BESIII飛行時間計數器(TOF)老化的研究以及刻度算法的改進.pdf

1、北京譜儀(BES)是工作在在北京正負電子對撞機(BEPC)上的大型磁譜儀，已于2009年成功升級改造為BEPCⅡ/BESⅢ。(BESⅢ)的物理目標是τ-粲能區(qū)的精確測量和新物理的尋找。飛行時間計數器TOF是BESⅢ的子探測器之一，主要功能是通過所測量的飛行時間信息，結合主漂移室測得粒子的動量和徑跡，從而辨別粒子的種類;同時它也參加第一級觸發(fā)判選。BESⅢ的TOF由桶部和端蓋兩部分組成，桶部TOF共有兩層，每層有88塊閃爍體，內外層相互交

2、錯排列;端蓋TOF分為東西兩部分，每端48塊閃爍體，閃爍體呈扇形，保證了最大的接收面積。
　　本文包括兩部分內容:桶部TOF系統(tǒng)閃爍體的衰減長度以及光產額的老化研究;對一個觸發(fā)周期內不同束團間時間差中心值的偏移進行刻度，改進了離線數據刻度算法。
　　北京譜儀從2009年開始運行取數，并計劃再運行810年，因此對探測器老化情況以及其對性能影響的研究是十分重要的和必須的。本文利用09年6月至12年2月間獲取的電子對(Bhabha

3、)事例樣本，對每塊閃爍體的衰減長度(Attenuation)和光產額(LightYield)隨著時間變化的關系進行了研究。研究發(fā)現對于桶部TOF閃爍體，平均的衰減長度的年衰減率為4.3％。探測效率對衰減長度具有強烈的依賴關系，這一結論與12年獲取的psip數據的情況相吻合。利用TOF測量得到的脈沖幅度（通常稱為Q）結合激光定標得到的電子學的信息，得到了相對光產額隨時間的變化曲線，年衰減率大約為0.49％。
　　飛行時間計數器進行粒

4、子鑒別的能力主要由相同動量粒子的飛行時間差和飛行時間計數器的時間分辨率所決定。在探測器幾何確定的前提下，時間分辨率是影響粒子鑒別能力的主要因素。在離線數據分析中發(fā)現，對于同一個觸發(fā)周期（約24ns）內的三次碰撞，測量時間與預期時間差的中心值并不相同，刻度算法進行了相應的改進。改進后時間差的中心值都接近零點，桶部雙層TOF的時間分辨也得到提高。利用Bhabha，dimu和pion的樣本進行的檢查顯示，時間分辨提高了大約10％。
　　

5、最后，本論文還對TOFODQM軟件包做一個介紹。TOFODQM軟件包是TOF離線數據檢查軟件包。此軟件包將TOF所有的數據檢查寫到一個類中，這將使數據檢查工作變得即輕松又不易出錯。
　　飛行時間計數器老化研究的結果對今后探測器的運行維護，運行條件的設置具有指導意義，同時也為相同或相近類型探測器的設計研制提供了參考。TOF刻度算法的改進充分挖掘了探測器硬件和電子學的潛力，提高了時間分辨率，使得物理分析中需要的粒子鑒別能力進一步得到改