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新一代北京谱仪BESⅢ将是运行在升级后的北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上的大型通用磁谱仪,其物理目标是τ-粲能区的精确测量和新物理的寻找,这要求作为中心径迹探测器的漂移室具有很高的效率,很好的空间分辨(130μm)和动量分辨(0.5%@1GeV/c),较好的dE/dx分辨(6~7%),并且能在BEPCⅡ的高亮度条件下稳定运行。为此,BESⅢ漂移室采用了小单元和氦基混和气体,并将工作于1 T磁场中。
为了检验漂移室的物理设计,在1 T磁场下对一个漂移室模型进行了束流测试。测试结果表明在最优的工作电压2200 V下,空间分辨为113μm,单元效率约为98%,dE/dx分辨好于5%。以上结果均验证了漂移室物理设计的可靠性。
在此基础上,要获得高精度的测量结果,还必须在离线数据处理中对漂移室进行精细的刻度,主要包括X-T关系、T0及丝位刻度等。为此,研究了各种刻度方法,利用束流测试的数据对这些方法进行了检验,并在BESⅢ离线软件框架(BOSS)下开发了漂移室离线刻度软件,使用蒙特卡罗数据对软件进行了初步调试和检验,程序运行正常,刻度结果能很好地收敛。此外,为了减小漂移室机械误差对重建结果的影响,必须对漂移室的几何位置进行精确的软件校准。为此,调研了几种高精度的径迹探测器软件校准方法,并对各种方法在BESⅢ漂移室中的应用进行了模拟研究,结果表明各种方法均能有效修正漂移室的校准参数。
为了检验漂移室的建造质量,测试漂移室和其它BESⅢ子系统联合工作的性能,对漂移室进行了宇宙线测试,其中已经完成了单元的扫描测试和工作高压的调整。对测试数据的初步分析结果表明,漂移室系统工作正常。