飛行時間計數器

飛行時間計數器,測量粒子飛行時間的探測器。簡稱TOF。結合其他運動學參量(常見的是動量)的確定,可得到粒子的靜止質量,達到粒子分辨的目的。在核物理與高能物理研究中有廣泛的套用。它是組成磁譜儀的子探測器之一。

基本介紹

  • 中文名:飛行時間計數器
  • 外文名:TOF
在高能粒子探測過程中,有觸發和排除宇宙線的功能。由於塑膠閃爍體有較快的發光衰減時間、較高的光產額和較長的光衰減長度,再配合快光電倍增管,可得到很好的時間解析度。為了獲得更高動量的粒子解析度,改善飛行計數器的時間解析度至關重要。
近年來,閃爍體、光電倍增管的性能都有所提高。抗磁場的快光電倍增,可在強磁場條件下直接將光電倍增管與閃爍體耦合,省略了光導,減少了光傳輸損失,提高了時間解析度。用閃爍體製成的大面積飛行時間計數器,時間解析度可達100皮秒。
有的實驗室進行了將多間隙阻性板室(見阻性板室)作為大面積飛行時間計數器的嘗試,時間解析度可達60皮秒。它的建造工藝相對簡單,價格低廉,如果能經受住長期運行穩定性的考驗,將是一種有前景的新型飛行時間計數器。圖中給出在對撞機上工作的飛行時間計數器的工作示意圖。
對撞機的兩個束團對撞時給出起始信號,產生的粒子擊中閃爍體給出停止信號,可得出自對撞到擊中探測器粒子的飛行時間。其時間解析度的貢獻來自於飛行時間計數器的本徵時間解析度、電子學的時間解析度、束團長度帶來的時間不確定性和不同輸出幅度過閾時間不同帶來的影響。後者可通過適當方法進行修正。

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