Chuyển đến nội dung chính

STUDY OF MUONS PRODUCED IN EXTENSIVE AIR SHOWERS DETECTED IN HANOI USING A WATER CHERENKOV DETECTOR

 STUDY OF MUONS PRODUCED IN EXTENSIVE AIR SHOWERS DETECTED IN HANOI USING A WATER CHERENKOV DETECTOR


Ph.D: Nguyen Phuong Thao - Pierre Darriulat


 A detailed study of the performance of the VATLY Cherenkov detector, a  replica of one of the 1660 detectors of the ground array of the Pierre Auger  Observatory, is presented. The emphasis is on the response to low signals down  to a tenth of the signal produced by a vertical feed - through muon (VEM),  implying a dynamical range in excess of 104. The method is to look for decays of  muons stopping in the water volume of the detector, of which only a few produce  sufficient Cherenkov light to be detected before stopping. The subsequent muon  decay produces an electron (or positron) that carries an average energy of only  ~35 MeV. The experimental set - up detects the signals produced by both the  stopping muon and the decay electron. Such pairs have been detected under  various experimental conditions and the amplitude of the electron signal has been  recorded together with the time separating the two signals. A scintillator  hodoscope that brackets the Cherenkov detector from above and below provides
a precise calibration. A large sample of data has been collected that give very  clear evidence for muon decays with the expected time dependence. The  amplitude of the electron signal is observed at the level of a fraction of a VEM,  and only the upper part of its distribution can be detected. The muon distribution  requires the additional contribution of a soft electron/photon component, which  appears particularly important in the present experimental set - up due to the large  sensitive volume of the Cherenkov detector. A model of the physics mechanism  at play and of the detection process has been constructed, giving good  descriptions of the measured charge and time distributions. This allows for  obtaining useful evaluations of the number of photoelectrons per VEM, 13. 0±0. 9,  and of the mean muon energy, 4. 0 ±0. 4 GeV. The detection efficiency of  electrons implies an effective electron shower size, ~36±6 cm, at the scale of the  radiation length in water. The end point of the electron charge distribution,  corresponding to a kinetic energy of 53 MeV, is measured to be  Eend=0. 275±0. 018 VEM in agreement with expectation. The measured event  rates are found in good agreement with predictions and the occurrence of muon  pairs from a same shower is measured with a rate of 7. 0±0. 5 Hz. A simulation of the light collection mechanism suggests the presence of a small zenith angle  dependence of its efficiency, which is found consistent with observation. At the  same time as this study contributes useful information to the detailed  performance of large Cherenkov detectors in general, and particularly of the  ground array of the Pierre Auger Observatory, it contributes to the training of  students of experimental particle and nuclear physics by making available to  them a tool particularly well suited to the task.

Abstract - Page: 5
Key to Abbreviations - Page: 7
Acknowledgements - Page: 8
Table of content - Page: 9
1. Introduction - Page: 11
   1.1 Generalities on cosmic rays - Page: 11
   1.2 The Pierre Auger Observatory - Page: 13
   1.3 Cosmic rays in Hanoi - Page: 19
   1.4 The VATLY Cherenkov detectors - Page: 21
   1.5 Overview of the present work - Page: 24
2. Response of the VATLY Cherenkov Detector to feed-through muons - Page: 26
   2.1 The trigger hodoscope - Page: 26
      2.1.1 Description - Page: 26
      2.1.2 High voltages and delays - Page: 27
      2.1.3 Rate - Page: 29
   2.2 Electronics - Page: 30
 2.3 Analysis of hodoscope data - Page: 32
 2.3.1 Charge distributions  - Page: 32
 2.3.2 Time of flight  - Page: 35
 2.3.3 Event selection - Page: 37
  2.3.4 Stability - Page: 38
 2.4 Analysis of Cherenkov data - Page: 40
 2.4.1 Response of the Cherenkov counter to a hodoscope trigger  - Page: 41
 2.4.2 Selection of good muons  - Page: 42
 2.4.3 Conclusion - Page: 43
3. Muon decays in the VATLY Cherenkov tank - Page: 44
 3.1. Basic processes - Page: 44
 3.2. Simulation of the detector and muon signal - Page: 47
4. Auto-correlations: rates and time distributions - Page: 53
 4.1 The problem - Page:53
 4.2 No correlation - Page:54
 4.3 Cosmic rays - Page:54
 4.4 Muon decays and muon captures - Page:55
 4.5 Decays, capture and multi-muons - Page:57
 4.6 Simulation - Page:58
5. Auto-correlations: electronics and data acquisition - Page:61
 5.1 Auto-correlation measurement - Page:61
 5.1.1 Timing considerations - Page:63
 5.1.2 Calibration - Page:65
 5.1.3 Spikes - Page:67
 5.2 Charge measurement - Page:70
6. Auto-correlations: data analysis - Page:72
 6.1 Time spectra - Page:72
 6.1.1 Introduction - Page:72
 6.1.2 Cherenkov detector - Page:73
 6.1.3 Scintillator detector - Page:78
 6.2 Charge spectra - Page:81
 6.2.1 Introduction - Page:81
 6.2.2 Cherenkov detector - Page:81
 6.2.3 Scintillator detector - Page:90
7. Results and interpretation - Page:93
 7.1 A simple model - Page:93
 7.2 Comparison with the data - Page:94
 7.3 Including a soft component - Page:96
 7.4 Threshold cut-off functions - Page:98
 7.5 Dependence on zenith angle - Page:99
 7.6 Comparison between data and simulation - Page: 102
 7.7 Decoherence and shower size - Page: 109
8. Summary and conclusion - Page: 111
References - Page: 115


Nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Đề tài: Hoạt động marketing của công ty cổ phần bút bi Thiên Long

Đề tài: Hoạt động marketing của công ty cổ phần bút bi Thiên Long Mục Lục Lời mở đầu Chương I : Phân tích kết quả kinh doanh của công ty cổ phần tập đoàn Thiên Long I. Kết quả kinh doanh của công ty cổ phần tập đoàn Thiên Long trong thời gian qua II.Đánh giá hoạt động marketing của công ty cổ phần tập đoàn Thiên Long thời gian qua Chương II : Phân tích môi trường marketing của công ty cổ phần tập đoàn Thiên Long I. Phân tích môi trường marketing vĩ mô II.Phân tích môi trường marketing vi mô III. Phân tích môi trường marketing nội bộ IV. Phân tích swot Chương III. Phân đoạn thị trường của công ty cổ phần tập đoàn Thiên Long với sản phẩm bút bi Thiên Long I. Vị trí hiện tại của doanh nghiệp II. Xác định đối tượng khách hàng hay thị trường cần phân đoạn III. Phân chia thị trường theo những tiêu thức thích hợp IV. Đánh giá tiềm năng của các đoạn thị trường V. Lựa chọn các phương thức marketing nhằm khai thác các đoạn thị trường mục tiêu Chương IV. Xác định chiến lược M...

SÁCH TRUNG QUỐC DANH PHƯƠNG TOÀN TẬP

SÁCH THAM KHẢO VỀ Y HỌC PHƯƠNG ĐÔNG TRUNG QUỐC DANH PHƯƠNG TOÀN TẬP Cái truyền lại được của y học nằm lại trong bài thuốc. Cho nên dược học của Đông y dẫu đã trải qua nhiều chìm nổi, biến thiên song không triều đại nào, thòi kỳ nào bị ruồng bỏ, mà trong y học, việc nghiền cứu thảo luận các bài thuốc đã trở thành một chủ đề muôn thuở. Người học không sợ nhiều mà chỉ lo ít, người SƯU tầm chẳng sợ giàu mà chỉ lo còn quá nghèo. Cuốn sách này là công việc của nhiều người tâm huyết với nhiều năm lao động, tập hợp các bài thuốc hay, bất kê kinh phương, thời phương hoặc bí phương, hễ có công dụng lâm sàng tốt, được chấp nhận rộng rãi từ cổ chí kim đều được giới thiệu. Thuốc hay tập hợp hơn nghìn bài lấy công dụng chủ trị làm cương lĩnh, lấy phương tễ làm đề mục. Mỗi phương đều có tên bài, xuất xứ, thành phần, cách dùng, công hiệu, chủ trị, giải thích bài thuốc theo lí luận Đông y, lòi bàn, các bài thuốc cùng tên, các bài thuốc phụ thêm, phân tích, điền lí để sáng rõ. Trong phần ...

VẬN TẢI VÀ GIAO NHẬN TRONG NGOẠI THƯƠNG

GIÁO TRÌNH  VẬN TẢI VÀ GIAO NHẬN TRONG NGOẠI THƯƠNG N gay từ ngày thành lập Trường Đại học Ngoại thương, môn học “Nghiệp vụ vận tải và bảo hiểm trong Ngoại thương” đã được giảng dạy trong chương trình đào tạo của Nhà trường. Môn học này là một trong những môn học nghiệp vụ chuyên ngành chủ yếu trong chương trình đào tạo của Nhà trường. Cùng với sự phát triển của Nhà trường, môn học “Nghiệp vụ vận tải và bảo hiểm trong Ngoại thương”  cũng được cải tiến và hoàn thiện nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo . Năm 1986, lần đầu tiên cuốn giáo trình có tên gọi “Vận tải trong Ngoại thương”  được xuất bản, chấm dứt thời kỳ “giảng chay”  và “học chay”  trong công tác giảng dạy của môn học. Tiếp đến năm 1994, cuốn giáo trình mới có tên gọi “Vận tải và bảo hiểm trong Ngoại thương”  do Tập thể giáo viên trong Bộ môn “ Vận tải và Bảo hiểm” biên soạn và được Nhà trường xuất bản. Cuốn giáo trình này đã trở thành giáo trình chuẩn của môn học phục ...