Speaker
Ms
Yue Chang
(Central China Normal University (CCNU))
Description
高精度带电粒子径迹测量是高能物理、核物理和稀有事例探测中的重要技术需求。随着暗物质直接探测、低能核反冲测量、短程带电粒子识别以及新一代高能物理实验的发展，探测器性能需求已由宏观径迹和能量沉积测量，进一步拓展到对气体中微观电离簇团结构、局部电荷分布等精细结构解析。传统毫米级Pad读出方式受限于读出单元尺寸，难以满足亚毫米尺度电离分布采样和短程径迹重建需求。因此，发展兼具高粒度、低噪声和低功耗特性的像素化直接读出技术，是提升气体径迹探测器精细测量能力的重要方向。
Topmetal系列像素芯片采用裸露顶层金属电极直接收集电荷，具有低噪声、高空间粒度和阵列化读出等特点，为气体中电离信号的直接测量提供了新的技术路线。基于Topmetal与气体微通道板(GMCP)耦合的探测技术已成功应用于Migdal效应实验，展示出Topmetal像素读出在微观径迹结构解析方面的应用潜力。
本报告将围绕Topmetal直接读出的像素型气体径迹探测器研制及径迹测量研究展开介绍。一方面，基于Topmetal-II芯片开展α粒子径迹直接测量实验，通过像素阵列记录气体中电离分布，并结合径迹拟合、宽度提取及模拟对比，评估Topmetal芯片用于气体径迹直接读出的性能。另一方面，报告将介绍Topmetal芯片与Micromegas、GEM等微结构气体放大器直接耦合的探测器搭建及初步测试工作，有望在较低气体增益条件下实现对电离簇团的高粒度采样，提升短程径迹重建、局部电荷分布测量和电离簇团识别能力。相关研究初步验证了Topmetal在气体探测器中直接电荷读出和倍增电子读出的可行性，为发展面向高精度径迹精细测量的像素型MPGD探测器提供了新的技术思路和实验基础。
Primary authors
Huirong Qi
(Institute of High Energy Physics, CAS)
Prof.
Xiangming Sun
Ms
Yue Chang
(Central China Normal University (CCNU))
