2024年

肖志刚研究组在国家重大仪器项目“低温高密核物质测量谱仪(CEE)的研制”中取得阶段性进展

2024-03-11    点击:

“低温高密核物质测量谱仪(CEE)项目”是国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目 (2019年立项)。CEE建成后,将是我国第一台运行于GeV 能区的、自主研制的、基于国内大科学装置 HIRFL-CSR 的大型核物理实验。利用CEE谱仪,人们可以通过中高能重离子碰撞产物的近全空间测量,对致密天体物理、核反应动力学、核物质状态方程、QCD相图等前沿课题开展深入研究。CEE谱仪将采用先进探测器、快电子学等尖端技术,开发先进的软件模拟分析框架,从而推进我国在实验核物理领域的发展以及新一代核物理实验人才的培养。CEE谱仪设计示意图如图1所示。

1 CEE谱仪设计示意图

物理系肖志刚教授担任CEE项目的Detector Manager,推动CEE概念性设计的形成和项目立项,之后又担任了科学应用系统总工程师,并带领实验核物理组(ENPG)开展了CEE物理模拟、多丝漂移室分系统研制和触发分系统的研制工作。在物理模拟方面,团队在快模拟框架下,对CEE的接收度、粒子鉴别能力和动量分辨等性能进行了研究,验证了利用CEE3H/3He产额比、π-+产额比等若干状态方程探针进行探测的可行性,相关工作发表在《欧洲物理杂志 A》上 [Guo, D. et al. Eur. Phys. J. A 60, 36 (2024).]

2 CEE反应事件响应展示和粒子鉴别模拟结果

CEE谱仪的触发分系统于20241月完成了工程样机研制评审工作并进入批产阶段,取得项目研制的阶段性进展。触发分系统采用-多层级结构,由基于FPGA的自研电子学系统组成,采用光纤远距离通信的信号传输方案,支持不同实验模式的实时变更和不同物理目标下触发逻辑的远程灵活更新。图3展示了CEE触发系统结构和主触发电子学工程样机实物图。 该系统入网CEE谱仪共完成3次束流实验,系统工作稳定,功能满足谱仪设计要求。该系统研制的技术成果发表在《Journal of Instrumentation [Guo, D. et al. JINST 19, T02018(2024)]

3 CEE触发系统结构和主触发电子学工程样机实物图

上述工作得到了国家自然科学基金委 11927901 11890712项目、清华大学自主科研计划、兰州重离子加速器国家实验室的资助。重离子碰撞的理论模拟由湖州师范学院李庆峰教授团队完成,硬件设计和投产由中国科学技术大学近代物理系赵雷教授的快电子学团队完成。物理系2019级博士生郭栋为两篇论文的第一作者,肖志刚教授为(共同)通讯作者。

两篇文章全文链接分别如下:

Eur. Phys. J. A 60, 36 (2024)https://doi.org/10.1140/epja/s10050-024-01245-2

JINST 19, T02018 (2024) https://doi.org/10.1088/1748-0221/19/02/T02018

供稿|肖志刚课题组

编辑|骆洁

审核|宋灿立