BESⅢ多气隙电阻板室飞行时间探测器刻度方法的研究的任务书.docx

BESⅢ多气隙电阻板室飞行时间探测器刻度方法的研究的任务书
任务书
一、研究背景
BESⅢ探测器是中国大陆参与国际大型实验的成果之一，隶属于中国科学院高能物理研究所。其中多气隙电阻板室飞行时间探测器（MRPC-TOF）是由电阻板加多气隙的技术制作而成，具有高时间分辨率和高探测效率等特点。该探测器的粒子鉴别性、动量分辨率和顶点测量精度均与其他国际同类实验具备的探测器不相上下，在高能希望工程中显得尤为重要。因此，MRPC-TOF的刻度方法的研究对于BESⅢ实验的成功实现至关重要。
二、研究内容
MRPC-TOF探测器刻度方法的研究是在保证探测器性能的基础上，在实验中获得更为精确的测量结果。该探测器通过观测由碰撞后产生的荷电粒子在磁场中走过一定距离所需要的时间，从而确定该粒子的能量和动量等物理量。在真正的实验过程中，由于探测器环境的复杂性和数据处理的误差，粒子的测量误差会引入一定误差，直接影响实验结果的可信度。因此，设定、修正、调试和确定MRPC-TOF刻度方法，是实现数据分析和物理研究的一项重要而复杂的任务。
MRPC-TOF探测器刻度主要包括以下内容：
1.时间漂移修正：漂移时间指从粒子散射点到MRPC-TOF探测器时，粒子所需要的时间。针对由于探测器长管和传输线的时间延迟等因素引起的时间漂移进行修正。
2.样条拟合曲线构建：收集大量的宇宙线数据，并根据相关次级粒子的特征进行样条拟合曲线构建。
3.时间走时的泄漏效应：由于不同事例下粒子发生缪子效应时所释放的电子受到其他粒子影响而产生的泄漏效应引起的时间走时误差，对其进行校正。
三、研究方法
本研究通过大量的模拟实验和实际探测数据的获取方法，结合高精度的统计分析方法，来确定最优的MRPC-TOF探测器刻度方法。具体来说，主要采用以下方法：
1.针对漂移时间的修正，可以利用在空气中飞行的宇宙射线等高能粒子来测试时间分辨率。先收集一部分在磁场中运动的带电粒子的探测时间，然后对其所在的MRPC-TOF探测器上以及磁场的空间位置及定位进行均匀的扫描，最后进行修正。
2.针对样条拟合曲线构建，采用经典的样条函数方法，将少数的大量离散点连接起来，使得样条曲线的拟合程度较高，并且保证样条曲线处处可导，从而对不连续的数据进行了精度的处理和补充。
3.针对时间走时的泄漏效应，可以研究该探测器晶体的几何结构和电场情况来刻画；并针对探测器中其他事件粒子的影响进行误差分析。
四、工作计划
1.收集和整理相关文献，熟悉MRPC-TOF探测器原理、结构及刻度方法，并先进行实验室模拟实验的测试和验证，时间一周。
2.
（详细的工作步骤和计划见下方表格）
五、研究预期成果
本研究主要预期达成以下成果：
1.寻找最优的MRPC-TOF探测器刻度方法，有效提高实验数据分析的精度。
2.研究获得的实验数据，构建粒子探测的高精度模型。
3.相关成果可供BESⅢ探测器在物理领域内使用，对粒子物理的研究作出贡献。
6、预算及经费
本研究工作的主要经费用于实验数据获取、设备费用、实验室测试费用等项目，经费预计为5万元左右。
以上为BESⅢ多气隙电阻板室飞行时间探测器刻度方法的研究任务书。