北京谱仪(BESⅡ)的飞行计数器(TOF)时间和分辨率的修正

随着北京谱仪上5800万J/ψ数据的获取,为了获得较好的物理结果,必须有很好的粒子鉴别.鉴于北京谱仪Ⅱ飞行时间计数器(TOF)对粒子鉴别的特殊重要性,有必要对飞行时间计数器的时间测量和分辨率进行研究.本文利用北京谱仪Ⅱ已获取的5800万J/ψ数据,对飞行时间计数器的时间和分辨率进行修正,最后给出修正结果以及修正后的鉴别效率.     

北京谱仪

北京谱仪是北京正负电子对撞机上的一台大型通用性磁谱仪.它由多种探测器组成,用于测量正负电子湮没后的遍举末态反应,进行粲粒子物理和τ轻子物理研究.它有大的覆盖立体角;优良的荷电粒子分辨;动量分辨和好的低能光子探测效率.本文对谱仪的结构和性能作了详细的描述.     

基于宽范围粒径谱仪的气溶胶探测方法

通过改变基于宽范围粒径谱仪的温度控制方法,研究温度变化对气溶胶浓度的影响和作用.本文首先对宽范围粒径谱仪进样系统温度控制方法进行改进,即采用钽管加热器及不加热切换的温度控制方法来改变宽范围粒径谱仪进样部分温度,使用改进后的系统测量室内外大气气溶胶,对不同温度下大气气溶胶的浓度分布情况进行讨论与分析.结果表明室外粒子数浓度分布的峰值与室内粒子浓度分布的峰值相比,室内空气中粒子数浓度峰值明显要小,即室外大气中的粒径大的粒子更多.证实了宽范围粒径谱仪适用于大气气溶胶的检测,在环境检测中有广泛的应用前景.     

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.     

前冲谱仪中粒子轨迹的修正

本文介绍了在前冲谱仪中对于受到磁场边缘效应而弯曲的粒子径迹的简易修正方法.用数值积分方法求得径迹在分析磁铁前后斜率的修正值,以消除磁铁边缘效应带来的误差.采用这一方法改善了分析磁铁前后径迹的连接,并降低了本底,改善了谱仪的分辨率.     

新的发现 新的挑战——北京谱仪国际合作组发现新粒子

 2003年7月30日,中国科学院高能物理研究所在新闻通报会上宣布,北京谱仪国际合作组最近发现了一个新粒子。北京谱仪合作组是由高能物理研究所和国内17所大学和研究机构及美国、日本、韩国和英国的物理学家和研究生组成的。这个新粒子是该合作组通过分析5800万J/ψ粒子衰变的事例数据,在分析粲粒子辐射衰变到正反质子的过程中发现的。这项研究成果的论文已在世界最具权威和最有影响的期刊《物理学评论快报》(2003年7月)上发表。这次发现新粒子的消息顿时引起了各方的广泛关注。人们都很想知道这是一种什么样的粒子?这一新发现有何物理意义?这是不是又是一个突破性的成就?     

PIPS-α谱仪探测效率蒙特卡罗模拟及其影响因素

在放射源能谱测量过程中,PIPS-谱仪探测效率的影响因素有几何因子、空气层吸收、死层吸收、本征探测效率等,为了更精确地计算放射源的活度,分析母体核素种类和浓度,探究各因素对探测效率的影响具有重要意义。使用蒙特卡罗软件模拟不同探源距、真空度下的放射源的能谱测量;使用SRIM模拟5 MeV 粒子在空气和死层中的射程及分布;使用PIPS-谱仪测量241Am,238Pu,239Pu三种标准源的实际能谱;根据实验与模拟的结果对各个因素对探测效率的影响进行分析,并计算得到谱仪对不同放射源的本征探测效率。结果表明:在PIPS-谱仪的能谱测量过程中,影响谱仪探测效率的主要因素是几何因子和本征探测效率,空气层和死层对粒子的吸收可以忽略不计;谱仪对241Am,238Pu,239Pu三种标准源的本征探测效率分别为64.84%,49.95%,51.55%。     

北京谱仪的简化蒙特卡罗模拟

采用一种将探测器性能函数化继而直接将高能粒子的运动学量模糊化成模拟测量值的蒙特卡罗方法, 完成了名为BESMC的蒙特卡罗模拟程序. 它可以研究正负电子对撞终态的多重数、粒子种类和四动量的分布, 并考察北京谱仪对这些终态的响应. 为论证北京谱仪总体设计的合理性以及探讨北京谱仪的物理选题提供了手段.     

北京谱仪Ds物理研究新进展

简要介绍了北京谱仪Ｄｓ物理研究的背景,北京谱仪和北京正负电子地撞机已取得的几项物理结果的内容,及其对国际粒子物理研究的贡献。     

ALICE实验中光子谱仪的触发选判机制的模拟研究

对ALICE实验光子谱仪的触发选判机制进行了模拟研究, 内容包括: 1) 对光子谱仪的能量重建性能进行了研究, 通过计算机模拟检验光子谱仪探测器对大横动量范围的入射粒子的能量重建性能; 2) 对光子谱仪探测器的事件触发效率进行了研究, 通过计算机模拟分析触发阈值的选取并计算触发效率; 3) 对光子谱仪探测器的事件触发频率进行了研究, 通过计算机模拟对p-p和Pb-Pb两种碰撞模式下的触发频率分别进行了估算和讨论.     

