LHAASO-WCDA時(shí)間標(biāo)定的研究.pdf

1、21世紀(jì)現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)晴朗天空中出現(xiàn)的“兩朵烏云”是暗物質(zhì)和暗能量。宇宙線作為太陽系以外唯一的物質(zhì)樣本是人類探索宇宙及其演化的重要途徑。自1912年宇宙線被Hess乘坐熱氣球升空發(fā)現(xiàn)以來的一百年間，與之相關(guān)的探索與研究已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)枚諾貝爾獎(jiǎng)牌，但人類始終沒有發(fā)現(xiàn)宇宙線的起源。從而使與宇宙線起源相關(guān)的問題均被列入前5個(gè)難題之列。大型高海拔空氣簇射觀測站（LHAASO）計(jì)劃是我國科學(xué)家提出的一個(gè)面向十二五期間宇宙線和高能伽瑪天文實(shí)驗(yàn)研究

2、的重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃項(xiàng)目，正是瞄準(zhǔn)這一重大課題而提出的。LHAASO計(jì)劃主要包括4個(gè)類別的實(shí)驗(yàn)裝置:1Km2探測器陣列(KM2A)、水切倫科夫探測器陣列(WCDA)、廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列(WFCTA)和簇芯探測器陣列(SCDA)。它總共占地約1.2平方公里，站址海拔高度在4300米左右。
　　作為其中一個(gè)重要組成部分，LHAASO-WCDA實(shí)驗(yàn)的主要的物理目標(biāo)為甚高能γ天文的全天區(qū)探測，包括甚高能伽馬源的探測與監(jiān)測、能譜測量以

3、及擴(kuò)展形態(tài)的研究。實(shí)驗(yàn)裝置的主體是一個(gè)共9萬平方米的水池，用隔光簾分割成3600個(gè)探測單元，每個(gè)單元安裝一個(gè)大尺寸的光電倍增管。水切倫科夫探測相對其它傳統(tǒng)的空氣簇射地面粒子探測器陣列效率較高，而且具有更高的伽馬/質(zhì)子分辨能力。
　　探測器陣列的時(shí)間測量精度，影響到探測器的指向精度以及事例重建的方向精度，直接關(guān)聯(lián)于探測器的探測靈敏度。我們發(fā)展了一套時(shí)間標(biāo)定系統(tǒng)，使用一套LED光源加光纖的時(shí)間標(biāo)定系統(tǒng)，光通過光纖傳輸?shù)剿蠵MT上，測

4、量PMT之間的時(shí)間差，實(shí)現(xiàn)時(shí)間標(biāo)定。通過給LED輸入一個(gè)5Hz周期脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)陣列的實(shí)時(shí)標(biāo)定，為以后LHAASO-WCDA整個(gè)陣列交叉標(biāo)定方法打下基礎(chǔ)。
　　本文對工程樣機(jī)時(shí)間標(biāo)定系統(tǒng)中各個(gè)部分進(jìn)行分析和介紹，包括LED光源、LED驅(qū)動(dòng)電路、光纖，并對工程陣列中使用的光電倍增管進(jìn)行分析，測得光電倍增管的溫度系數(shù)。還有對工程陣列中使用的水凈化和循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了改造和優(yōu)化，水吸收長度達(dá)到了20m，符合實(shí)驗(yàn)要求。
　　本文的另