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  • 發布時間:2021-10-29 11:33 原文鏈接: 硅微條探測器在高能物理實驗中的應用

      

      因為硅微條探測器及一些相關的半導體探測器的位置分辨率比氣體探測器的位置分辨率高一到兩個數量級,所以在近十幾年來,世界各大高能物理實驗室幾乎都采用它作為頂點探測器。如美國的FERMILAB的CDF和D0,SLAC實驗室的B介子工廠的BaBar實驗,西歐高能物理中心CERN的LEP正負電子對撞機上的L3、ALEPH、DELPHI、OPAL,正在建造的質子2質子對撞機LHC上的ATLAS、CMS及日本的KEK,德國的HARA,HARB及Zeus和H1實驗等等。不僅如此,LHC上的ATLAS和CMS還采用了硅微條探測器代替漂移室作為徑跡測量的徑跡室。

      近些年高能物理領域所有新的物理成果,從t夸克的發現到標準模型的證實,無不與這些高精度的具有優良性能的頂點探測器,徑跡室等先進探測器密切相關。頂點探測器和徑跡室主要用來測量高能帶電粒子的徑跡。物理學家們根據這些帶電粒子在磁場中的運動軌跡計算出它們的動量。根據粒子的動量、能量、質量及其它性能來判別粒子。頂點探測器和徑跡室的定位精度(即空間分辨率)對粒子識別是非常重要的。這些探測器的空間分辨率越高,粒子的動量分辨才能達到越高,徑跡才能測得越精確,最終測得的頂點位置和粒子動量越準確。各國的高能物理學家根據各自不同的實驗要求,設計了不同的頂點探測器和徑跡測量系統。有些采用的是單邊讀出,有些則采用雙邊讀出的硅微條探測器,還有些采用像素探測器、CCD和硅片探測器等。硅微條等硅半導體探測器越來越受各國科學家們歡迎。隨著時間的改變在世界各主要高能物理實驗中,應用的面積和相應的電子學路數在迅速增長。美國費米實驗室的D0實驗采用硅微條探測器作為頂點探測器。為了增大覆蓋立體角,除了桶部設計得比較長外,還設計了H2DISK和F2DISK,這個頂點探測器所用的硅微條探測器都是用交流耦合輸出的。其桶部部分采用單邊讀出的硅微條探測器,而D2DISK和H2DISK部分是采用雙邊讀出的硅微條探測器。讀出電子學都是采用集成電路SVXIIb,每一片SVXIIb就有128路讀出。

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