Speaker
宝华 齐
(中国科学院高能物理研究所)
Description
2012年，欧洲核子研究中心（CERN）的ATLAS和CMS实验成功探测到了希格斯玻色子（Higgs boson），这一发现掀起了粒子物理学界中的Higgs研究热潮。未来高能对撞机实验普遍将精确测量Higgs、W和Z玻色子以及顶夸克性质等视为其重要物理目标，因此需要高精度的大型探测器系统，以测量Higgs玻色子衰变出的末态粒子。为了显著提高探测器的玻色子质量分辨率（BMR），中国环形正负电子对撞机（CEPC）研究团队提出了“第四代探测器概念设计”。这一新探测器方案可将BMR性能由基准探测器的4%提升至3%。
作为CEPC“第四代探测器概念设计”的关键子探测器，新型高粒度晶体电磁量能器（ECAL）有着全吸收量能器2-3%/√E(GeV)的电磁能量分辨，并适用“粒子流算法（PFA）”所需的高时间空间分辨特性，可实现出色的喷注重建，从而获得极佳的Higgs探测能力。
针对高粒度晶体ECAL的研发工作正在逐步推进。目前，团队对构成探测器灵敏单元的闪烁晶体和大动态范围硅光电倍增器（SiPM）完成了大量的测试工作，对其性能有了充分的理解。根据实验结果，进行了从基本探测单元到完整子探测器的Geant4全模拟。软件框架方面，利用粒子流算法“Arbor”对晶体ECAL方案进行了初步的物理性能评估及算法优化，同时专用重建算法也在逐步开发中。此外，团队完成了小型晶体探测器模块的制造，并进行了首次束流测试，以研究其电磁簇射性能，解决系统集成中的关键问题。
本文将具体介绍高粒度晶体ECAL的设计和优化工作，展示最新的测试结果和研发进展。
