第十章高能粒子谱仪§10.1带电粒子在磁场中的运动带电粒子动量测量对相对论粒子有：测得粒子的动量分布N(p)dp，可转换为能量分布N(E)dE，非相对论情况，上式简化为：§10.2高能物理实验对探测器的要求而取样型常用的闪烁晶体的性能——续表多间隙阻性板室（MRPC），可达到60ps的时间分辨。小体积时有用液氙（Xe）；由位置灵敏探测器和电磁簇射量能器组成。离线数据分析将在线机上记录下来的数据在离线机上进行分析和处理，把数据还原为粒子种类、能量、动量等物理量。典型的磁谱仪子探测器的功能辐射体：多层有机薄膜或多层轻金属箔。全吸收型将全部能量沉积于探测器中，通常使用足够大小的多块无机晶体组成。高Z（尺寸小）、高光产额（能量分辨好）、抗辐照及低廉价格是高能物理长期追求的目标。随着粒子物理的发展，需要测量粒子的参数越来越多。近年来也有用在室温下工作的超纯碳氢化合物液体。选取量能器半径>2Rm，可以保证能量泄漏<5%。对撞机实验：两团高能粒子束互相对头碰撞，实验区就设在碰撞点周围。一般对撞机上都有多个碰撞点，可同时进行多个物理实验。对撞机实验，质心系和实验室系一致，次级粒子分布在整个4立体角内。1、大接受度随着对撞粒子质心系能量的增加，次级粒子数目迅速增加。探测器安排在对撞点周围，要探测所有次级带电粒子，必须增大探测器的接收立体角。探测器探测到所有次级带电粒子的几率：有些反应过程的截面在小角度时上升，如Bhabha散射中两个次级电子和双光子过程中两个标记电子的产生截面在小角度内迅速增加。E＋e－束团从两个相反的方向进入对撞区，束流管道影响探测器不可能覆盖4立体角。所以除了中心区的中心探测器和桶部的探测器以外，还要在两个束流入射方向上有端盖探测器（ENDCAP），在靠近束流管道的很小角度内增加小角度探测器。2、高精度测量多参数测量对末态粒子的分辨方法可转换为能量分布N(E)dE，飞行时间测量的速度与动量分布此外，还有用高压气体和半导体探测器为灵敏层的。飞行相同距离的时间差为：加速器技术：能量越来越高，固定靶实验，对撞机实验。高于1GeV的电子和光子在物质中的电磁相互作用主要是：轫致辐射和电子对产生，导致“级联簇射”过程，直到它们的能量减少到接近临界能量Ec时为止。飞行相同距离的时间差为：可以测量高能带电粒子径迹，要求探测器把高能带电粒子在探测器中通过的路径细致地记录下来。随着粒子能量的增加，产生次级粒子的数量，能量也增加，数据信息是大大增加了。20世纪90年代电子学道数105，本世纪初达到107—108。1带电粒子在磁场中的运动近年来也有用在室温下工作的超纯碳氢化合物液体。飞行时间测量的速度与动量分布测得粒子的动量分布N(p)dp，此外，还有用高压气体和半导体探测器为灵敏层的。典型的磁谱仪子探测器的功能四、磁谱仪的主要子探测器常用探测器1)气体探测器(i)Multi-WireProportionalChamber(MWPC)(ii)DriftChamber(DC)(iii)TimeProjectionChamber(TPC)2)硅探测器(i)Micro-stripsilicondetector(ii)Silicondriftdetector3)圆柱形漂移室和时间投影室位置分辨率70——100mdE/dx分辨率5——7%2.飞行时间计数器TOF主要功能：1）测量带电粒子从对撞点到TOF探测器的飞行时间，结合径迹探测器测得的粒子动量和径迹，从而辨别粒子的种类。2）触发。3）排除宇宙线本底。通常由快发光塑料闪烁体和快光电倍增管组成。对大面积的可做到100ps的时间分辨。多间隙阻性板室（MRPC），可达到60ps的时间分辨。TOF的时间分辨率、K、p分辨（1）、K、p分辨（2）、K、p分辨（3）影响TOF时间分辨的诸因素（1）影响TOF时间分辨的诸因素（2）影响TOF时间分辨的诸因素（3）影响TOF时间分辨的诸因素（4）3.切伦科夫计数器探测高速（超过光在同样介质的传播速度）带电粒子产生的切伦科夫辐射方向，从而确定粒子的速度：已知粒子的速度和动量信息就可以提供高动量范围的e、、K、p的分辨。常用的有：环形成像切伦科夫计数器（RICH）内反射切伦科夫计数器（DIRC）气凝硅胶(Aerogel)为辐射体的切伦科夫计数器4.穿越辐射探测器测量高速带电粒子穿过不同介子表面产生的穿越辐射强度，确定粒子运动的洛仑子因子。穿越辐射探测器构成：辐射体+探测器，交叠式。辐射体：多层有机薄膜或多层轻金属箔。探测器：充氙多丝正比室、稻草管。作用：分辨e和强子。5.电磁量能器又称电磁簇射计数器，是利用和e等在