新型 TORCH探测技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11775217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2804.粒子探测技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

TORCH(Time Of internally Reflected CHerenkov light detector) is an innovative DIRC-like Time-Of-Flight detector for high energy charged particle identification. It achieves a high level of performance at the extreme data taking conditions under high luminosity and high backgrounds. It is composed of a Fused Silica radiator connected to fast Photomultiplier(MCP-PMT or SiPM) array, readout by a dedicated front-end electronics. The challenge comes from the fact that the limited flight length for charged particles in detectors requires its timing measurement better than 20 ps, summing up all uncertainties. Having no equivalent in the history of HEP experiments, TORCH technology (including its Cherenkov scintillator manufacture, high-resolution fast PMT, high-speed USB Wave-digitizing electronics and pico-second timing method) should undergo an important validation phase. This research will greatly contribute to the development of our high energy particle detection technology.
TORCH(Time Of internally Reflected CHerenkov light detector)是一种新型DIRC-Like 飞行时间探测器,其最大特点是在极高亮度和本底噪声环境下的高性能带电粒子鉴别能力。TORCH由轻薄的硅(石英)闪烁体连接多通道光电倍增管(MCP-PMT)和复杂的前端电子学构成,其技术的挑战性在于: 它要求极高的时间分辨能力(<20ps), 以保证在很短的飞行距离范围内鉴别带电粒子。TORCH涉及一系列新技术和新方法,在目前的高能物理实验中还没有大规模运用的先例。本项目以TORCH探测技术研究突破口,通过对契仑柯夫光辐射体特性,新型SiPM性能,高速读出电子学以及皮秒定时方法的深入研究,以实现大面积高时间分辨DIRC-Like TOF探测技术的创新,为我国实验粒子物理和相关探测技术发展提供技术支持。

结项摘要

为了满足新一代大型加速器物理实验中高亮度,高动量带电粒子鉴别的需求,采用切伦科夫探测技术来进行粒子鉴别,可以大幅拓展其动量覆盖范围(几个GeV/c~几百GeV/c),并适用于高计数率实验场合。本项目借鉴切伦科夫光探测器对高动量带电粒子的快速响应特性,结合新型飞行时间测量技术,研制一种基于内反射切伦科夫光探测的超高时间分辨TOF探测器原型:TORCH (Time Of internally Reflected CHerenkov light detector)。TORCH由结构紧凑的石英辐射体,高速光电探测阵列(MCP-PMT或SiPM),以及皮秒定时电子学构成。模拟和测试结果显示其本征时间分辨可达~30ps,实现2GeV/c动量下的3 /分辨。为预研中的新一代大型加速器实验:超级陶粲装置(Super Tau-Charm Facility,STCF)等提供重要技术支持。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Test and simulation of a Cherenkov picosecond timing counter
切伦科夫皮秒计时计数器的测试与仿真
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2020.163838
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ziwei Li;Xin Li;Qiang Cao;Cheng Li;Yonggang Wang;Jianbei Liu;Ming Shao;Haiping Peng;Xu Wang;Yi Zhou;Zhengguo Zhao
  • 通讯作者:
    Zhengguo Zhao
Qualification tests of 997 8-inch photomultiplier tubes for the water Cherenkov detector array of the LHAASO experiment
LHAASO实验水切伦科夫探测器阵列997个8英寸光电倍增管合格测试
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2021.165108
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiang Kun;Tang Zebo;Li Xin;Cao Zehua;Li Cheng;Li Yang;Li Ziwei;Li Ziyang;Liang Zheng;Lu Pengzhong;Shen Kaifeng;Wang Kaiyang;Wang Yan;Wu Xin
  • 通讯作者:
    Wu Xin
DIRC-like time-of-flight detector for the experiment at the Super Tau-Charm Facility
用于 Super Tau-Charm 设施实验的类似 DIRC 的飞行时间探测器
  • DOI:
    10.1088/1748-0221/16/08/p08021
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Journal of Instrumentation
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    B. Qi;Z. Li;M. Shao;J. Liu;H. Shi;Z. Fang;X. Li
  • 通讯作者:
    X. Li
Test of a novel 2x2 multi-anode MCP-PMT
新型 2x2 多阳极 MCP-PMT 的测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Radiation Detection Technology and Methods
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Ziwei Li;Xin Li;Ping Chen;Cheng Li;Yonglin Wei;Xiaofeng Sai;Jianbei Liu;Ming Shao;Jinshou Tian;Hulin Liu
  • 通讯作者:
    Hulin Liu
High dynamic range base design and characterization of an 8-inch photomultiplier tube CR365-02-2 for the LHAASO-MD experiment
用于 LHAASO-MD 实验的 8 英寸光电倍增管 CR365-02-2 的高动态范围基础设计和表征
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2021.166190
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Li;Kun Jiang;Xiaokun Zhao;Xin Li;Cheng Li;Zebo Tang
  • 通讯作者:
    Zebo Tang

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其他文献

亚麻籽胶-大豆分离蛋白乳状液微滴聚集体的制备及其流变特性
  • DOI:
    10.16429/j.1009-7848.2019.05.013
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国食品学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王旭;马宁宁;李昕;凌月;许朵霞;肖俊松;曹雁平;孙宝国
  • 通讯作者:
    孙宝国
Separation and purification of silicon from cutting kerf-loss slurry waste by electromagnetic and slag treatment technology
电磁及渣处理技术从切屑损耗浆料废液中分离提纯硅
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2018.11.195
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    马文会
金黄色葡萄球菌ɑ-toxin(Hla)促进皮肤组织中IL-19表达上调的作用机制研究
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
    李昕;王儒鹏
  • 通讯作者:
    王儒鹏
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    张剑慧;张吉财;吴边;苏煜;郑筱祥;李昕;陈卫东
  • 通讯作者:
    陈卫东
山区农村居民点演变的地貌分异与分类调控研究
  • DOI:
    10.16445/j.cnki.1000-2340.2016.03.018
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    河南农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关小克;王秀丽;李昕;曹志宏
  • 通讯作者:
    曹志宏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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