博士论文-LHAASO-WCDA电荷标定与时间标定的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 高博
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曹臻 ; 姚志国 |
| 关键词 | 大型高海拔空气簇射观测站 水契伦科夫探测器列 大气簇射 电荷标定 时间标定 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | LHAASO是由国人提出大型高海拔大气簇射观测站计划，该计划预计占地1平方公里，由闪烁体平方公里阵列(KM2A)、缪子探测阵列(MD)、广角大气荧光望远镜阵列(WFCTA)和水契伦科夫地面粒子探测阵列(WCDA)组成，通过多手段的符合测量尝试解决宇宙线物理中的基本问题。 WCDA作为其中一个重要组成部分，主要的物理目标为甚高能伽马天文的研究，包括甚高能伽马源的寻找、能谱测量以及扩展源的研究。WCDA由3600 个探测单元组成，每个探测单元由一个或者多个布置在探测器底部的光电倍增管组成，用来接收簇射次级粒子在水中产生的契伦科夫光子。主要的物理目标 为北天区甚高能伽马射线源的寻找以及能谱测量。相对其他传统地面粒子探测阵列，水契伦科夫探测探测器具有更高的本底排除能力，而且可以测量次级宇 宙线中的中性成分— 伽马光子。本论文主要包含两部分内容：WCDA探测器的在线电荷标定和时间标定。 地面粒子阵列通过测量次级粒子的电荷量对原初粒子芯位和能量进行重建，电荷标定的意义在于修正各通道的不一致性并在运行期间进行在线的监 测，目前主流的基于光电倍增管的探测器的电荷标定主要有两种方案—外部光源和放射源，考虑到WCDA占地面积大，探测单元彼此分立的特点，利用以上 两种方案实施起来非常困难，而且会增加相当额度的费用。为此我们利用了在单元探测器实验中的单路计数的电荷分布谱和光电倍增管收集到的近垂直缪子 产生的契伦科夫光子的电荷分布的双峰结构中的第二个峰来分别进行光电倍增管的高低量程的在线标定，并将该方案首次实施到羊八井9单元工程阵列上， 验证了方案的可行性，实现了零成本的标定，并给出了标定精度。 原初粒子的方向重建是通过探测器记录到的次级粒子的到达时间信息和探测器的位置信息来实现的，针对方向重建精度的要求，通过Toy 模拟和几何分 析，给出时间标定精度的需求。任何探测器都会存在系统误差，时间标定的目的就在于降低或者消除系统误差，同样的，同类探测器的时间标定需要借助 外部光源，通常来说是利用光纤将激光光脉冲传输到每一路探测单元上，鉴于WCDA占地面积大和野外严酷的实验环境，对标定系统的维护是一个巨大的 困难，为此我们结合各大实验中时间标定方法的特点，创造性的提出了基于双光纤和LED的交叉标定方案，并具体调研和制作了针对工程阵列的标定样机， 通过实际测量，给出了9单元的时间差的修正，并进行了长期的在线监测，给出了长时间的标定精度，并结合工程阵列的实验结果给出了未来阵列的优化设 计。 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209264]  |
| 专题 | 粒子天体物理中心_学位论文和出站报告 高能物理研究所_粒子天体物理中心 高海拔宇宙线观测站_本单位学位论文 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高博. 博士论文-LHAASO-WCDA电荷标定与时间标定的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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