BESIII飞行时间计数器TOF老化的研究以及刻度算法的改进

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：译丑投日期：学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可以向

2、国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：——保密期限为——年。学位论文作者签名：却啦日期：指导教师签名：日期：私乏．南京师范大学硕士学位论文BESIII飞行时间计数器(TOF)老化的研究以及刻度算法的改进摘要北京谱仪(BES)是工作在在北京正负电子对撞机(BEPC)上的大型磁谱仪，已于2009年成功升级改造为BEPCU／BESfI[。(BESIH)的物理目标是1_一粲能区的精确测量和新物理的寻找。飞行时间计数器丁0F是BES，，，的子探测器

3、之一，主要功能是通过所测量的飞行时间信息，结合主漂移室测得粒子的动量和径迹，从而辨别粒子的种类；同时它也参加第一级触发判选。BESIII的TOF由桶部和端盖两部分组成，桶部TOF共有两层，每层有88块闪烁体，内外层相互交错排列；端盖TOF分为东西两部分，每端48块闪烁体，闪烁体呈扇形，保证了最大的接收面积。本文包括两部分内容：桶部TOF系统闪烁体的衰减长度以及光产额的老化研究；对一个触发周期内不同束团间时间差中心值的偏移进行刻度，改进了离线数据刻度算法。北京谱仪从2009年开始运行取数，并计划再运行810年，因此对探测器老化情况以及其对性

4、能影响的研究是十分重要的和必须的。本文利用09年6月至12年2月间获取的电子对(Bhabha)事例样本，对每块闪烁体的衰减长度(Attenuation)和光产额(LightYield)随着时间变化的关系进行了研究。研究发现对于桶部TOF闪烁体，平均的衰减长度的年衰减率为4．3％。探测效率对衰减长度具有强烈的依赖关系，这一结论与12年获取的psip数据的情况相吻合。利用TOF澳[量得到的脉冲幅度(通常称为Q)结合激光定标得到的电子学的信息，得到了相对光产额随时间的变化曲线，年衰减率大约为0．49％。飞行时间计数器进行粒子鉴别的能力主要由相同

5、动量粒子的飞行时间差和飞行时间计数器的时间分辨率所决定。在探测器几何确定的前提下，时间分辨率是影响粒子鉴别能力的主要因素。在离线数据分析中发现，对于同一个触发周期(约24ns)内的三次碰撞，测量时间与预期时间差的中心值并不相同，刻度算法进行了相应的改进。改进后时间差的中心值都接近零点，桶部双层TOF的时间分辨也得到提高。利用Bhabha，dimu和pion的样本进行的检查显示，时间分辨提高了大约10％。最后，本论文还对TOFODQM软件包做一个介绍。TOFODQM软件包是TOF离线数据检查软件包。此软件包将TOF所有的数据检查写到一个类中

6、，这将使数据检查工作变得即轻松又不易出错。飞行时间计数器老化研究的结果对今后探测器的运行维护，运行条件的设置具有指导南京师范大学硕士学位论文BESIII飞行时间计数器(TOF)老化的研究以及刻度算法的改进意义，同时也为相同或相近类型探测器的设计研制提供了参考。TOF刻度算法的改进充分挖掘了探测器硬件和电子学的潜力，提高了时间分辨率，使得物理分析中需要的粒子鉴别能力进一步得到改善。关键词：飞行时间计数器，衰减长度，光产额，3bunch南京师范大学硕士学位论文BESIII飞行时间计数器(TOF)老化的研究以及刻度算法的改进AbstractTh

7、eupgradedBEPCIIfBEsIIIisauniqueandpowerfulfacilityforstudyingin丁一Charmenerg-yregion．ItwillalsoplayanimportantroletowardsourunderstandingoftheStandardModelandenablesearchforpossiblenewinteractions．TimeofFlight(TOF)countersasoneofitssubdetectorismainlyusedtomeasurethetimeof

8、flightofchargedparticlesforparticleidentification(PID)．Itismadeofbarrelandendcap．ThebarrelTOFisd