宇宙線τ中微子望遠鏡設計及光電倍增管的標定.pdf

1、本文是基于在中科院高能物理所宇宙線τ中微子探測器(CRTNT)實驗組的設計及標定工作展開的。 全文共分三部分內容，第一部分首先簡單介紹了宇宙線及中微子天文的背景知識，然后重點介紹了CRTNT實驗的物理意義及其預期目標。第二部分詳細討論了CRTNT的結構設計和光學設計及其檢驗。第三部分就CRTNT所采用的Photonis公司制造的XP3062/FL型的光電倍增管的各種性能參數(shù)做了詳細的研究。 近年來，極高能宇宙線取得了許多

2、重要成果。但還存在有許多令物理學界困惑不解的問題，如E-3冪律譜上0.1EeV附近“第二膝區(qū)”的拐折點背后的物理意義一直沒有很好的解釋。世界上有許多大的實驗工作在這一能區(qū)，但各個實驗的結果并不相一致，有的甚至得出相反的結論。這里面有一個很重要的影響因素就是各實驗的能量標定精度無法比較。為了解決這一問題，中國科學院高能物理研究所曹臻研究員提出了宇宙線τ中微子望遠鏡實驗(CRTNT)，測量sub-EeV能區(qū)的宇宙線和極高能區(qū)τ中微子。

3、 為了提高CRTNT的觀測性能，應充分優(yōu)化前期的設計，提高光學器件的檢驗精度，而且要對重要的元器件——光電倍增管(PMT)的各參數(shù)有詳細的了解和標定。本文把模擬手段應用于結構與光學的優(yōu)化設計，首先建立一套模擬程序，經(jīng)過反復調整望遠鏡各部分參數(shù)，使探測器有效面積、光斑一致性等各種性能得到很大提高。此外本文發(fā)展了多種光學檢驗方法，解決了在大尺寸、非接觸條件下光學鏡面的曲率半徑、粗糙度等檢驗難題。最后，本文充分考慮真實實驗條件，對光電倍增管