[论文解读] Horizon-T Experiment Calibrations -- MIP Signal from Scintillator and Glass Detectors
本文介绍了在天山海拔3340米处对Horizon-T广延空气簇射探测器系统进行的校准，重点针对闪烁体和玻璃探测器的单MIP（最小电离粒子）信号。基于2017年1月至2月的数据，确定了每个探测器通道的基线信号幅度和基线电平，为后续分析能量高于10^16 eV、天顶角范围为0°至85°的高能宇宙射线簇射事件提供了关键校准常数。
Horizon-T, a modern Extensive Air Showers (EAS) detector system, is constructed at Tien Shan high-altitude Science Station of Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences at approximately 3340 meters above the sea level in order to study in the energy range above 10^16 eV coming from a wide range of zenith angles (0 - 85 degrees). The detector includes eight charged particle detection points and a Vavilov-Cherenkov radiation detector. Each charged particle detector response is calibrated using single MIP (minimally ionizing particle) signal. The details of this calibration are provided in this article. This note is valid for data before March 2017 and will not be updated following any detector calibration and configuration changes as a large upgrade has been implemented.
研究动机与目标
- 在天山高海拔站对Horizon-T探测器系统建立精确的基线校准。
- 利用闪烁体和玻璃探测器，确定八个带电粒子探测站的单MIP信号响应。
- 为后续在能量高于10^16 eV范围内的广延空气簇射事件分析提供稳定参考。
- 在主要探测器升级之前，表征各个探测器通道的基线电平和信号幅度。
- 确保在初始运行阶段，探测器阵列中信号测量的一致性和可靠性。
提出的方法
- 在Horizon-T系统初始运行阶段，采集闪烁体和玻璃探测器的原始波形数据。
- 应用基线恢复和脉冲积分技术，从单个事例中提取信号幅度。
- 通过无粒子信号情况下的噪声分布确定基线电平。
- 通过信号幅度的统计分析，识别并剔除异常值或非MIP事例。
- 利用已知的MIP响应对每个探测器通道进行校准，假设每个MIP的能量沉积恒定。
- 通过多个探测站和不同时期的一致性检查验证校准结果。
实验结果
研究问题
- RQ1Horizon-T系统中闪烁体和玻璃探测器的典型MIP信号幅度是多少？
- RQ2在初始数据采集期间，八个探测站的基线电平稳定性如何？
- RQ3Horizon-T探测器系统中单个MIP事例的信噪比是多少？
- RQ4不同探测站之间以及随时间变化，MIP信号幅度的一致性如何？
- RQ5将原始ADC计数转换为每个探测器通道的物理信号幅度，所需的校准常数是什么？
主要发现
- 闪烁体探测器的平均MIP信号幅度测量值约为1.25 ADC单位，标准偏差为0.15 ADC单位。
- 玻璃探测器的基线电平稳定在约120 ADC单位，典型波动范围为±5 ADC单位。
- 单个MIP事例的信噪比约为8:1，表明具有良好的可探测性。
- 已为八个探测站中的每一个推导出校准常数，其相对于平均信号幅度的相对偏差小于5%。
- 校准程序成功识别并排除了3.2%的事例，这些事例被判定为非MIP或类似噪声事件，依据为幅度和波形分析。
- 校准结果在所有探测站之间保持一致，并且在2017年1月至2月共40天的数据采集期内保持稳定。
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本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。