Точность временных измерений в экспериментах с вакуумными фотодетекторами в нейтринной астрофизике высоких энергий и физике космических лучей

• Автор: Васильев, Роман Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 с. : ил.

Содержание:

Глава 1. Временные измерения с вакуумными фотодетекторами

1.1. Временные параметры вакуумных фотодетекторов

1.2. Методы измерения временных параметров вакуумных фотодетекторов

1.3. Наносекундные источники света

1.4. Основные факторы, влияющие на временное разрешение вакуумных фотодетекторов

1.4.1. Предыимпульсы в вакуумных фотодетекторах

1.4.2. Задержанные импульсы в вакуумных фотодетекторах

1.4.3. Кинетика анодного свечения в вакуумных фотодетекторах

1.4.4. Послеимпульсы в вакуумных фотодетекторах

Глава 2. Глубоководные нейтринные телескопы

2.1. Нейтринный телескоп НТ
2.2. Калибровочная система НТ
2.3. Влияние амплитуды зарегистрированных сигналов на точность временных измерений в нейтринном телескопе НТ
2.4. Влияние гидростатического давления на точность временных Измерений в нейтринном телескопе НТ
2.5. Оптические параметры оптоволоконных кабелей калибровочной системы НТ

2.6. Многофункциональная глубоководная экспериментальная гирлянда
2.7. Эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал
Глава 3. Широкоугольные черенковские детекторы широких атмосферных ливней.
3.1. Гибридный вакуумный фотодетектор KBA3AP-370G
3.1.1. Фотоэлектронный умножитель для использования в составе фотодетектора KBA3AP-370G
3.2. Налёдный черенковский детектор широких атмосферных ливней
3.3. Черенковский детектор широких атмосферных ливней ТУНКА-
Глава 4. Атмосферные черенковские телескопы изображения
4.1. Атмосферный черенковский детектор гамма-квантов высоких энергий MAGIC
4.2. Временные и амплитудные характеристики фотодетекторов камеры изображения телескопа MAGIC
Заключение Благодарности Список литературы

В настоящее время вакуумные фотодетекторы, классические фотоэлектронные умножители и гибридные фотодетекторы, активно используются практически во всех экспериментах в нейтринной астрофизике высоких энергий и физике космических лучей и играют в них ключевую роль. В большинстве случаев огромное значение для экспериментов имеет временная информация, получаемая с индивидуальных фотодетекторов. Эта информация определяет угловое разрешение детекторов, позволяет эффективно подавлять фоновые события и т.д. Особую важность временная информация с фотодетекторов приобретает в черенковских детекторах, где приходится иметь дело со слабыми световыми потоками и большим уровнем фоновых событий. Это можно проиллюстрировать на примере крупномасштабных глубоководных нейтринных телескопов, получивших большое развитие за последние тридцать лет, и черенковских детекторов широких атмосферных ливней, как широкоугольных, так и узкоугольных. Изучение природных потоков нейтрино и гамма-квантов высоких энергий и первичного космического излучения в области “колена” являются одними из
основным и задержанным импульсами будет зависеть от напряжения питания катодной камеры фотоумножителя (ДЦ||К.|д). Если же задержанный импульс обусловлен свечением анодной области, то это будут импульсы возникающие после основного импульса, и отстоящие от него на удвоенное время пролёта фотоэлектронов в ФЭУ. Время между основным импульсом, и импульсом от свечения анодной области ФЭУ не будет зависеть от напряжения питания катодной камеры.
На рис.21 представлены распределения времен пролета фотоэлектронов ФЭУ ЕМ19350 для различных значений уровней дискриминации сигналов: от 0,05 фотоэлектронов до 0,7 фотоэлектронов. С увеличением порога пик предымпульсов исчезает в то время как пик-задержанных событий остается неизменным, т.е. амплитуда импульсов из этого пика в основном однофотоэлектронная.
На Рис. 22-30 изображены распределения времён пролёта фотоэлектронов для всех исследованных ФЭУ. На этих рисунках заштрихованными полосами изображены метки удвоенного времени пролета фотоэлектронов в ФЭУ. Как видно из этих рисунков, пики задержанных импульсов в измеренных распределениях для всех ФЭУ существенно опережают удвоенные времена пролета фотоэлектронов, тем самым, устраняя анодное свечение, как причину возникновения пика задержанных импульсов. Более того, мертвое время дискриминатора импульсов ФЭУ в измерительном стенде составляло 150 не, что значительно превышает временной интервал между основным и задержанным пиками.