管探测器)是LHC上的主要实验计划之一,其目标就是要寻找Higgs粒子或者超出标准模型的其他新粒子,探清自然界的电弱破缺机制,以及寻找暗物质.CMS实验位于高能量和高亮度的最前沿,是21世纪初人类认识微观世界最重要的物理实验之一.中国参加了这项国际合作,制作了部分μ子探测器、磁铁支架、电子学和地板等,目前转入物理研究工作,争取在物理研究中作出有显示度的贡献.文章简要介绍了CMS探测器以及CMS实验的目标和意义.