北京譜儀

內(nèi)容概要

《北京譜儀(BESⅢ)的設(shè)計(jì)與研制》全面介紹BESⅢ的設(shè)計(jì)思想、技術(shù)路線、研制內(nèi)容、過程與方法以及測試結(jié)果。具體內(nèi)容包括BESⅢ的物理目標(biāo)、總體結(jié)構(gòu)、BESⅢ四個(gè)子探測器系統(tǒng)及其讀出電子學(xué)、超導(dǎo)磁鐵系統(tǒng)、觸發(fā)判選系統(tǒng)、數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、離線軟件及海量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)等，涉及粒子探測、快電子學(xué)、機(jī)械、低溫超導(dǎo)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件等各項(xiàng)技術(shù)。
北京譜儀（BESⅢ）是國家大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對撞機(jī)上的科學(xué)研究裝置，是新一代大型通用粒子探測系統(tǒng)，用來探測正負(fù)電子對撞的產(chǎn)物并重建對撞過程。根據(jù)國內(nèi)外粒子物理研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，特別是在輕強(qiáng)子物理、粲物理、粲偶素物理、物理和量子色動(dòng)力學(xué)的檢驗(yàn)等方面，我國科學(xué)家研究并設(shè)立了BESⅢ的物理研究目標(biāo)，分析研究了具體的技術(shù)路線，獨(dú)立設(shè)計(jì)并建造完成了這臺國內(nèi)最大的單臺科學(xué)儀器。其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國際最好水平，并有許多獨(dú)創(chuàng)的重要設(shè)計(jì)與制造工藝。
《北京譜儀(BESⅢ)的設(shè)計(jì)與研制》由參與設(shè)計(jì)與研制全過程的有關(guān)科學(xué)家撰稿，對從事核與粒子物理實(shí)驗(yàn)、快電子學(xué)、機(jī)械、低溫超導(dǎo)、計(jì)算機(jī)控制與軟件等方面的科研人員和學(xué)生具有重要的參考價(jià)值，對技術(shù)開發(fā)人員和科研管理人員也有一定的參考價(jià)值。

作者簡介

王貽芳，1963年生于南京，1984年畢業(yè)于南京大學(xué)物理系原子核物理專業(yè)，1991年獲意大利佛羅倫薩大學(xué)博士學(xué)位。曾先后在美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)工作。2001年回國，入選中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”。2002年獲國家自然科學(xué)基金委“杰出青年基金”。長期從事粒子物理實(shí)驗(yàn)研究，特別是正負(fù)電子對撞物理研究與中微子物理研究。領(lǐng)導(dǎo)完成了新一代北京譜儀(BESIII)的設(shè)計(jì)與建造，提出了大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的概念并領(lǐng)導(dǎo)了其設(shè)計(jì)、預(yù)研與建造?，F(xiàn)任中國科學(xué)院高能物理研究所常務(wù)副所長、實(shí)驗(yàn)物理中心主任，核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，中國高能物理學(xué)會副理事長，中國核學(xué)會與中國電子學(xué)會核電子學(xué)與核探測技術(shù)分會理事長，中國計(jì)算機(jī)測量與控制學(xué)會副理事長。在正負(fù)電子對撞物理、中微子物理、探測器設(shè)計(jì)與建造、數(shù)據(jù)分析方法等方面發(fā)表文章300余篇，主編專著兩部、大型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告兩部，申請發(fā)明專利兩項(xiàng)。

