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CEPC硅像素探测器
CEPC 硅像素探测器
朱宏博(高能所)
第四届核电子学ASIC研讨会 ,10月31日,中国科技大学
概要
‣ CEPC 项目简介
‣ CEPC 顶点探测器要求介绍
‣ 硅像素探测器分类简述
‣ CEPC 硅像素探测器研制
‣ 总结
中科院高能物理研究所 CEPC 硅像素探测器 2
CEPC 简介
‣ 环形正负电子对撞机(CEPC) :周长50-100 公里,质心能量约240 GeV,亮度
2×1034 cm-2s-1,其主要任务是希格斯粒子属性的精确测量;未来机器升级为超级
质子对撞机(SPPC) :质心能量50-100 TeV,可以直接寻找“新物理”。
‣ 2014年2月28日,第三届中国高能加速器物理战略发展研讨会共识:“CEPC+SPPC
是中国未来高能物理发展的首要选项”。
中科院高能物理研究所 CEPC 硅像素探测器 3
CEPC 探测器结构
‣ 基于国际直线对撞机(ILC)的ILD探测器方案,针对环形加速器束流特点(聚焦长度,
束团间距、频率,同步辐射本底等),优化对撞区布局设计。
“洋葱型”探测器:
• 顶点探测器
• 硅径迹探测器 内
• TPC
• 电磁量能器 ↓
• 强子量能器 外
• 缪子探测器
• 谱仪磁铁
ILD探测器可以采用脉冲供电(Power-Pulsing)降低功耗,CEPC只能连
续供电,因而必须采用低功耗电子学设计 → 要求严苛。
中科院高能物理研究所 CEPC 硅像素探测器 4
CEPC 顶点探测器要求
‣ 对于重味夸克的重建与分辨至关重要(Higgs衰变分支比测量所必需),对撞参数精
度要求:
IP 5 10/p · sin3 ✓ µm
‣ CEPC 顶点探测器拟采用三层双面结构,主要指标如下:
• 空间分辨率优于3微米
• 物质量(包括冷却+支撑)每层单面低于0.15%X0 → 减小粒子多次散射效应
• 抗辐照要求:总剂量~100 kRad/年,非电离~1011 neq (1 MeV)/年
‣ 低物质量要求采用减薄技术(ASIC +传感器厚度50微米);采用风冷,冷却能力有
2
限,因而要求尽量降低电子学+传感器功耗。功耗需要控制在 50mW/cm 以下。
中科院高能物理研究所 CEPC 硅像素探测器 5
硅像素探测器
Reminder: Concepts Classifications II
‣ 根据灵敏区(Sensor)是否与前端电子学(ASIC)是否分离,可以简单分为复合式
(Hybrid)和单片式(Monolithic)。
• Hybr
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