【摘 要】
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BESⅢ的物理目标要求作为中心径迹探测器的漂移室具有很高的效率,很好的空间分辨(130μm)和动量分辨(0.5%@1GeV/c),较好的dE/dx分辨(6-7%),以鉴别带电粒子,同时能在BEPCⅡ预期本底
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BESⅢ的物理目标要求作为中心径迹探测器的漂移室具有很高的效率,很好的空间分辨(130μm)和动量分辨(0.5%@1GeV/c),较好的dE/dx分辨(6-7%),以鉴别带电粒子,同时能在BEPCⅡ预期本底计数下稳定运行。为满足以上要求,BESⅢ漂移室被设计为一个使用氦基混合气体的小单元低质量漂移室,并工作于1T的磁场中。
为了选择和优化BESⅢ漂移室的工作气体及单元结构,利用宇宙线对使用氦基混合气体的小单元漂移室模型进行了系统的实验研究。实验结果表明:使用He/C3H8(60/40)并采用半宽为7-8mm正方形小单元可以获得好于130μm的空间分辨,在30-40次取样下能得到6-7%的dE/dx分辨。基于以上研究结果,BESⅢ漂移室选用He/C3H8(60/40)作为工作气体并采用正方形小单元设计,以满足其性能要求。BESⅢ漂移室单元基准半宽选择约为8mm。这样能有效减少总丝数,以减小电子学读出道数,同时由于减小了漂移室内的物质总量,也提高了动量分辨。
为了检验BESⅢ漂移室的物理设计,在1T磁场下对BESⅢ漂移室模型进行了束流测试。测试表明:BESⅢ漂移室在强磁场下能正常工作,并具有很好的性能;BESⅢ漂移室的最优工作电压为2200V。在此电压下,空间分辨可达110μm,单元效率高于98%,dE/dx分辨好于5%,3σK/π分辨超过700MeV/c。漂移室动量分辨预期为0.46%@1GeV/c。以上结果验证了BESⅢ漂移室物理设计的可靠性,表明了漂移室的设计可以达到其预期性能。这为BESⅢ漂移室的成功研制奠定了基础。
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