臺灣博碩士論文加值系統

在日本大版附近的SPring-8設施其中的LEPS實驗計劃，其目的是為了研究在GeV能量下的核子的物理性質，以及QCD理論下的非微擾特性。LEPS使用向後康普頓散射的方法得到具有GeV級能量的光子，當GeV級的高能量光子打到質子靶時，因為BCS光子能量大於1.57GeV，所以能從核子產生介子φ，在本實驗中，藉由找出k+ 和k- 重建φ。
本論文重點是建立一套校正方法以得到精確的飛行時間，提高粒子的鑑別率，使得我們可以有比較高的鑑別率來選擇k+ 和k-，用來重建發生的φ 事件。藉由建立的一套方法逐步來校正飛行時間，得到良好的飛行時間解析度，約為150 ps，再加上動量的訊息，可算出質量的解析度，而π和K的鑑別在 3σ的信心水準下，可以達到2 GeV/c的高動量。

The main goal of LEPS at SPring-8 in Japan is to study the nuclear physics and the non-perturbative nature of QCD in the GeV energy region. The Backward Compton photon-electron Scattering can provide the photon beam with GeV energy as projectile and if the photon energy greater than 1.57 GeV, then the φ meson will be produced as it collide with Hydrogen target. In this experiment , one of the main project is to reconstruct φ from k+ and k- .
The goal of this thesis is to construct a calibration procedure and enable us to enhance the particle identification ability. The higher mass resolution is the better for reconstruction of φ meson. With this calibration procedure, we get a good time of flight resolution around 150 ps, and the K/π separation at 3σ confidence level is up to momentum range about 2 GeV/c.

誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章、緒論 1
1.1物理動機 1
1.2產生GeV級能量的光子 2
1.3事件的產生 3
1.4粒子的鑑別 3
1.5質量的計算 4
1.6飛行時間的解析度 5
第二章、實驗室的設置簡介 6
2.1 SPring-8/LEPS 6
2.2 SPring-8的加速器裝置 6
2.3 探測器 7
2.3.1 閃爍計數器(Scintillation counter) 9
2.3.2光電倍增管(PMT) 9
2.3.3 鑑別器(Discriminator ) 11
2.3.4 時間數位轉換器(time to digital converter,TDC) 12
2.3.5 模擬數位轉換器(analog to digital converter,ADC) 13
2.3.6 閃爍計數器(scintillator)的應用 14
2.4 事件記錄與分析工具 15
第三章、實驗流程與校正方法 17
3.1實驗流程及離線分析 17
3.2 校正方法的說明 19
第四章、數據分析 29
4.1時間起點的修正 29
4.1.1 修正因啟動計數器顯現在射頻信號上的時間微扭效應 29
4.1.2 在定標器壞掉的情形下，找出啟動計數器的時間微扭效應校
正參數 37
4.2 時間終點的校正 39
4.2.1 修正飛行時間探測器(TOF wall)的時間微扭效應 39
4.2.2 飛行時間探測器的時間微扭效應的校正 44
第五章、結果與討論 52
5.1 飛行時間的起點的修正 52
5.2 時間終點的修正 53
5.3 校正實驗編號21700之前的飛行時間 53
5.4 校正實驗編號21700之後實驗的飛行時間 75
總結 92
參考文獻 93

[1] SPring-8 is the acronym for Super Particle ring-8 GeV, a powerful third generation synchrotron radiation facility in Harima Science Garden City in Hyogo, Japan, starting its operation in Oct. 1997.
[2] H.Kamitsubo, FIRST COMMISSIONING OF SPring-8
[3] T.Nakano et al., Nuclear Physics A684 (2001) 71c-79c
[4] R.H. Milburn, Phys. Rev. Lett. 10 (1963) 75.
[5] T.NAKANO, LASER-ELECTRON PHOTON PROJECT AT SPRING-8
[6] S.C.Wang et at., Plastic Scintillation Counters of a TOF System for Particle Momentum up to 2 GeV/c
[7] Richard C. Fernow, Introduction to experimental particle physics
[8] Henry Semat, John R. Albright, Introduction to Atomic and Nuclear Physics
[9] W.R.Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments
[10] N.Hosoda et al., TIMING SYSTEM OF SPRING-8 BOOSTER SYNCHROTRON