北京譜儀

北京譜儀的定義： 北京譜儀(BES)是一台大型通用探測器，安放在BEPC儲存環南端的對撞區，正、負電子束流在譜儀中心發生對撞。

基本介紹

• 中文名：北京譜儀
• 外文名：Beijing Spectrometer
• 簡稱：BES
• 性質：通用探測器
• 重量：500多噸

組成

北京譜儀是我國自行設計和研製的大型粒子物理實驗裝置，由多種子探測器組合而成，北京譜儀長約6米，高、寬各7米，重500多噸，主要由以下幾部分組成：

(1)頂點室、主漂移室及電子學系統——頂點室是由長度84厘米的640根漂移管組成的圓筒形探測器，與主漂移室配合測量荷電粒子的徑跡和動量，還與飛行時間計數器(T0F)配合做觸發判選。主漂移室是長220厘米、直徑220厘米的圓柱形探測器，內部布有十層共19380根金屬絲，相應的電子學錢路有320道。

(2)飛行時間計數器及電子學系統——分桶部和端部，桶部由48根長2.8米的塑膠閃爍體、光導和光電倍增管及電子學線路組成，端部由2×24塊梯形閃爍體及光導、光電倍增管、電子學線路等組成。其作用是測量帶電粒子在漂移室的飛行時間。

(3)簇射計數器及電子學系統——桶部有24層長度為3.85米的13430個計數器單元組成，有6720道電子學通道;兩側端部共有8976個計數器單元和相應的電子學通道，其作用是給出帶電粒子或中性粒子的能量。

(4)m子鑑別器及電子學系統——有三層共1500多根4米長的方形鋁正比室及相應的電子學線路組成。它可以記錄穿透能力很強的m子，確定其擊中位置。

(5)螺旋線磁鐵——外徑為4米的螺旋線圈，與三層八角形軛鐵、電源等組成譜儀磁鐵系統，可提供場強為4千高斯的均勻磁場。

(6)亮度監測器——用以監測對撞機的束流亮度。

(7)觸發判選，線上數據獲取與分析、離線數據分析系統——用快電子學線路對來自探測器的大量數據進行高速度、高精度的貯存、判選和數位化處理。

北京譜儀III

北京譜儀III（BESIII）是北京正負電子對撞機（BEPCII）上的大型通用磁譜儀，總長11米，寬6.5米，高9米，總重約800噸，就位精度達2毫米。

BESIII大量採用國際先進探測技術，就像BEPCII的“眼睛”，通過測量正負電子對撞反應產生的次級粒子來研究物質微觀機構的基本組成單元及其相互作用性質。BESIII由主漂移室、飛行時間計數器、電磁量能器、μ子計數器、超導磁鐵和相應的電子學讀出、觸發、數據獲取等系統組成，雙環對撞機中的正負電子束團在譜儀中心對撞,產生的末態帶電和中性粒子的空間位置、動量、能量等特性由譜儀記錄，經過數據處理後進行粲能區的物理研究。

漂移室是一個直徑1.6米、長24米的圓柱體，沿軸向共布了7000根鍍金鎢絲作為信號絲，約22000根鋁絲作為場絲，小單元結構，採用氦基氣體為工作氣體，單絲位置測量精度為120微米。在國際上首次採用了無隔牆的內外漂移室結合方案。

拉絲中的主漂移室

電磁量能器採用了6240根28厘米長的摻鉈碘化彈晶體，晶體總重24噸多，對10億電子伏的電子和光子能量解析度為25%。晶體的機械支撐在國際上首次套用無隔牆的晶體量能器吊掛方案，使晶體間的物質量最小，提高寧能量解析度。

超導磁體長391米，內直徑275米，外直徑34米，提供大口徑、高強度的均勻磁場。主要包括超導線圈、低溫容器及電磁力懸掛支撐結構和閥箱引線等，採用國際主流的單層線圈內繞工藝。於2006年9月19日成功勵磁到1萬高斯,儲能達郅1000萬焦耳。它的研製成功標誌著我國超導技術的巨大進步。

正在安裝超導磁體

μ子探測器採用自主發展的阻性板探測器，採用阻值可設定的大面積阻性板，表面覆蓋密胺膜，方法簡單，造價低廉，方便大規模生產。這種探測器在大亞灣實驗及未來的國際直線對撞機、宇宙線實驗等方面有廣泛的套用。