羊八井复合探测器阵列性能研究 报告人：王振 单位：高能物理研究所 中国科学院高能物理研究所

Presentation on theme: "羊八井复合探测器阵列性能研究 报告人：王振 单位：高能物理研究所 中国科学院高能物理研究所"— Presentation transcript:

1 羊八井复合探测器阵列性能研究 报告人：王振 单位：高能物理研究所 中国科学院高能物理研究所
INSTITUTE OF HIGH ENERGY PHYSICS 羊八井复合探测器阵列性能研究 报告人：王振 单位：高能物理研究所 本工作主要贡献的成员和合作单位： 郭义庆1 张毅1 刘成1 陈天禄2 薛良3 冯有亮1 常潇川 1郭莹莹1 蔡辉1 汪群4 苟全朴1 胡红波1 1.高能物理研究所 2.西藏大学 3.山东大学 4.南开大学 2017年9月21日LHAASO威海合作组会议

2 Outline 羊八井复合探测器阵列介绍 实验数据与模拟数据对比 表面探测器阵列标定 总结

3 羊八井阵列排布 羊八井复合探测器阵列介绍 羊八井闪烁体-缪子探测器复合阵列包括以下三种类型探测器： （浅绿色三角形：asγ实验探测器阵列）
红色正方形：76台0.5m2探测器 粉色正方形：39台1m2探测器（KM2A的ED原型样机探测器） 蓝色正方形：MDA探测器 （浅绿色三角形：asγ实验探测器阵列）

4 EAS模拟数据： 2.实验数据与模拟数据对比 模拟事例真实天顶角分布 Corsika_v74005
强相互作用模型 : QGSJET2,GHEISHA 能量范围:1TeV-10PeV 天顶角范围: 0-60deg 位置坐标：YBJ(4300m) 成份 ：P He Fe CNO MgAlSi 总事例数：1.5e8个事例 成份模型：Hillas Model 模拟事例真实方位角分布

5 探测器响应模拟： 2.实验数据与模拟数据对比 G4asg：闪烁体探测器与缪子探测器同时模拟 事例芯位投点范围：400m*400m
闪烁体探测器： 范围：0-500MIPs ; MIPs 阈值：1.6MIPs/m2 时间窗：900ns 缪子探测器： 范围：0-12MIPs 阈值：0.25MIPs 时间窗：1500ns

6 芯位对比： 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45 core_dr:事例芯位距离阵列中心的距离
fptcl:单道探测器阳极信号 core_dr:事例芯位距离阵列中心的距离 单道探测器模拟单粒子分布与实验数据一致；探测器阵列芯位分布模拟与实验数据一致。

7 芯位分辨： 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45 evenodd_core:奇偶校验芯位距离
Delta_core:真实芯位与重建芯位的距离 50% 阵列奇偶校验模拟与实验数据分布基本一致，根据模拟可以给出复合阵列芯位分辨为11m（ ）（探测器间距15m）。

8 方向重建： 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45 theta:事例天顶角 ver:单道时间残差
单道探测器残差模拟与实验一致；天顶角分布模拟与实验数据基本一致。

9 方向重建： 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45 evenodd_angle:奇偶校验角差
Delta_angle:真实方向与重建方向的角差 50% 阵列奇偶校验模拟与实验数据分布基本一致；由模拟给出复合阵列角分辨为1.5deg（ ）。

10 能量对比： 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45
nch:参与重建的着火探测器数 sumpd:事例总粒子数 重建事例中参与重建的触发探测器个数分布模拟与实验符合；每个事例探测到的总的粒子数分布模拟与实验一致。

11 theta<45，core_dr<50，sumpd>20
2.实验数据与模拟数据对比 能量对比： 触发率 No cut theta<45，core_dr<50，sumpd>20 47.5Hz 14.2Hz 48.2Hz 14.1Hz 47.8Hz MC 46.8Hz 13.6Hz Peak energy :~30TeV 综上，模拟与实验数据中的各个参量对比一致，根据模拟给出复合阵列强子成份探测阈能在30TeV；模拟重建事例率比实验低2%，考虑可能的原因是模拟没有计算低能（<1TeV）事例，同时，成份模型选择也会对触发率造成影响。

12 缪子探测器比对： muon: MDA缪子数 2.实验数据与模拟数据对比 core_dr<50 ，theta<45
模拟和实验数据的缪子谱形与探测效率一致。故可以根据模拟数据计算复合阵列不同能量范围强子的排斥比。

13 能量标定 3.表面探测器阵列标定 aq:单道探测器阳极探测到的能量 探测器单粒子峰标定：
相对论粒子穿越一定厚度的闪烁体沉积能量是不变的。选择单粒子峰作为一个粒子的定义，用来度量探测器探测到的能量。 探测器阳极（aq）与打拿极（dq）信号线性关系 打拿极与阳极线性比标定： 通过将PMT阳极，打拿极信号同时读出，实现了0-500MIPs的大量程，（阳极0-20MIPs,打拿极10-500MIPs）。

14 时间标定（time-offset） 前锋面拟合方向
3.表面探测器阵列标定 时间标定（time-offset） Front plane core 前锋面拟合方向 利用上述公式可通过对实验数据多次迭代计算,经特正面修正，得到探测器time-offset（具体见何会海老师文章） Δt : time-offset tij : 探测器响应时间 t0j :前锋面过core时间 He, H. H., et al. "Detector time offset and off-line calibration in EAS experiments." Astroparticle Physics 27.6 (2007):

15 3.表面探测器阵列标定 模拟验证标定程序 迭代结果offset（output） 模拟程序中探测器放入的offset（input） 迭代结果offset与真实offset差值分布 迭代拟合中存在的特征面 左图为模拟程序中放入的各道探测器的time-offset，右图为用特征面法拟合得到的offset与真实offset差值分布。 从右图中可以看到，利用特征面法拟合得到time-offset精度在0.25ns。

16 实验数据标定探测器 3.表面探测器阵列标定 共213天数据，分成三个phase 数据（运行时间命名） 标定文件
conf conf conf 日影+月影显著性 （inout==1 sigma<1 nch>8 平滑半径0.8deg） 标定之前 标定之后

17 谢谢 模拟与实验数据各项参数分布对比一致，可以根据模拟很好地理解实验数据。 对阵列探测器单粒子以及time-offset进行了标定。
4.总结 模拟与实验数据各项参数分布对比一致，可以根据模拟很好地理解实验数据。 对阵列探测器单粒子以及time-offset进行了标定。 谢谢

18

19

20 backslide

21 backslide 方位角振幅 ~1%