CEPC硅-钨成像型电磁量能器原理样机方案研究

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1、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ博士学位论文馨ＣＥＰＣ硅－钨成像型电磕量能ｌ论文题目原理样机方蚩研究作者姓马思源名物理电子学学科专业到树彬教援封常音副教援导币姓纟二０—八年五月完成时间博士学位论文戀ＧＥＰＣ娃－铭成像型电磁量能器原理样机方案研究作者姓名：马思源学科专业：物理电子学导师姓名：刘树彬教授封常青副教授完成时间二〇一八年五月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏ

2、ｆＣｈｉｎａｙｇｙＡ５ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｄｏｃｔｏｒｓｄｅｒｅｅｇ戀ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｙＰｒｏｔｏｔ－ＷｎｅｏｆａＳｉＩｍａｉｙｐｇｇＥｌｅｃｔｒｏｍａｎｅｔｉｃＣａｌｏｒｉｍｅｔｅｒｆｏｒｇｔｈｅＣＥＰＣ’ＮＡｕｔｈｏｒｓａｍｅ：ＭａＳｉｕａｎｙＳｅｃｉａｌｉｔ：ＰｈｓｉｃｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｐｙｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｈｕｂｉｎＬｉｕ，Ａ／Ｐｒｏｆ．ＣｈａｎｇｑｉｎｇＦｅｎｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉ

3、ｍｅ：Ｍａｙ，２０１８Ｆｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ，２０１７中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果，论文。除己特别加以标注和致谢的地方外中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。：签字日期：作者签名ＭＪＩ中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥５有学位论文的部分使用权，卩：学校有权按有关规定向国家有

4、关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制一致手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。ｓ４开□保密（）＿年作者签名：多爲？、导师签名：：日期：签字日期签字摘要摘要标准模型是科学家在二十世纪中叶提出的用以描述基本粒子和基本相互作一用的理论，目前己经统了弱电相互作用和强相互作用。作为标准模型理论的重要组成，希格

5、斯场和希格斯粒子是物质形成惯性质量的关键２０１２。自从年首次一，研宄希格斯粒子的特性成为物理领域最前沿课题之发现希格斯粒子以来。由于希格斯粒子质量较低（约为１２５ＧｅＶ），因此轻子对撞是产生希格斯粒子的有效途径。在这个背景下，中科院高能物理研宄所于２０１３年提出了环形正负电子对撞机计划（ＣＥＰＣ），该计划旨在利用中国成熟的环形电子加速器技术，在国内建一设台可作为希格斯粒子工厂的环形对撞机。希格斯粒子稳定性极差，会迅速衰变为其他粒子，以。为了在高亮度与高事例堆积情况下精确测量对撞产生的射流重建事例，ＣＥＰＣ采用了粒子流算

6、法（ＰＦＡ）。该算法基本原理是利用精确的位置测量来弥补能量测量的不足，利用ＰＦＡ可以精确重建对撞顶点以及对撞产物。一基于此算法—，ＣＥＰＣ提出了对于电磁量能器的需求台具有高颗粒度与高分辨率的成像型电磁量能器。虽然近年来随着高颗粒度电磁量能器发展，已经有成像型电磁量能器样机被一制造出来，但这些样机的应用背景均为直线型对揸机台可用于环，目前还没有形对撞机的电磁量能器。本论文参考了ＣＡＬＩＣＥ合作组为国际直线对撞机（ＩＬＣ）一研制的电磁量能器样机－，针对ＣＥＰＣ电磁量能器中硅钨这技术路线进行探索，提出了高颗粒度电磁量能

7、器原理样机方案并设计了相应的读出电子学系统。论文中首先介绍了ＣＥＰＣ的项目背景与需求，ＣＥＰＣ要求电磁量能器对于入射电磁型粒子的能量的分辨率达到１６％／＃，且能够区分相邻的入射粒子。论文ＣＥＰＣ－结合探测器指标对概念设计报告中的硅钨电磁量能器方案进行模拟分析，根据模拟结果优化了各项参数，并根据模拟与仿真提出了对于电子学各项指标的具体需求。－为了研究硅钨电磁量能器方案的可行性，论文在模拟分析的基础上提出了３８８４ｍｍ量能器原型机的系统架构，。原型机包含层灵敏层与的钨板总厚度探ｘ２一ｍ＞＜测单元尺寸为５５ｍｍ，耗尽层

8、厚度４６〇ｎ，每层灵敏层由个８８的桂ＰＩＮ探测器阵列组成，原型机探测器总通道数２４３２路。为了读出探测器信号，本论文一还提出并设