西藏ASγ实验扩展项目原型阵列的性能研究

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在1912年Victor Hess发现了宇宙线。至今,人们对宇宙线的研究已有一百多年的历史,但宇宙线的起源、加速和传播问题依然没有解决。因为电中性粒子在星际穿越过程中不会受到星际磁场的偏转,从而不会丢失原初方向信息,所以宇宙γ射线的观测对探索宇宙线起源具有重要意义。一些理论认为,对100TeV能区γ射线的起源的研究,将有助于人们破解宇宙线起源之谜。  中日ASγ实验地处海拔4300m的西藏羊八井镇,现有789个闪烁体探测器(Tibet-Ⅲ),5组水契伦科夫地下缪子单元探测器(MD-Ⅰ)和空气簇射轴“芯”探测器阵列(YAC)。为了进一步提高对100TeVγ射线的探测灵敏度,ASγ实验组计划在现有表面阵列的外围增设160台闪烁体探测器。扩建以后,表面阵列对100TeV能区γ的有效探测面积将增大为原有探测面积的2倍。那时探测的灵敏度也将在TibetⅢ+MD-Ⅰ的基础上提高2倍。目前已在羊八井安装运行了25台闪烁体探测器组成的原型阵列。  本论文重点介绍作者在硕士研究生期间参与的ASγ实验扩展阵列项目原型阵列的测试和数据重建工作。首先,为了检验探测器的性能,在北京对相关参数进行了测试,包括PMT的单粒子谱、高压响应、非线性,各个单元探测器的能量分辨率、峰谷比、Peak值,及其动态范围和稳定性。第二,为检验探测器室外运行的稳定性,我们搭建了一个4×4的小型阵列,在检验探测器耐侯性的同时进行了EAS数据的重建,并用此数据开展EAS的重建方法研究,为之后原型阵列的数据分析做了准备。2015年9月,原型阵列在羊八井完成安装、标定和测试,并开始运行取数。经过一段时间的运行,我们分析了阵列的稳定性,并用已测得的数据进行了数据重建工作。
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