测量水切伦科夫探测器光学参数的新方法
仪器与探测器
2019-01-30 v1 应用物理
摘要
本文提出了测量大型高海拔空气簇射观测站（LHAASO）中μ子探测器（MDs）光学性质的新方法，其也可供其他实验使用。每个MD由一个圆柱形水切伦科夫探测器组成，其含纯水的Tyvek内衬，以及顶部安装的光电倍增管（PMT）。水切伦科夫探测器中PMT收集的光子时间分布近似为指数分布，其衰减因子由水中的光子吸收长度、内部Tyvek表面的反射率、被内表面反射的光子的平均反射步长，以及反射性Tyvek面积与总内表面积之比决定。通过考虑光子在水切伦科夫探测器中的传播原理，我们开发了测量水吸收长度、Tyvek反射率与光子平均步长的新方法。光子的步长可通过在罐中产生具有单一波长的多个光子、且内Tyvek与总内面积之比略有不同时，测量经多次反射后击中PMT的反射光子的时间分布来确定。水吸收长度与Tyvek反射率可由PMT通过改变水高度同时测量，而步长与空气中的Tyvek反射率也可同时测量。所提出的新方法由公式推导支持，并经GEANT4模拟与原型实验验证。
引用
@article{arxiv.1801.03797,
title = {Novel methods for measuring the optical parameters of the water Cherenkov detector},
author = {Xiurong Li and Huihai He and Gang Xiao and Xiong Zuo and Shaohui Feng and Lingyu Wang and Cong Li and Mohsin Saeed and Ning Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03797},
year = {2019}
}