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暗物质探测中的反符合读出研制及BGO量能器改造

王晓东  
【摘要】: 本论文包括两部分内容:暗物质间接探测中的反符合探测器读出研制和束流实验中BGO晶体量能器的改造。 暗物质的探测和研究已成为热门的课题之一。在各种宇宙密度模型中,弱作用重粒子(WIMPs)是冷暗物质最可能的候选者。通过搭载在卫星的量能器探测暗物质粒子湮灭产生的单能Y峰或e能谱边缘是有效的探测方法,但同时需要排除宇宙中的带电粒子以及高能反冲的干扰。为了达到目的,以及适应太空环境的要求,实验中我们选择了塑料闪烁条作为反符合探测器,新型的硅光倍增管具有能耗低和尺寸小等优点,经过一系列的实验研究确定采用硅光倍增管(MPPC)加直径1毫米的波移剂光纤WLS作为读出方式,同时给出了探测器光输出的大小,探测效率,并对探测器的时间性能作了进一步的分析。 E3束流线是BEPC试验束最主要的束流装置,BESⅢ部分子探测器模型的刻度实验就是在这条束线上完成的。BGO晶体量能器是运行在E3线上的一个子探测装置,具有单双粒子的鉴别能力,由于读出的光电器件的损坏不能满足实验要求,因此我们对其进行改造,通过对一系列的实验选择了XP2020作为替换器件,改造完成后,并在E3线上进行了测试,对其能量分辨、线形以及单双粒子分别能力作了仔细的研究,圆满完成改造工作。


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