Способ измерения координаты треков харяженных частиц

Союз Советских Социалистических Республик(51) Х 1 К з г ( 01 Т 1/18Н 01 1 39/26 присо динением заявки-иоритет -убдикодано 30,08,78, Бюллетень Х Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий 23) Пр 43) Оп(088,8) 45) Д 25.07,7 с 1 пуоликозания описани 72) Авторы изобретени А, Дамаскинский и А. Г. Крившич Ленинградский институт ядерноЙ физик им. Б. П, Константинова(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 2 ной проволочки (в любой пз Л/ камер), на которой электрический импульс появляется за время длительности управляемого импульса 6 АТЕ схемы временны дорот раньцтг, чем .на других проволочках. В этом случае длительность импульса схемы временных ворот подбирают такой, чтооы обеспе-:ить собирание электронов, образованчых заряженными частицами, которые прошли в зоне, регистрации сигнальной проволочки, на расстоянии + 5/2 от проволочки (т. е. из условия 100% эффективности регистрации частиц). Такой способ также имеет невысокую точность измерения координаты трека,Цель изобретения - повышение точчости измерения координаты треков частиц с помощью Л пропорциональных камер.Указанная цель достигается тем, что уменьшают длительность импульса временных ворот до.величины, при которой эффективность регистрацоил заряженной частицы отдельчой сигнальной проволочки каждой из камер составляет 150/М %, и регистрируют координату трека частицы по срабатыванию одной сигнальной проволочки или двух ближайших друг,к другу сигнальных гроволочек, расположенных в соседних камерах или в первойл и последней камерах.Прп этом обеспечивается регистрация треков только тгх частиц, которые пересеИзобретение относится и способам детектирования заряженных частиц преимущественно в экспериментах, проводимых на пучках ускорителей. Пропорциональная камера широко используется в технике физического эксперимента для определения координат треков частиц.Иззгстгн способ 111 измерения координаты трекоз заряженных частиц с помощью плоских проволочных пропорциональных камер, согласно которому координату трека определяют по номеру сигнальной проволочки, на которой возник импульс при прохождении около нее запряженной частицы.Однако такой способ измерения имеет невысокую точность определения координаты трека, которая ограничена предельным расстоянием между сигнальными проволочками камер.Наиболег близким к предлагаеыому является спосоо измерения координаты ков заряженных частиц 21 с использованием нескольких М проволочных плоских пропорциональных каменяр, у .которых расстояние 5 между си,",нальными проволочками одинаково, причем сигнальные проволочки одной камеры сдвинуты относительно сигнальных епроволочек другой камеры на величину 5/Х при Я 2. Координату трека частицы определяют по номеру той сигналь 1154 б 224кают плоскость сигнальных проволочек на расстоянии от них, менышем или разном +/4 5 Л. Частицы, прощедшие на больших расстояниях, сигнальными проволочками данной пропорциональной камеры не регистрируются. Они регистрируются одной из оставшихся (Л - 1) пропорциональных камер, а именно, той камерой, для которой указанное условие выполняется. Таким образом, эффективность регистрации частиц системой из У камер (Ел ) остается, как,и в прототппе, близкой к 100%, в то время как эффективность каждой из А пропорциональных камер (Е,) равна: Е,=2 34 5 У 15 100 о -- %,150 где Л) 2.При этом,регистрирозать координату трека частицы, следует по электрическому сигналу, возникающему з течение длительности импульса временных ворот на одной проволочке или на двух ближайших друг к другу сигнальных,проволочках, расположенных,в соседних камерах, или на двух ближайших друг к другу сигнальных проволочках, расположенных в первой и последней камерах. Точность измерения координаты более высокая, чем при известном способе, и составляет + /, 5/2 Л. Координата трека частицы будет определена либо по номеру одной сработавшей сигнальной проволочки, либо она будет находиться посредине между проволочками, если электрические импульсы возникли за время 6 ЛТЕ на двух ближайших друг к другу оигнальных проволочках, расположенных в соседних камерах, либо в первой и последней камерах.Уменьшение длительности импульса временных,ворот улучшает временное разрешение пропорциональной камеры, уменьшает фон случайных совпадений и т. п.На фиг. 1 схематически показаны три пропорциональные камеры, измеряющие х-координату треков заряженных частиц,Параллельный пучок заряженных частиц падает,перпендикулярно плоскости камер. Сигнальные проволочки 1 одной камеры сдвинуты относительно сигнальных проволочек другой камеры на расстояние 5/3. Высоковольтные электроды 2 показаны сплошными линиями,На фиг. 2 показаны рабочие зоны д сигнальных проволочек трех пропорциональных камер, каждая сигнальная проволочка регистрирует только частицы, прошедшие яа;раостоянии + 3/,5/3, Танским образом, эффективность одной сигнальной проволочкиравна 51 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Эффективность Е,=50 % обеспечивается длительностью импульса временных ворот. Частицы, прошедшие на расстоянии х(/4 5/3 от сигнальной проволочки, вызызают срабатыва,ние только одной сигнальной проволочки (незаштрихованные области 4). Частицу, прошедшую на расстоянии от проволочки 3/, 5/3)х) /, 5/3, регистрируют по срабатыванию двух ближайшйх хдруг к другу сипнальных проволочек, расположенных в соседних камерах или в первой и третьей (последней) камерах (заштрихованиые области 5).На фиг. 3 показано идеальное распределение эффективности регистрации треков частиц сигнальными проволочками при параллельном пучке частиц, падающем перпендикулярно на плоскость,камер. На практике расходимость пучка приведет к некоторому размытию рабочих зон сигнальных проволочек, что показано пунктирной л,инией,Рассмотрим регистрацию пучка заряженных частиц пропорциональной камерой с 5=2 лм, часто используемоп,на практике. Такая камера позволяет измерять координату трека частицы с точностью + 1 лм.Если для измерений использовать две камеры, проволочки которых сдвинуты на 1 лл одни относительно другихи подобрать длительность импульса временных ворот, обеспечивающую эффективность каждой камеры 75%, то, основываясь на срабатывании одной и двух проволочек, достигают точности измерений координаты терека частицы .+0,25 лл. Эффективность регистрации частиц системой из двух камер будет такой же, как и в случае, использования одной камеры (Ек - - 100%).Предложенный способ позволяет делать измерения с точностью до толщины трека частицы. Например, три камеры с шагом 5=1 лм позволяют измерить координату с точностью +0,083 мм. Фор мула изобр етен ияСпособ измерения координаты треков заряженных частиц с использованием нескольких (У) плоских проволочных пропорциональных камер, у которых, расстояния (5),между сигнальными проволочками одинаковы, а оипнальные проволочки камер смещены одна относительно другой на,величину 5/Л. путем считывания электрических импульсов, поступивших за время длительности импульса временных ворот, о тл ич а ю щи й ся тем, что, с целью позыще;,ия точности измерения, уменьшают длительность импульса временных ворот до величины, при которой эффективность регистр а ции зар яженной частицы отдельной сигнальной проволочкой каждой из камер со 150стазляет %, и ре;,истрируют координату трека частицы по срабатыванию одной546224 Печах Зар 8 ягнпк частиц й,сигнальной проволочки или двух ближайших друг к другу сигнальных проволочек, расположенных в соседних камерах или в первой,и последней камерах. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Нцс 1 1 пэ 1 гп апд Мей б 2, р, 235, 1968. 2. Нцс 11 иэ 1 г апд Мей 80, р. 13, 1970.