北京谱仪Ⅲ飞行时间计数器系统刻度中的关联分析

利用电子对事例对北京谱仪Ⅲ飞行时间的测量误差, 以及不同测量之间的关联因子随击中位置的变化进行了仔细的研究. 加权的飞行时间由不同的测量值及其相关的误差矩阵计算而得. 蒙特卡罗研究表明. 为北京谱仪Ⅲ开发的关联分析算法 可以正确地处理包含公有误差项的多个实验测量结果的合并, 并且能够为粒子鉴别提供可靠的飞行时间信息.     

北京谱仪BESⅢ

北京谱仪是北京正负电子对撞机上的大型通用磁谱仪。对撞机中的正负电子束团在谱仪中心对撞,产生的末态带电粒子和中性粒子的空间位置、动量、能量等特性由谱仪记录,经过数据处理后进行粲-τ能区的物理研究。在BEPC上先后安装了北京谱仪BESⅠ和BESⅡ。在BEPCⅡ上安装的是新研制的北京谱仪BESⅢ包括主漂移室、电磁量能器、飞行时间计数器、μ子探测器和超导磁体,具有     

北京谱仪(BESⅢ)的飞行时间测量精度的一些影响因素的分析

在飞行时间测量中,噪声,幅度测量误差,以及信号本身的差异等因素,都会导致时间测量误差.本文对这些因素的产生原因、影响机制进行分析,并且以GEANT4模拟BESⅢ的TOF探测器得到的输出信号为对象,进行了定量的模拟研究.结果表明,为了获得好的时间测量精度,选择合适的甄别域非常重要.如果要获得更高的时间测量精度,则有必要进行信号形状的测量.     

BESⅢ端盖TOF探测器的研制

针对BESⅢ端盖TOF的研制方案, 设计和制作了特殊构型的闪烁探测器. 研究了光电倍增管(R5924)和塑料闪烁体(BC404, BC408, EJ204)的性能. 测量了几种包装材料对单个闪烁探测器模块光收集和本征时间分辨的影响. 使用800MeV实验电子束对探测器模块的测量结果显示, 采用EJ204和BC404晶体其时间分辨小于80ps; 采用ESR材料包装可获得较大的输出信号, 提高了探测器的性能.     

北京谱仪顶点探测器触发效率的研究

模拟了北京谱仪(BESⅡ)顶点探测器的触发判选系统,发现对于某些带次级顶点的衰变道,其顶点探测器触发效率较低.并由此对BESⅡ中与效率相关的物理过程作了讨论,给相应的触发设计者提供参考.     

一台重离子飞行时间谱仪

我们成功地研制了一台重离子飞行时间谱仪. 以塑料闪烁薄膜加光倍增管系统作为谱仪的起始时间探测器. 用Po²¹⁰源调试得系统的时间分辨~500ps. 在我所1.5米迥旋加速器提供的72.7MeV ¹²C束弹散带测得时间分辨~600ps,质量分辨~0.3.     

北京谱仪(NESⅡ)飞行时间测量修正的系统研究

飞行时间计数器(TOF)是北京谱仪(BESⅡ)中用于带电粒子鉴别的主要子探测器.鉴于粒子鉴别在物理分析中具有特殊重要的地位,本文对TOF测量时间的系统偏离和分辨率进行了研究.利用J/ψ能区的强子事例样本,对输出脉冲幅度Q,z向坐标位置和粒子的βγ值与时间偏离以及分辨率的关系进行了分析,分别构造了时间偏离和分辨率的修正函数.最后给出用ψ″能区的强子事例样本对修正函数进行检验的结果.     

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／、Ｄｓ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％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。     

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.     

北京谱仪端盖簇射计数器的建造与检测

描述了北京谱仪端盖簇射计数器的结构及制造工艺.并给出丝张力,暗电流、计数管工作特性等检测结果.     

北京谱仪（BESⅢ）的物理研究

世界上第一台粒子对撞机是20世纪60年代在意大利国家核物理实验室发展出来的。自原理验证样机ADA完成后,第一台正负电子对撞机ADONE于1969年在罗马郊外的小镇FRASCATI建成,并投入运行。稍后美国斯坦福大学建成了质心系能量为3．1GeV的正负电子对撞机,称作SPEAR,并在其上取得了极为丰硕的成果。     

磁瓶飞行时间谱仪用复合磁场系统设计

根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求,设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB,磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为1.0×10-3 T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3 m螺线管提供。磁极靴与螺线管之间的距离为5 cm。     

磁瓶飞行时间谱仪用复合磁场系统设计

根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求,设计了一套符合其使用的复合磁场系统.最高强度达1.2T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生.永久磁铁为N52系列NdFeB,磁极靴材料为高磁导率珀明德合金.强度为1.0×10-3 T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3m螺线管提供.磁极靴与螺线管...     

BESⅢ端盖TOF时间分辨的束流测试

使用800MeV的电子束对BESⅢ端盖飞行时间探测器(TOF)模块的性能进行测试. 研究了塑料闪烁体的包装材料、光电倍增管(PMT)的工作电压、电子束入射位置对单个TOF模块的本征时间分辨的影响，并给出了测量时间与信号幅度和粒子击中位置的修正方法. 实验结果显示:使用Tyvek纸包装，闪烁体在安装PMT的一端有45°斜面, 电子击中在TOF模块不同位置其本征时间分辨在70—90ps范围内.     

北京谱仪Ⅱ顶点探测器径迹重建软件的研究

解决了北京谱仪Ⅱ顶点探测器径迹重建软件系统——VCJULI从HP-Unix平台到PC-Linux平台移植中“字典存放”和精度处理的问题,从而使两平台上的候选径迹差别从74%降至0.02%;径迹参数中一些量的差别从5%下降至0.5%左右.大大改善了寻迹质量并节省了CPU时间     

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.     

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。     

北京谱仪Ⅱ顶点探测器的离线刻度

介绍了在VCJULI基础上对北京谱仪Ⅱ顶点探测器进行离线刻度的方法,包括整体T0的获得、单丝零时间t0的扣除、丝位的修正、顶点探测器相对于主漂移室位置的校正以及漂移时间一漂移距离关系的修正等.并由此给出了北京谱仪Ⅱ顶点探测器的主要参数:空间分辨好于100μm.     

用于凝聚态物质研究的旋转晶体中子飞行时间谱仪

本文介绍了我所自行设计和制造的一台旋转晶体中子飞行时间谱仪。该仪器对凝聚态物质的各种动力学研究是一个有效的工具。我们通过选取适当的锗单晶(111)平面旋转轴的办法消除了仪器单色束中多晶面反射的“污染”(contamination)。该谱仪的入射初始中子能量范围可为10—100meV,对应的初始中子能量分辨率为2.5—7.2％。本文根据Brockhouse理论对散射中子的分辨率作了详细的理论计算,并将计算结果与实测结果进行了对比。介绍了标准钒样品的非弹性散射中子谱的测量结果并与国外几个同类型谱仪的基本特性作了比较。     

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.