网站地图联系我们英文版
     
代表性成果
  代表性成果  
  重大科研任务  
  其他科研成果  
  获奖情况  
  论文发表  
  专利情况  
  新闻快讯
·核探测与核电子学国家重...
·CSNS工程材料中子衍射谱...
·大亚湾反应堆中微子实验...
·高海拔宇宙线观测站缪子...
·北京谱仪Ⅲ国际合作组202...
·CEPC物理研究团队获中国...
·2020年度北京试验束用户...
·CSNS反角白光中子实验装...
·第八届全国中子散射会议...
·TSV工艺X射线像素阵列探...
·南方光源研究测试平台项...
·中子鬼成像首次实现
·第六届环形正负电子对撞...
·2020高能环形正负电子对...
·王曦调研中国散裂中子源
·江门中微子实验召开第二...
·“高能环形正负电子对撞...
·江门中微子实验PMT支撑及...
·北京正负电子对撞机和中...
·CSNS首次完成运行靶体更换
您现在的位置:首页 > 实验室 > 核探测与核电子学国家重点实验室 > 科研成果 > 代表性成果
四、MPRC探测器与STAR实验TOF系统研制
2011-01-03 | 【

多气隙电阻板室(MRPC)是一种新型的气体探测器,对于最小电离粒子可以达到100ps以下的时间分辨和超过95%的探测效率。重点实验室参加美国布鲁克海文实验室STAR国际合作,结合探测器物理要求,设计研制了4000个MRPC模块组成的STAR飞行时间探测器(TOF)。2006年开始MRPC的批量生产制作,制定了严密的生产工艺流程与质量控制标准,建立了专用探测器制作超洁净室。研制的MRPC质量优异,性能指标全面达到、超过STAR提出的考核标准,达到国际先进水平。STAR探测器增加TOF后,p介子与K介子之间的分辨从0.6GeV/c扩展到1.6GeV/c左右,K介子与质子之间的分辨从原来的1.1GeV/c扩展到3GeV/c,成为世界上首先在RHIC上成功运行的MRPC/TOF装置。

研究发展了桶部大面积TOF探测器在STAR谱仪上的刻度和标定的方法,完成了相关软件,顺利加入到STAR总体的软件框架中。在质心系能量200GeV的金金碰撞中,得到MRPC本征时间分辨< 75ps(含电子学和径迹重建系统误差),好于STAR实验要求。研究STAR探测器增加TOF后对粒子识别的新方法。TOF可以用于轻子识别,有效提高了识别共振态粒子的信噪比。利用飞行时间谱仪和时间投影室的实验数据发展了一种新的方法,将鉴别的粒子(p,p)的横动量谱范围扩展到15 GeV/c。该方法及相关的软件在STAR实验组内被广泛地应用。

STAR TOF探测器是世界上第一台运用MRPC技术投入使用的大型飞行时间谱仪,极大地提高了STAR探测器的物理性能。拓展了STAR实验的物理内容,为确认夸克-胶子等离子体提供重要的实验证据。这是对相对论重离子碰撞物理实验重大科学前沿国际合作研究的重大贡献。该项目于2009年8月在美国布鲁克海文国家实验室通过美国能源部验收,得到一致好评。同年12月28日以全A通过基金委组织的专家组验收。

通过该项目共培养了10个博士,4个硕士。发表关于MRPC探测器研制和性能研究,以及TOF刻度方法的文章22篇,在国内外学术会议上做报告18篇,在STAR合作组及给世界高能核核碰撞实验界留下深刻的印象,产生了很大的国际反响。

在此基础上,研发了高计数率和大面积长读出条的MRPC技术。显示了MRPC作为位置灵敏探测器可行性。北京正负电子对撞机BES/ TOF升级,兰州重离子加速器CSR和国际STAR升级子触发望远镜探测器项目,德国GSI CBM/TOF项目以及俄罗斯Dubna联合核研究所NICA/MPD项目都提出合作意向。

代表性论文:

1. Extensive particle identification with TPC and TOF at the STAR experiment, M. Shao, Olga Barannikova, X. Dong, et al., Nucl. Instr. & Meth A 558(2006) 419-429

2. Simulation study on the operation of a multi-gap resistive plate chamber, M. Shao, E.Y. Zhao, C. Li, et al., Measurement Science and Technology 17 (2006) 123-127

3. Cosmic ray tests of large area Multigap Resistive Plate Chambers, Shaohui An, D. Hatzifotiadoub, Jinsook Kima, M.C.S. Williamsb, A. Zichichib, c, d, R. Zuyeuskia; Nucl. Instr. and Meth. A578(2007) 139-145

4. New Prototype Multi-gap Resistive Plate Chambers with Long Strips, Y.J. Sun, C. Li, M. Shao, et al., Nucl. Instrum. and Meth. A 593(2008)307-313

5. Quality control of MRPC mass production for STAR TOF, Tao Zou, Xiaolian Wang, Ming Shao, et.al, Nucl. Instrum. Meth. A605:282-292, 2009.


核探测与核电子学国家重点实验室    
地址:北京市918信箱    邮编:100049    电话:86-10-88236046    Email: chenml@ihep.ac.cn