BESIII飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器(TOF)老化的研究以及刻度算法的改進(jìn).pdf

1、北京譜儀(BES)是工作在在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)上的大型磁譜儀，已于2009年成功升級(jí)改造為BEPCⅡ/BESⅢ。(BESⅢ)的物理目標(biāo)是τ-粲能區(qū)的精確測(cè)量和新物理的尋找。飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器TOF是BESⅢ的子探測(cè)器之一，主要功能是通過所測(cè)量的飛行時(shí)間信息，結(jié)合主漂移室測(cè)得粒子的動(dòng)量和徑跡，從而辨別粒子的種類;同時(shí)它也參加第一級(jí)觸發(fā)判選。BESⅢ的TOF由桶部和端蓋兩部分組成，桶部TOF共有兩層，每層有88塊閃爍體，內(nèi)外層相互交

2、錯(cuò)排列;端蓋TOF分為東西兩部分，每端48塊閃爍體，閃爍體呈扇形，保證了最大的接收面積。
　　本文包括兩部分內(nèi)容:桶部TOF系統(tǒng)閃爍體的衰減長(zhǎng)度以及光產(chǎn)額的老化研究;對(duì)一個(gè)觸發(fā)周期內(nèi)不同束團(tuán)間時(shí)間差中心值的偏移進(jìn)行刻度，改進(jìn)了離線數(shù)據(jù)刻度算法。
　　北京譜儀從2009年開始運(yùn)行取數(shù)，并計(jì)劃再運(yùn)行810年，因此對(duì)探測(cè)器老化情況以及其對(duì)性能影響的研究是十分重要的和必須的。本文利用09年6月至12年2月間獲取的電子對(duì)(Bhabha

3、)事例樣本，對(duì)每塊閃爍體的衰減長(zhǎng)度(Attenuation)和光產(chǎn)額(LightYield)隨著時(shí)間變化的關(guān)系進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于桶部TOF閃爍體，平均的衰減長(zhǎng)度的年衰減率為4.3％。探測(cè)效率對(duì)衰減長(zhǎng)度具有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，這一結(jié)論與12年獲取的psip數(shù)據(jù)的情況相吻合。利用TOF測(cè)量得到的脈沖幅度（通常稱為Q）結(jié)合激光定標(biāo)得到的電子學(xué)的信息，得到了相對(duì)光產(chǎn)額隨時(shí)間的變化曲線，年衰減率大約為0.49％。
　　飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器進(jìn)行粒

4、子鑒別的能力主要由相同動(dòng)量粒子的飛行時(shí)間差和飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器的時(shí)間分辨率所決定。在探測(cè)器幾何確定的前提下，時(shí)間分辨率是影響粒子鑒別能力的主要因素。在離線數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一個(gè)觸發(fā)周期（約24ns）內(nèi)的三次碰撞，測(cè)量時(shí)間與預(yù)期時(shí)間差的中心值并不相同，刻度算法進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。改進(jìn)后時(shí)間差的中心值都接近零點(diǎn)，桶部雙層TOF的時(shí)間分辨也得到提高。利用Bhabha，dimu和pion的樣本進(jìn)行的檢查顯示，時(shí)間分辨提高了大約10％。
　　

5、最后，本論文還對(duì)TOFODQM軟件包做一個(gè)介紹。TOFODQM軟件包是TOF離線數(shù)據(jù)檢查軟件包。此軟件包將TOF所有的數(shù)據(jù)檢查寫到一個(gè)類中，這將使數(shù)據(jù)檢查工作變得即輕松又不易出錯(cuò)。
　　飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器老化研究的結(jié)果對(duì)今后探測(cè)器的運(yùn)行維護(hù)，運(yùn)行條件的設(shè)置具有指導(dǎo)意義，同時(shí)也為相同或相近類型探測(cè)器的設(shè)計(jì)研制提供了參考。TOF刻度算法的改進(jìn)充分挖掘了探測(cè)器硬件和電子學(xué)的潛力，提高了時(shí)間分辨率，使得物理分析中需要的粒子鑒別能力進(jìn)一步得到改