基于多个由SiPMs读取的闪烁体计数器的飞行时间探测器的时间分辨率

为MEG II实验正在开发一种测量约50 MeV/c正电子的新型定时探测器，其目标是时间分辨率 $\sigma_t \sim 30~\mathrm{ps}$。该分辨率有望通过用多个由硅光电倍增管（SiPMs）读取的塑料闪烁体构成的计数器测量每个正电子的时间来实现。这项工作的目的是利用原型计数器展示对约50 MeV/c正电子的时间分辨率。构建了尺寸为 $90\times 40\times 5~\mathrm{mm}^3$、由六个SiPMs（每个 $40\times 5~\mathrm{mm}^2$ 面上三个）读取的计数器，所用SiPMs来自Hamamatsu Photonics和AdvanSiD，并在DA$\Phi$NE束流测试设施的正电子束中进行了测试。发现时间分辨率随计数器击中数量的平方根近似改善。使用八个带有Hamamatsu SiPMs的计数器获得了时间分辨率 $\sigma_t=26.2\pm1.3~\mathrm{ps}$。这些结果表明在MEG II实验中可实现设计分辨率。