CEPC闪烁体成像型电磁量能器原型机读出电子学方案研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hjx1000000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
希格斯粒子是标准模型中最后一个被发现的基本粒子,标志着标准模型的成功,解释了基本粒子的质量来源。对希格斯粒子的性质的精确测量有着非常重要的科学意义。轻子对撞作为一种具有干净背景的希格斯粒子生产方式,是具有竞争力的希格斯粒子研究方式。国际上目前还没有任何一个专用于希格斯粒子研究的轻子对撞机,领域出现窗口期。在这个背景下,中国高能物理学界提出了环形正负电子对撞机(下称CEPC)方案,在国内建造一台“希格斯粒子工厂”用于产生大量的希格斯粒子,对其性质进一步研究。CEPC采用粒子流算法重建事例能量,通过区分喷注内各种成分联合径迹探测器以获得更高的喷注能量分辨率。对于实现粒子流算法,细颗粒度的成像型量能器是必不可少的。对于电磁量能器来说,闪烁体方案具有成本较低的优势,而目前国际上只有CALICE合作组对该方案搭建了原理原型机,验证了原理的可行性,但未对细颗粒度下的电磁量能器读出电子学如何实现进行研究。本文针对闪烁体成像型电磁量能器方案的原型机,设计了基于SPIROC芯片的集成化读出电子学系统。该系统支持6300路SiPM的读出,并且具有电子学自检,增益监测,温度补偿等功能。前端部分采用模块化设计,由30个前端读出模块构成。每个模块完成210路SiPM探测单元信号的放大、成形滤波和数字化。模块内部高度集成,探测器与电子学结合紧密,实现了平均1通道/2cm3的高密度读出。后端部分基于FELIX架构,由数据获取板(DAQ)和FELIX节点构成,具有时钟同步分发,状态握手与数据传输的功能。上行数据通道和下行数据通道皆最高可达9.6Gbps的数据传输率。本文在实现了电子学系统后进行了电子学测试、放射源测试与宇宙线联调测试。测试表明电子学系统正常运行,电子学等效电荷噪声小于90fC,动态范围约300pC,积分非线性不超过1.6%,修正后增益不一致性相对标准差约为1%。单通道时间测量精度约为2.5ns,积分非线性小于0.2%,线性系数不一致性不超过2%。系统整体时间测量精度约为7ns。在原型机框架下,选取了 30层前端读出模块中的10层进行宇宙线测试,测得MIP信号的信噪比可达20以上,并成功重现宇宙线径迹。温度补偿系统工作正常,修正后可在环境温度变化4℃的情况下,将SiPM增益不确定性控制在5.5%以内。本工作设计了应用于细颗粒度闪烁体电磁量能器的读出电子学方案并结合原型机验证了其可行性,为CEPC的闪烁体电磁量能器读出方案提供了技术参考。
其他文献
为什么我们需要档案,为什么要耗费人力物力去保管档案,原因无疑是由于档案的本质做决定,作为人类社会发展的见证,档案保存了许多有用的信息,将这些信息加以利用,能够传承历史
目的探讨拉贝洛尔联合丹参注射液对妊娠期高血压(HDCP)患者血压控制及母婴结局的影响。方法选取本院87例HDCP患者,按照随机数字表法分组,对照组43例给予硫酸镁注射液治疗,观察
病人经常问,我这药什么时候吃好啊?可以说口服药物饭前、饭后服用抑或睡前服用,须根据用药目的各不相同,药物吸收、排泄的时间不一样,以及药物对胃肠道有否刺激而决定。 钣前
期刊
随着我国医疗事业的发展,自我保健,自我药疗将成为每个人防病治病的主要方式,自我药疗的用药范围是非处方药。而非处方药一般由零售药店来经营。那么,随着医改的深入,药店将
期刊
发行政策 斐济共和国由322个岛屿组成,位于太平洋西南部,与国际日期变更线擦肩而过,是世界上最早迎接黎明的地方之一。斐济从1870年开始发行邮票,1874年沦为英国殖民地,到1970年10
目的 探究急性冠脉综合征患者血清胱抑素C(Cystatin C)、同型半胱氨酸(Hcy)与白介素-6(IL-6)水平变化以及意义.方法 选取96例(32例急性心肌梗死患者、32例不稳定性心绞痛患者、32例
为研究多联机空调系统制热启动过程动态热力学特性,本文基于Modelica语言建立了以R410A为制冷剂的一拖四多联机空调系统动态仿真模型,其中压缩机和电子膨胀阀采用稳态模型,蒸
对“孙吴地堑”的新认识朱春生华东有色地勘局814队,镇江,212004关键词:孙吴地堑,地质构造,断坳,黑龙江。NewUnderstandingonSun-WuGraben¥ZhuCunsheng Abstract:Abandedareastarti...
目的对氩离子凝固术治疗消化道出血的临床效果进行观察和分析。方法选择消化道出血患者100例,随机将其分为两组,即观察组(50例)和对照组(50例),对照组给予常规药物治疗,观察
目的分析我国不同特征成年居民的水果消费特点。方法数据来自2010-2012年中国居民营养与健康状况监测,采用多阶段分层与人口成比例的整群随机抽样方法选取研究对象。选择完成