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这所院校又添新作:用于HERD实验的塑料闪烁体探测器的状态

论论资讯 | 2023-04-20 3热度

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

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Status of the plastic scintillator detector for the HERD experiment

Alemanno F.; Altomare C.; Barbato F.C.T.; Bernardini P.; Bissaldi E.; Casilli E.; Cattaneo P.W.; De Mitri I.; de Palma F.; De Vecchi C.; Di Giovanni A.; Di Santo M.; Di Venere L.; Fusco P.; Gargano F.; Guerrisi C.; Kyratzis D.; Licciulli F.; Loparco F.; Marsella G.; Mazziotta M.N.; Pantaleo F.R.; Parenti A.; Pillera R.; Pullia M.; Rappoldi A.; Raselli G.; Rossella M.; Serini D.; Silveri L.; Suma A.; Surdo A.

Published:2023-06-01
DOI:10.1016/j.nima.2023.168237

研究背景

随着宇宙探测技术的不断发展,人类对于宇宙的认识也越来越深入。其中,高能宇宙射线的研究一直是天文学、粒子物理学等领域的热门话题。然而,由于宇宙射线的高能和复杂性,目前的研究仍存在许多问题亟待解决。为此,中国科学家们在中国天宫空间站上建立了高能宇宙射线探测器(HERD)实验,旨在探测高能宇宙射线和伽马射线,并解决当前研究领域存在的问题。

研究内容

本研究主要介绍了HERD实验中的塑料闪烁体探测器(PSD)。PSD是HERD实验中的一个重要子探测器,可以用于区分伽马射线和带电粒子,并且可以识别铁元素。为了避免高能粒子与内部探测器的相互作用产生反冲效应,PSD需要具备高分辨率的探测能力。每个PSD基本元件(条形或瓷砖)都与多个硅光电倍增管(SiPMs)耦合,用于检测闪烁光。本研究在2021年在欧洲核子研究中心(CERN)进行了束流测试,测试了HERD实验的所有子探测器,其中包括两种不同几何形状的PSD原型,分别采用了两种不同的闪烁材料(BC-404和BC-408),并配备了两种不同尺寸的SiPMs,通过CAEN Citiroc-based board DT5550 W进行读取。本文将介绍PSD的设计以及束流测试结果。

研究意义

本研究的创新点在于,通过对PSD的测试,验证了PSD的设计和性能,为HERD实验的正式运行提供了重要的技术支持。此外,PSD的研究还将促进高能宇宙射线和伽马射线的研究,推动宇宙探测技术的发展,为人类更深入地了解宇宙提供了重要的科学依据。

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