磁谱仪_2.ppt

2006年9月 中国科大 汪晓莲 第十章 高能粒子谱仪 §10.1 带电粒子在磁场中的运动 §10.2 高能物理实验对探测器的要求 §10.3 高能磁谱仪子探测器及其功能 §10.4 大型磁谱仪举例 §10.4 大型磁谱仪举例 大型磁谱仪自它诞生的那一天起，在粒子物理探测方面就显示出综合性能的优势，因而得到不断发展。三十年来，做出了许多重要的高能物理实验成果。如：一些重要粒子的发现（J/?、Y 、W±、Z0和顶夸克等），电弱统一模型的精确测定以及量子色动力学（QCD）模型的检验等。 AMS （阿尔法磁谱仪）寻找宇宙中反物质和暗物质。 3、北京谱仪的升级改造BEPCII/BESIII 国家已批准投入4.6个亿对BEPC/BES进行重大改造。 BEPCII是一个高亮度、多束团的双环对撞机 在现有隧道内新建一个储存环，采用多束团、大交叉角对撞方式，把亮度提高2个数量级，在质心系能量3.77GeV时达到3×1032-1×1033 cm-2s-1。 BESIII 探测器 单丝分辨率好于130?m的He基气体漂移室 能量分辨率好于2.5％@1GeV的CsI晶体电磁量能器 时间分辨好于100ps的TOF 磁场强度为1Tesla的超导螺旋管磁铁 基于RPC的?子探测器 双环真空管道和磁铁 2) BESIII Detector 1、主漂移室 主要任务： 1）精确测量从相互作用点产生的带电粒子的动量和方向 2）为带电粒子的鉴别提供足够好的de/dx测量 3）对带电粒子测量有尽可能大的立体角～90％4?立体角 4）对低动量带电粒子径迹有尽可能大的重建效率 5）为带电粒子的一级硬件触发提供信号 工作气体： 为减少带电粒子与探测器物质的多次库仑散射，选用He基混合气体。 He：C3H8=60％：40％ X0：550m ve=3.8cm/?s M：104－105 MDC Parameters R inner: 63mm ; R outer: 810mm Length (out.): 2582 mm Inner cylinder: 1.2 mm Carbon fiber Outer cylinder: 11.5 mm CF with 8 windows Sense wire : 25 micron gold-plated tungsten (plus 3%Rhenium ) --- 6796 Layers (Sense wire ): 43 Field wire: 110 micron gold-plated Aluminum --- 21884 Gas: He + C3H8 (60/40) Cell: inner chamber --- 6 mm outer chamber --- 8.1 mm Wire Stringing Completed, bad wires are replaced, glue used to make gas tight Beam test at KEK Prototype tested in a 1T magnetic field at KEK 12GeV PS last year. Results: spatial resolution better than 130 μm cell efficiency over 98% dE/dX resolution better than 5% (3σ π/K separation exceeding 700MeV/c). MDC 电子学 160道的样机 Beam tests with a full length MDC prototype Beam test with our sub-detectors 512道的样机 Full tests with real setup, all spectrum are fulfilled. Mass production All electronics board tested and installed. 2、飞行时间探测器 位于主漂移室和晶体量能器之间 主要物理目标是粒子鉴别 主要测量带电粒子在主漂移室内的飞行时间，结合主漂移室测得的粒子动量和径迹，来辨别粒子的种类。同时也参与第一级触发判选，且可通过不同探测器输出信号之间的时间关系来排除宇宙线本底 TOF时间分辨率 Crucial for particle ID Barre