Development of Advanced Gaseous Detectors for Muon Tracking and Triggering in Collider Experiments.pdf

1、現(xiàn)有和未來計(jì)劃中的高亮度高能量對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)對用于繆子徑跡測量和觸發(fā)判選的傳統(tǒng)氣體探測器帶來巨大挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)對探測器的位置分辨，時間分辨和計(jì)數(shù)率等同時提出了極其苛刻的要求。本論文介紹在歐洲核子中心ATLAS繆子譜儀升級研究框架下對用于未來對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)繆子觸發(fā)和徑跡測量的新型高級氣體探測器的大量研究和發(fā)展。論文研究主要圍繞微網(wǎng)格氣體探測器(Micromegas)，窄氣隙阻性板室(RPC)和窄隙室(TGC)的相關(guān)研發(fā)展開。
　　論文第一部分主

2、要介紹一種新的基于熱熔膠熱粘接工藝制作微網(wǎng)格氣體探測器的方法。相較于傳統(tǒng)制作工藝，該制作方法不需要運(yùn)用光刻蝕技術(shù)，使得在普通學(xué)校和研究所制作小型模型室用于性能研究和探測器優(yōu)化成為可能。論文將介紹基于小型熱粘接微網(wǎng)格氣體探測器模型室所進(jìn)行的探測器基本性能測試和模擬研究，以及對制作可實(shí)際應(yīng)用的幾百平方厘米大小熱粘接微網(wǎng)格氣體探測器技術(shù)工藝的探索。鑒于該制作工藝的靈活性，實(shí)驗(yàn)制作了高阻性陽極微網(wǎng)格氣體探測器和快信號多層絲網(wǎng)電極平行電離室，對微

3、網(wǎng)格類型氣體探測器應(yīng)用于強(qiáng)子對撞機(jī)環(huán)境的關(guān)鍵問題-抗打火和快時間分辨進(jìn)行了探索研究。
　　論文第二部為基于～1 mm窄氣隙阻性板室的高精度在線定位、快速觸發(fā)系統(tǒng)的研究。該部分介紹為了探索研究窄氣隙阻性板室在線和離線定位能力、時間分辨而展開的幾次束流實(shí)驗(yàn)測試的詳細(xì)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可以利用1 mm左右氣隙的阻性板室在探測器前端層面構(gòu)建亞納秒——亞毫米-厘米的高精度時空觸發(fā)邏輯單元用于有效去除大量輻照本底、增強(qiáng)高能量繆子的在線判選能力

4、。對基于電木電極的阻性板室進(jìn)行計(jì)數(shù)率測試研究表明，阻性板室可以在大于15kHz/cm2光子輻照本底下對繆子探測完全靈敏。
　　論文第三部分介紹對ATLAS繆子譜儀新內(nèi)端蓋(New Small Wheel，NSW)的觸發(fā)探測器-窄讀出條窄隙室的模擬研究。對時間分辨的模擬研究表明單層窄氣隙室即可滿足對大型強(qiáng)子對撞機(jī)束團(tuán)對撞的區(qū)分。其時間分辨不受端蓋處所處復(fù)雜磁場的影響，從時間性能考慮，可有效勝任端蓋處一級繆子觸發(fā)。對窄隙室電荷產(chǎn)生和信