發(fā)布時(shí)間：2021-03-20 17:07

　　國(guó)際上提出和開展各種類型的粒子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn),被用于研究各種基本粒子的特性,伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)是其中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。質(zhì)心系能量在百GeV量級(jí)的高能伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生希格斯粒子的能量比正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)所需的能量低,且反應(yīng)截面更大,成為建造希格斯工廠一個(gè)備受關(guān)注的方案。在百M(fèi)eV～幾 GeV量級(jí)的伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)可以研究基本粒子（粲夸克和底夸克等）的新物理,在幾MeV量級(jí)的伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)對(duì)γγ散射和雙實(shí)光BW過程的研究具有重要意義。高能伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求很高（例如高能量的電子束,高聚焦高功率率的激光束）,這些條件目前很難滿足高能實(shí)驗(yàn)需求,但可以應(yīng)用于低能伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)的研究。在此背景下,中國(guó)高能物理研究所利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有成熟的技術(shù)提出建造世界上首臺(tái)伽馬-伽馬對(duì)撞機(jī)（γγ對(duì)撞機(jī)）,初期目標(biāo)是質(zhì)心系能量1～2 MeV的伽馬光子對(duì)撞,通過對(duì)撞實(shí)驗(yàn)深入研究伽馬光子的特性。本課題的研究?jī)?nèi)容是為γγ對(duì)撞機(jī)提供合適的讀出電子學(xué)系統(tǒng),用于對(duì)撞產(chǎn)物的探測(cè)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)γγ對(duì)撞機(jī)探測(cè)器（塑閃+CsI（Na）+SiPM）的輸出信號(hào)特點(diǎn)和緊湊的真空探測(cè)環(huán)境,本論文確定電子學(xué)的讀出需求:對(duì)撞機(jī)的事例率為50～10... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)ＬＨＣ??世界上唯＿?個(gè)環(huán)形電子－質(zhì)子對(duì)撞機(jī)（Ｈａｄｒｏｎ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｒｉｎｇ?Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ，??ＨＥＲＡ１３）是由德國(guó)電子同步加速器研宄中心ＤＥＳＹ建造的，在１９９２年到２００７??

?第一章引言???移，變成高能伽馬光子。另外，由于電子束的能量（ＭｅＶ？ＧｅＶ）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于入射??激光束的能量（？ｅＶ），康普頓背散射產(chǎn)生的伽馬光子束近似沿著電子束的運(yùn)動(dòng)方??向傳輸。兩束高能伽馬束流沿著相對(duì)的方向運(yùn)動(dòng)，在對(duì)撞點(diǎn)（ＩＰ，?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?Ｐｏｉｎｔ）??發(fā)生相互作用，其對(duì)撞產(chǎn)物（Ｙ＋ｙ—ＹＹ，ｅ＋ｅ＿，ｃｃ，．．．Ｈｉｇｇｓ）可用于基礎(chǔ)物理研究。??Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｊ／??圖１．３伽馬－伽馬對(duì)撞機(jī)原理示意圖??伽馬＿伽馬對(duì)撞機(jī)可以用于研究微觀粒子的性質(zhì)，伽馬光子對(duì)撞是量子電動(dòng)??力學(xué)（Ｑｒｏ）過程，可以進(jìn)行對(duì)撞產(chǎn)物電荷量的單值測(cè)量，從而對(duì)粒子碰撞的研??究?jī)?nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，以及對(duì)伽馬光子結(jié)構(gòu)的探索提供可能性［１８］。??為了獲得高能伽馬窄束流，對(duì)撞機(jī)需要實(shí)現(xiàn)高亮度的碰撞實(shí)驗(yàn)，即每束電子??都要與高功率激光脈沖相互作用。這一過程需要該激光束的脈沖寬度僅為幾ｐｓ，??同時(shí)激光器需要產(chǎn)生高平均功率（幾百ｗ￣幾百ｋＷ），重復(fù)頻率（每秒鐘脈沖個(gè)??數(shù)）與加速器中電子束發(fā)射頻率相匹配（幾十Ｈｚ？幾十ｋＨｚ）的光脈沖，從而實(shí)??現(xiàn)密集分布的激光脈沖束。作為世界高能物理領(lǐng)域ＨＥＰ?（Ｈｉｇｈ－Ｅｎｅｒｇｙ?Ｐｈｙｓｉｃｓ）??主導(dǎo)機(jī)構(gòu)國(guó)際未來加速器委員會(huì)ＩＣＦＡ?（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ?ｆｏｒ?Ｆｕｔｕｒｅ??Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ），和作為世界激光研宄領(lǐng)域主導(dǎo)機(jī)構(gòu)超強(qiáng)激光國(guó)際委員會(huì)ＩＣＵＩＬ??（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ?ｏｎ?Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｌａｓｅｒｓ），在?２０１１?年形成?ＩＣＦＡ－??ＩＣＵＩＬ合作［１９］，促進(jìn)了高功率

??小型伽馬－伽馬對(duì)撞機(jī)?ＳＡＰＰＨＩＲＥ?（Ｓｍａｌｌ?Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｆｏｒ?Ｐｈｏｔｏｎ－Ｐｈｏｔｏｎ?Ｈｉｇｇｓ??ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｕｓｉｎｇ?Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ）方案參考了歐洲大型強(qiáng)子－電子對(duì)撞機(jī)??ＬＨｅＣ的設(shè)計(jì)，通過一對(duì)循環(huán)電子直線加速器和超導(dǎo)磁鐵將電子束逐步加速至??８０ＧｅＶ?能量，再與高功率（６．３＞＜ｌ〇２ｌＷ／ｍ２）、高聚焦（ｌ．ｌｘｌ〇４Ｑｐｈ〇ｔｏｎｓ／ｍ２／ｓ）的??激光束相互作用產(chǎn)生兩束６５?ＧｅＶ能量的光子束，如圖１．４所示，兩束伽馬光束??發(fā)生對(duì)撞，其產(chǎn)物可用于希格斯粒子的深入研宂。??５００?ＭｃＶｒ?ｅ－?ｉｎｊｅｃｔｏｒ??ｔｕｎｅ－ｕｐ?ｄｕｍｐ??１１－ＧｅＶ?ｌｉｎａｃ?｜?ｅ＇??Ｔ?Ｉ、—??｜ｌ０，３０，５０，７０?ＧｅＶ?２．０?ｋｍ?｜｜??ｔｏｔａｌ?ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ?￣?９?ｋｍ?災(zāi)?、＇?１??＾ｄｕｍｐｙ／?ｆｏｃｕｓ??１１－ＧｅＶ?ｌｉｎａｃ??ｔｕｎｅ－ｕｐ?ｄｕｍｐ??圖１．４小型Ｙ－Ｙ對(duì)撞機(jī)ＳＡＰＰＨＩＲＥ［２３］??５??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3091352