書籍目錄

第1章  北京譜儀Ⅲ探測器的物理目標(biāo)與總體設(shè)計(jì)
  §1．1  t-粲物理
  §1．2  北京譜儀(BEsⅢ)的物理目標(biāo)
    1．2．1  輕強(qiáng)子譜研究
    1．2．2  粲偶素物理研究
    1．2．3  粲物理研究
    1．2．4  量子色動(dòng)力學(xué)和強(qiáng)子產(chǎn)生性質(zhì)研究
    1．2．5  t輕子物理研究
  §1．3  BEsⅢ探測器的總體設(shè)計(jì)
第2章  譜儀機(jī)械系統(tǒng)
  §2．1  設(shè)計(jì)目標(biāo)、要求與限制條件
  §2．2  譜儀軛鐵
    2．2．1  桶部軛鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2．2．2  端部軛鐵和移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2．2．3  譜儀軛鐵的制造及安裝
  §2．3  各子探測器的支承結(jié)構(gòu)
    2．3．1  超導(dǎo)磁體的支承
    2．3．2  各子探測器的支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安裝
  §2．4  端部量能器及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)
    2．4．1  端部量能器結(jié)構(gòu)
    2．4．2  端部量能器移動(dòng)機(jī)構(gòu)
  §2．5  譜儀總體移動(dòng)機(jī)構(gòu)
    2．5．1  譜儀基座的設(shè)計(jì)
    2．5  2譜儀總體移動(dòng)及對撞點(diǎn)就位
  §2．6  機(jī)械總體的技術(shù)特點(diǎn)
第3章  主漂移室系統(tǒng)
  §3．1  物理設(shè)計(jì)
  §3．2  機(jī)械設(shè)計(jì)
    3．2．1  內(nèi)室結(jié)構(gòu)
    3．2．2  外室結(jié)構(gòu)
    3．2．3  內(nèi)外室連接
  §3．3  漂移室研究
    3．3．1  模型實(shí)驗(yàn)
    3．3．2  定位子、絲、密封膠、夾絲鉗
    3．3．3  機(jī)械模型試制和預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)研究
  §3．4  室體的加工與組裝
第4章  主漂移室電子學(xué)系統(tǒng)
第5章  飛行時(shí)間探測器系統(tǒng)
第6章  飛行時(shí)間探測器電子學(xué)系統(tǒng)
第7章  電磁量能器系統(tǒng)
第8章  電磁量能器電子學(xué)系統(tǒng)
第9章  u子鑒別器系統(tǒng)
第10章  u子鑒別器電子學(xué)系統(tǒng)
第11章  超導(dǎo)磁體系統(tǒng)
第12章  對撞區(qū)與本底
第13章  觸發(fā)判選系統(tǒng)
第14章  數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)
第15章  技術(shù)支持系統(tǒng)及工藝總體布局
第16章  離線計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
第17章  離線數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)
第18章  安裝調(diào)試與運(yùn)行
附錄
索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：“電荷一時(shí)間轉(zhuǎn)換（QTC）”電路采用了基于恒流放電的有源積分電路和過閾甄別相結(jié)合的技術(shù)路線?；诤懔鞣烹姷挠性捶e分器平時(shí)通過箝位二極管給恒流源提供電流，將積分器保持在基線電平；信號積分時(shí)，箝位二極管截止，進(jìn)行輸入信號的電荷積分。該技術(shù)取消了傳統(tǒng)有源積分電路使用的開關(guān)電路，避免了高速開關(guān)電路切換帶來的干擾，提高了精度。采用與箝位二極管同一封裝內(nèi)的二極管進(jìn)行溫度漂移補(bǔ)償，使高速比較器過閾時(shí)間基本不受箝位二極管溫度漂移的影響。6.4.5 高精度時(shí)鐘系統(tǒng)為了達(dá)到25ps的時(shí)間測量精度，高精度時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。TOF時(shí)鐘系統(tǒng)采用了四項(xiàng)重要的技術(shù)措施：（1）使用穩(wěn)相光纜進(jìn)行長距離RF（499.8 MHz）信號傳輸，基本消除時(shí)鐘信號傳輸?shù)臏囟绕?；?）ECLinPS電路組成分頻和扇出電路，保證低偏移、低抖動(dòng)的多通道時(shí)鐘信號輸出；（3）ECLinPS電路組成的同步及同步檢測電路，確保時(shí)鐘信號嚴(yán)格地與加速器環(huán)RF信號及固定束團(tuán)相位同步；（4）統(tǒng)一的主、從模塊設(shè)計(jì)，簡化了設(shè)計(jì)。該時(shí)鐘系統(tǒng)的性能好于工程指揮部要求的20ps的性能指標(biāo)。除了滿足TOF讀出電子學(xué)需要，該時(shí)鐘系統(tǒng)還為整個(gè)BESⅢ探測器系統(tǒng)提供了光信號形式的40MHz時(shí)鐘基準(zhǔn)，是整個(gè)BESⅢ探測器系統(tǒng)的時(shí)鐘源。

編輯推薦

《北京譜儀(BESⅢ)的設(shè)計(jì)與研制》為科學(xué)專著：大科學(xué)工程。

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