宇宙線τ中微子望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)及光電倍增管的標(biāo)定.pdf

1、本文是基于在中科院高能物理所宇宙線τ中微子探測(cè)器(CRTNT)實(shí)驗(yàn)組的設(shè)計(jì)及標(biāo)定工作展開的。 全文共分三部分內(nèi)容，第一部分首先簡(jiǎn)單介紹了宇宙線及中微子天文的背景知識(shí)，然后重點(diǎn)介紹了CRTNT實(shí)驗(yàn)的物理意義及其預(yù)期目標(biāo)。第二部分詳細(xì)討論了CRTNT的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和光學(xué)設(shè)計(jì)及其檢驗(yàn)。第三部分就CRTNT所采用的Photonis公司制造的XP3062/FL型的光電倍增管的各種性能參數(shù)做了詳細(xì)的研究。 近年來，極高能宇宙線取得了許多

2、重要成果。但還存在有許多令物理學(xué)界困惑不解的問題，如E-3冪律譜上0.1EeV附近“第二膝區(qū)”的拐折點(diǎn)背后的物理意義一直沒有很好的解釋。世界上有許多大的實(shí)驗(yàn)工作在這一能區(qū)，但各個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不相一致，有的甚至得出相反的結(jié)論。這里面有一個(gè)很重要的影響因素就是各實(shí)驗(yàn)的能量標(biāo)定精度無法比較。為了解決這一問題，中國科學(xué)院高能物理研究所曹臻研究員提出了宇宙線τ中微子望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)(CRTNT)，測(cè)量sub-EeV能區(qū)的宇宙線和極高能區(qū)τ中微子。

3、 為了提高CRTNT的觀測(cè)性能，應(yīng)充分優(yōu)化前期的設(shè)計(jì)，提高光學(xué)器件的檢驗(yàn)精度，而且要對(duì)重要的元器件——光電倍增管(PMT)的各參數(shù)有詳細(xì)的了解和標(biāo)定。本文把模擬手段應(yīng)用于結(jié)構(gòu)與光學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先建立一套模擬程序，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡各部分參數(shù)，使探測(cè)器有效面積、光斑一致性等各種性能得到很大提高。此外本文發(fā)展了多種光學(xué)檢驗(yàn)方法，解決了在大尺寸、非接觸條件下光學(xué)鏡面的曲率半徑、粗糙度等檢驗(yàn)難題。最后，本文充分考慮真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)光電倍增管