Speaker
Dr
Huirong Qi
(Institute of High Energy Physics, CAS)
Description
环形正负电子对撞机（FCC-ee 与 CEPC）已被国际高能物理界提议作为 Higgs 玻色子与 Z 玻色子研究的下一代装置。在国际大科学装置（ILD）探测器概念及同类设计中，主径迹探测器均采用高精度时间投影室（TPC）作为核心方案，其空间分辨率约为 100 μm，工作于 3.0 T 超导螺线管磁场中。TPC 需实现动量分辨率达 10⁻⁴ (GeV/c)⁻¹，且粒子鉴别（PID）分辨率需优于 3%。TPC 技术在 Higgs 运行模式下性能优异，但在高亮度 Z-pole 运行条件下面临显著技术挑战，其可行性及应对策略需深入模拟和实验研究。
本报告将介绍高精度 TPC 作为 e⁺e⁻ 对撞机主径迹探测器的可行性及最新研究进展。基于束流本底模拟数据，系统研究了离子诱导空间电荷效应，深入评估了 TPC 技术挑战及潜在解决方案，特别针对低亮度 Z-pole 运行条件下的性能优化。重点阐述基于团簇计数法的粒子鉴别能力，并给出 pad/pixelated TPC 技术的模拟研究结果。模拟表明，相较于传统 pad 读出方案，高粒度读出 TPC（500 μm × 500 μm）在单电子空间分辨率、高探测效率、优异径迹重建性能及 PID 能力（< 3σ）方面具有显著优势。该研究对于环形对撞机研究提供了重要研究参考和技术支撑。
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Primary authors
Dr
Huirong Qi
(Institute of High Energy Physics, CAS)
Dr
Jianbo Zheng
(Institute of High Energy Physics, CAS)
Dr
Jinxian Zhang
(Institute of High Energy, CAS)
Dr
Xin She
(Institute of High Energy Physics, CAS)
Dr
Zhi Deng
(Tsinghua University)
