博士论文-西藏ASγ实验地下缪子探测器的性能研究

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题名	博士论文-西藏ASγ实验地下缪子探测器的性能研究
作者	刘成
学位类别	博士
答辩日期	2012
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	胡红波
关键词	γ射线源西藏ASγ阵列 Muon探测器阵列水切伦科夫探测器大型Tyvek水袋
学位专业	粒子物理与原子核物理
中文摘要	宇宙线从发现至今整整一百年，但其起源和加速问题却是一个没有很好解决的世纪难题。因为带电粒子在传播过程中受到磁场的偏转，丢失了原初方向信息。因此电中性粒子的探测是研究这一难题的有效手段。随着第三代大气切伦科夫探测器的研制成功，特别是2004年HESS实验正式运行以来，经过20多年的努力，TeVγ源的探测从无到有，取得了飞速的发展。到目前为止，各实验组共发现了100多个TeVγ射线源，为我们研究天体物理及宇宙演化提供了大量而宝贵的实验数据。但目前发现的绝大多数γ射线源都被认为是电子过程产生的，仍然没有确切的实验数据证明是通过强子过程产生的。而γ射线的强子起源，被认为是宇宙线起源和加速的场所。虽然电子起源的γ射线源上应该也有宇宙线强子的加速，但确切的证据有赖于对π°衰变成伽玛过程的探测。因此，探测强子起源的γ源对研究这一世纪难题具有重要的意义。而100TeV能区的γ射线源的探测被认为是寻找强子起源γ射线源的有效手段。; ASγ实验位于西藏羊八井镇，海波4300m，具有高海拔和大面积的优势，适合开展TeV-PeVγ源的研究。因为该实验没有原初宇宙线分辨能力，无法有效排除宇宙线本底的影响，限制了其在γ射线的研究。为提高ASγ实验分辨γ射线和宇宙线的能力，从而实现提高探测100TeVγ射线灵敏度的目的，合作组提出在现有Tibet III阵列的地下建造水切伦科夫Muon探测器构成AS+MD的复合阵列的探测器升级计划。通过探测宇宙线和γ射线中muon数目的不同，从而实现有效排除宇宙线本底的目的。为了解水切伦科夫探测器的性能，我们在实验室开展了探测器的预研工作。包括：3m水槽的长期稳定性监测，经过长达8个月的监测，论证在密闭环境下水质能够有效的保持；实验室原型探测器的研制和测试分析工作完善并且确定了Muon探测器-A的设计细节；大型密闭水袋的自主研制以及PMT的性能测试工作。; 2010年10月份，Muon探测器-A的主体基建工程已经完成。第一个探测单元也于2011年6月份成功安装测试。经过对单元探测器性能的详细研究测试，论证了整套设计方案的可行性和优越性。在现有测试结果的基础上，通过模拟给出了AS+MD复合阵列的灵敏度曲线，显示其将是北天区灵敏度最高的γ天文望远镜。现在，ASγ表面阵列正在恢复中，期待很快就能实现全阵列的联合运行，取得大量而有意义的物理结果。
语种	中文
学科主题	粒子物理与原子核物理
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209563]
专题	粒子天体物理中心_学位论文和出站报告高能物理研究所_粒子天体物理中心高海拔宇宙线观测站_本单位学位论文
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	刘成. 博士论文-西藏ASγ实验地下缪子探测器的性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.