Electron spectrograph with a hyperbolic electrostatic field

The electron-optical properties of an energy analyzer representing a parallel-plate capacitor with a linear distribution of the potential on the upper plate are studied. It is shown that first-order focusing conditions in this analyzer do not depend on the particle energy and the linear dispersion is proportional to the square root of the energy. Such an analyzer can simultaneously record an electron spectrum in a wide energy range, that is, operate as a spectrograph. Double focusing conditions in a box-type analyzer are found, which allows the relative aperture of the spectrograph to be raised several-fold.     

Electrostatic charged-particle spectrograph made up of discrete plane and box electrodes

A simple spectrograph is suggested for rapid analysis of the charged particle beam energy. The device is protected against the penetration of stray self-fields and extraneous fields into its operating region. A distinctive feature of such a spectrograph is that potentials applied to different parts of the split plane electrode vary in proportion to the square root of the distance from the frontal end electrode to the middle of the respective part. Optimal operating conditions for the spectrograph are found using computer simulation. Under these conditions, the range of energies recorded simultaneously covers two orders of magnitude, which is several times larger than the maximal range of the spectrographs currently available.     

High-transmission spectrograph with a large range of simultaneously measured energies of charged particles

Computer simulation has been performed for a high-transmission electrostatic spectrograph, and charged particle energies in the range E_max/E_min = 25 and 50 have been measured simultaneously. The spectrograph has been designed in the form of two coaxial cylinders with plane endface electrodes; the cylinder of a larger diameter has been cut into fragments with a potential that varies according to a linear law. For this device, the geometric and electrical parameters that ensures a beam that focuses in the entire range of recorded energies with the energy resolution interval (0.4–1.1)% are determined in the regime when the object under investigation is placed outside the field.     

基于光子筛的软X光谱仪

 介绍了采用新型软X光谱学光子筛作为分光元件的软X光谱仪的原理和结构参数设计。新谱仪理论测量范围为100 eV~2 keV,光谱分辨力达0.35 nm。应用该谱仪在SILEX-Ⅰ装置上测量了飞秒激光与固体铜靶相互作用产生的X射线发射谱。实验结果表明,该谱仪主要性能指标达到设计要求,适合于激光与等离子体相互作用产生的软X射线研究。     

An electrostatic spectrograph in the form of a truncated cylinder

An electrostatic spectrograph based on an energy analyzer in the form of a truncated cylinder is designed. The parameters of the device can vary in a wide range. The position of the focal line is found for the beam energies differing by one order of magnitude. The linear and specific energy dispersions are determined. The performance of the spectrograph suggested is compared with that of a conventional spectrograph with two planar electrodes.     

使用全息透镜作色散和聚焦元件的摄谱仪器

采用单一离轴型全息透镜兼作色散和聚焦元件,可以制成简单紧凑的摄谱仪器。本文讨论了记录全息透镜的最优方案,估计了这种仪器的性能并给出了实验结果。 关键词：     

高分辨率中阶梯光栅光谱仪精确装调与标定

中阶梯光栅光谱仪是一种高分辨率、高精度新型光谱仪器,其分辨率可达到几万至几十万,结构参数的微小偏差严重影响着其分辨率和波长标定精度,所以精确的装调方法是保证中阶梯光栅光谱仪性能指标的重要环节之一。针对中阶梯光栅光谱仪的结构特点,对中阶梯光栅光谱仪精确装调方法进行了研究。该方法简便、快捷,适用于小体积、封闭式结构设计的中阶梯光栅光谱仪。通过该方法的装调,使中阶梯光栅光谱仪工作状态与设计结果一致。给出了最终波长标定结果,其波长标定误差小于0.002 nm,满足系统性能要求。     

高温高压下氮、氩对OH、O2辐射影响的光谱研究

 本文利用我们研制的棱镜谱仪探测技术研究了氢反应过程OH、O₂的激发辐射特性。研究表明，在高温高压下氩气、氮气减弱链式反应，降低OH辐射；但是，一定量的氩可以使O₂辐射加强。谱仪测量发现，O₂辐射迟于OH辐射，它直接证明了O₂在链中止后受激辐射。本文还观察了入射波激励和反射波激励下OH辐射强度及感应时间的变化过程。所用的光谱探测技术可用于冲击波激励或高速反应产生的高温高压激励辐射特性的研究。     

Holographic grating based Ebert spectrograph

In this paper we discuss the aberration properties and design procedure of in-plane Ebert spectrograph using conventional as well as holographic diffraction gratings. In both cases the gratings are situated at the well-known √3-position so that the spectrum can be recorded on a flat surface. It has been found that the holographic grating system has better resolution than the conventional grating system. The design parameters of a medium sized holographic grating spectrograph in which a concave spherical mirror is mounted in the off-axis configuration have been specified. The performance of the spectrograph has been evaluated by plotting spot diagram.     

带超环面镜的掠入射光栅谱仪测试系统响应特性模拟分析

指出了文献[1]在物理概念上和公式推导中的错误,并在订正了这些错误之后,考虑了实际的激光等离子体光源的几何尺度和线状等离子体的安排,对在复合泵浦X激光增益实验中所使用的带超环面镜X光中继元件的掠入射光栅光谱仪系统进行了全面的模拟计算.结果表明,作者所使用的带超环面镜的X光增益测试系统,其因离焦而导致的非线性效应是完全可以忽略的,系统的空间分辨能力的下降也是非常小的,从而否定了文献[1]中的结论,表明作者在X激光增益测量实验中所使用的带超环面镜X光中继元件的掠入射光栅光谱仪系统是完全可靠的.