Развитие методов идентификации электронов для детектора переходного излучения эксперимента СВМ

• Автор: Акишина, Татьяна Павловна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Эксперимент СВМ на I

1.1 Исследование фазовой диаграммы ядерной материи в

столкновениях релятивистских тяжелых ядер .

1.2 Физическая программа эксперимента СВМ.

1.3 Концепция экспериментальной установки СВМ.

1.4 Основные наблюдаемые частицы и выполнимость физической программы . . .

1.5 Постановка задачи, решаемой в диссертационной работе

1.6 Выводы к Главе 1

2 Исследование потерь энергии электронов в радиаторе

2.1 Конструкция детектора .
2.2 МК моделирование потерь энергии электронов в . . .
2.3 Потери энергии электронов в прототипе .
2.4 Обсуждение результатов
2.5 Выводы к Главе 2
3 Идентификация частиц с помощью традиционных статистических методов
3.1 Метод усреднения
3.2 Метод отношения функций правдоподобия.
3.3 Обсуждение результатов
3.4 Выводы к Главе 3 .
4 Алгоритмы идентификации частиц на основе критерия согласия
4.1 Критерии селекции событий на основе критерия согласия
4.2 Пример выделения iмезонов с помощью критерия согласия с.
4.3 Выделение электронов и режекция пионов с помощью
критерия согласия
4.4 Выделение электронов и режекция пионов с помощью
комбинированного метода.
4.5 Выделение электронов и режекция пионов с помощью
модифицированного критерия согласия
4.6 Обсуждение результатов
4.7 Выводы к Главе 4
5 Идентификация частиц с помощью искусственной нейронной сети
5.1 Основные принципы распознавания образов с помощью
прямоточной нейронной сети
5.2 Пример выделения фмзнв с помощью многослойного перцептрона
5.3 Выбор структуры сети.
5.4 Вычисление параметров преобразования
5.5 Вычисление порога
5.6 Обсуждение результатов.
5.7 Выводы к Главе 5
Заключение
Список литературы


Интенсивность излучения - число фотонов РПИ, возникающих на границе раздела сред, очень мала: ~ 2/3 • а • г1 т г2 • 5 • “3. РПИ является симметричным, т. Ь”), идентично излучению, образующемуся при переходе частицы из среды “Ь” в среду “а”. Приведенные выше свойства рентгеновского переходного излучения позволяют использовать его для идентификации частиц высоких энергий в области у > 3, когда применение других методов невозможно или сильно затруднено [, ]. На рис. ДПИ) длиной Ь < 2 м. ГэВ, где другие методы не работают (смотри рис. О I й? Рис. Однако следует отметить и слабые стороны РПИ, а именно: очень большие флуктуации и малую интенсивность излучения. В связи с этими особенностями возникла необходимость использования слоистых или пористых радиаторов [, ]. Слоистый радиатор состоит из нескольких сотен тонких (5 Ч-0 мк) слоев вещества (Ы, Ве, лавсан и др. ОД Ч- 2 мм. При этом существует минимальное расстояние внутри плотного вещества и в промежутке, необходимое для возникновения переходного излучения - зона формирования. Дело в том, что характерной особенностью переходного излучения из стопки пластин является интерференция излучения на двух границах одной пластины, а также от различных пластин, зависящая от материала пластин, частоты излучения и, величины лоренц-фактора частицы 7, и угла излучения 0. Толщина слоев “а” и “Ь” должна быть, по-возможности, больше величины зоны формирования, чтобы интенсивность РПИ не падала резко за счет деструктивной интерференции излучения. Формирование РПИ в стопке пластин было детально исследовано Г. В качестве пористых радиаторов применяют гранулированный УН, легкий пенопласт, полипропиленовое или углеродное волокно. Теория РПИ в пористых радиаторах впервые была рассмотрена в работах [, ]. Оптимально подобранный нерегулярный радиатор генерирует всего на Ч- % меньше фотонов РПИ, чем регулярный слоистый из того же материала. Детектор переходного излучения состоит из радиатора и собственно детектора (в частности, пропорциональной или дрейфовой камеры (рис. Рис. Секция детектора: МДК - многопроволочная дрейфовая камера; АП - анодные проволочки; ПГ1 - проволочки, формирующие поле; ? Радиатор должен удовлетворять противоречивым требованиям: эффективно генерить и слабо поглощать РПИ. Материал радиатора, толщину фольги или волокна, ширину зазоров, число слоев в стопке, состав и толщину вещества регистрирующего устройства, число секций ДПИ при заданной его длине Ь предварительно моделируют на ЭВМ с целью обеспечить максимальное число фотонов в наиболее удобном для регистрации энергетическом диапозоне (3^- кэВ). Толщина радиатора в каждой секции, как правило, составляет 0,1 -^0,2 г/см2, число регистрируемых фотонов -г- (т. ОД на 1 см длины радиатора), число секций ~ , Ь 1 -у 3 м. Для регистрации фотонов РПИ пригоден любой газоразрядный детектор частиц с тонким входным окном, содержащий тяжелый инертный газ (Хе, Кг, Аг), или твердотельный детектор. Чаще всего применяют пропорциональную или дрейфовую камеры (реже стример-ную камеру), а также сцинтилляционные счетчики и полупроводниковые детекторы. При этом возникает необходимость выделять сигнал РПИ на фоне ионизации, производимой заряженной частицей в том же детекторе. Из-за больших флуктуаций, характерных для обоих процессов, прямое вычитание вклада ионизации из суммарного сигнала невозможно. Отклонение заряженной частицы в магнитном поле позволяет пространственно разделить ее трек от фотонов РПИ. Применение этого метода ограничено необходимостью увеличения длины установки и снижением ее светосилы. Измерение полного энерговыделения в ДПИ (С^-метод), не разделяя переходное излучение и ионизационные потери. Используя различия в амплитудном разделении сигналов от фотоэлектронов РПИ и электронов, связанных с электронами ионизации, удается с большой достоверностью разделять частицы, т. Подчет сгустков ионизации (кластеров) с большим энерговыделением, больше Зн-5 кэВ (К-метод). В ДПИ такие кластеры, как правило, образуются фотонами РПИ, значительно реже - на треке ионизирующей частицы.