切伦科夫探测器课件.ppt

1、第六章第六章 切伦科夫探测器切伦科夫探测器 6-1 切伦科夫辐射的原理切伦科夫辐射的原理6-2 切伦科夫辐射的产生和收集切伦科夫辐射的产生和收集6-3 切伦科夫探测器的分类和应用切伦科夫探测器的分类和应用2005年9月 合肥26-1 切伦科夫辐射的原理切伦科夫辐射的原理2005年9月 合肥31cosn1cvnn或2005年9月 合肥4 三、切伦科夫辐射的特点三、切伦科夫辐射的特点 max/1cos/111ccTc nvnnc nv cnnn -1是介质的折射率，是光在介质中的相速度，是入射粒子的相对论速度，和都是切伦科夫辐射波长的函数当最小辐射角 =0时，为产生切伦科夫辐射的最小速度，称作切伦

2、科夫辐射的阈速度。当 =cos时，最大辐射角。2005年9月 合肥52）粒子携带的信息）粒子携带的信息2211pmTmEmdpddTddEdpTE 2dmdm 1222121222m mmmmmp2005年9月 合肥62222221dE411nz eddxcn 22222222222111sin1()370sin()()1ceed NzzdEdxcr m cnEEeVcmz（时）2222211()d Nzdxdn2211222202sinLcd NL zNdxdddxd 2005年9月 合肥7切伦科夫辐射的特点切伦科夫辐射的特点11cosvnc1nT021/21(1)TnEEn1max1cos

3、n2005年9月 合肥8常用常用Cherenkov介质的特性介质的特性2005年9月 合肥92005年9月 合肥106-2 切伦科夫辐射的产生和收集切伦科夫辐射的产生和收集2005年9月 合肥111cosn2212221cossin2mmdddtg dnnp 动量相同质量不同的粒子，m1m2，12005年9月 合肥12速度选择器对辐射体的要求速度选择器对辐射体的要求011nnp1 (0.21 0.02)n 2005年9月 合肥13000000 xXNN exNNxXNN e当时，为产生的总光子数；当时，为还剩下的光子数。 为吸收系数。2005年9月 合肥142Rrf tgtg2005年9月 合

4、肥15111222222202222211111sincossincossin1111cossin111cnnnnnnnnn2112n2005年9月 合肥16222secsecsincos1cos1sinrL tgdrLddrLddrL tgdtg dndrdr 2005年9月 合肥172005年9月 合肥182005年9月 合肥19位置灵敏探测器2005年9月 合肥202005年9月 合肥216-3 切伦科夫探测器的分类和应用切伦科夫探测器的分类和应用2222221(1)1111eeeenTEm cm cm cm cn2005年9月 合肥22一、一、Cherenkov全吸收电磁簇射探测器全吸

5、收电磁簇射探测器2005年9月 合肥231Tn2005年9月 合肥24阈式阈式Cherenkov探测器的应用探测器的应用12341234SSSSCSSSSC满足逻辑组合：为电子满足逻辑组合：为2005年9月 合肥25阈式阈式Cherenkov探测器的主要性能探测器的主要性能 220max20!11sinsin1NNNNpecNNNeP NPeNePMTNL NLn 光阴极平均发射光电子数： ，根据泊松分布光阴极发射 个光电子的几率，不发射光电子的几率探测效率是光阴极发射一个以上光电子的几率：收集到的光电子数：辐射体长度2005年9月 合肥26阈式阈式Cherenkov探测器的主要性能探测器的主

6、要性能471010231010 061116.5 10nnpn 2005年9月 合肥27阈式阈式Cherenkov探测器的设计参数探测器的设计参数222122mmp2211122122221112222010122202121011coscos12 sin22C2sin1()22CpeNpepepennmmpNpNLNLNeLNmmCNN L要区分这两种粒子必须计数器的速度分辨小于这两种粒子的速度差，显然越小越好。速度分辨的上限： 对固定长度的计数器，只能鉴别低于某一动量的粒子。2005年9月 合肥28222minmin0.140/0.494/0.938/321.430.14036.070.4

7、9433.050.938CherenkovKKpKKppIIIIIIIIIIIIIIIIIImGev cmGeV cmGeV cPmCCCCCCCCC 又时产生光，计数器有输出。当、有输出，而无输出时为 粒子；当有输出，而、无输出时为 粒子；当、均无输出时为质子。2005年9月 合肥292005年9月 合肥301222222/2cos1/2 /N2mcnccdmccccciiccfRtgtgr Rr Rtgn nntgtgtgNN dd球面镜焦距：，取一级近似， 速度的相对误差： 忽略，有： ，包括几何因素、色散、扩散、探测器分辨率等诸因素。个光电子的速度分辨率： RICH技术是唯一从低动量到高动量技术是唯一从低动量到高动量(200-300GeV/c)范围内均能范围内均能采用的鉴别粒子的方法，使用长辐射体采用的鉴别粒子的方法，使用长辐射体RICH可测可测700 GeV/c动量。动量。2005年9月 合肥311cos1/xn11311sin/sin1/xn nn ，满足2005年9月 合肥321cos1/sin1/sinnxxnLdvLx切伦科夫角： 辐射体和空气界面的入射角：，已知光在辐射体内传播速度 ，测出传播时间2005年9月 合肥33