用于地球物理缪ography 应用的缪子描迹仪空间分辨率研究

缪子放射成像（亦称 muography）是一种用于研究诸如火山等大型物体内部结构的非破坏性地球物理技术。这是通过基于高能大气缪子的方向通量微分吸收来构建图像实现的，这些高能大气缪子产生于宇宙射线与大气的相互作用中。因此该技术不需要其他辐射源。许多缪子望远镜由交叉闪烁体条构建，因而每个面板的 resolution 本质上由闪烁体条交叉的总表面积决定。提升分辨率可能需要用更小的闪烁体条覆盖相同面积，这会增加成本与建造复杂度，因为需要更多的闪烁体与光纤。更多的通道也需要更多必须同步的采集电子学设备，增加了系统复杂度及相关的运行问题与最终成本。在本工作中，我们提出一种新颖的分析方法，通过测量并比较闪烁体条两端的平均信号，来获得可靠的亚像素分辨率。该分析方法实现了亚像素分辨率，提升了现有设计的空间分辨率。为研究该技术可行性，我们设计了一个实验室装置，利用位于光波长位移光纤不同点上的脉冲激光来模拟缪子光脉冲。由此我们测得相较于传统系统空间分辨率的提升。这些结果使得为具有战略意义的自然与人工结构 muography 设计新原型成为可能。我们目前正在组装一个将采用该方法的原型探测器。