北京谱仪Ⅲ飞行时间计数器系统刻度中的关联分析

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飞行时间质谱仪工作原理

飞行时间质谱仪工作原理

飞行时间质谱仪工作原理以下是关于飞行时间质谱仪工作原理的详细解释:1. 简介飞行时间质谱仪是一种分析质谱法,基于离子在电场中加速并飞行一段时间,再根据离子飞行时间和质量-电荷比确定离子种类和相对丰度。

它具有高分辨率、高灵敏度和宽质量范围等优点,在生物、环境、制药和材料等领域有广泛应用。

2. 工作原理飞行时间质谱仪是由飞行时间池、离子源、荧光屏、探测器等组成的。

离子源会产生离子,通过飞行时间池加速并获得能量,离子在这里先经过一个螺旋状器件,使得离子以螺旋状运动。

这种运动可以让离子散布到一个较大的区域内,增大质量分辨率。

这时离子同时通过一个栅极,使其离开螺旋状轨道并以匀速向前运动。

离子到达荧光屏后,失去能量而产生荧光,并被安装在荧光屏后方的探测器采集。

探测器产生的信号呈现出来自不同质量的离子的秒数—计数率分布。

离子通过飞行时间池加速后的速度和能量与离子的质量成反比,质量大的离子,在相同的加速下加速后获得的能量小,飞行时间长,而质量小的离子相反。

离子在离子源中产生时可以选择某一电荷态,所以离子的质量-电荷比(m/z)可以确定,且离子源不同,分子或离子的电荷也不同。

3. 应用飞行时间质谱仪可以应用于许多不同的领域,例如:蛋白质组学、代谢组学、食品和环境检测、新药研发等。

飞行时间质谱仪可以在生命科学、医疗和化学分析等领域中提供独特的洞察力,从而帮助研究人员更好地了解生命过程,诊断疾病和制药工业研究。

总结:飞行时间质谱仪是一种基于离子在电场中加速并飞行一段时间,再根据离子飞行时间和质量-电荷比确定离子种类和相对丰度的分析质谱法。

它具有高分辨率、高灵敏度和宽质量范围等优点,在生物、环境、制药和材料等领域有广泛应用。

飞行时间质谱lctof操作流程 -回复

飞行时间质谱lctof操作流程 -回复

飞行时间质谱lctof操作流程-回复飞行时间质谱(LCTOF)是一种利用飞行时间测量粒子的质量-电荷比的实验技术。

本文将详细介绍LCTOF的操作流程,从仪器准备到数据分析,一步一步地回答。

1. 仪器准备在进行LCTOF实验之前,首先需要进行仪器的准备工作。

这包括对质谱仪进行清洁和校准,以保证它的正常运行和精确测量。

同时,还需要准备样品,通常是一个气体或者是一个溶液。

2. 仪器调试经过仪器准备之后,下一步是进行仪器的调试。

这主要包括设置质谱仪的工作参数,例如电压、电流、分辨率等。

调试的目的是使质谱仪能够在最佳状态下工作,以提供最准确的实验结果。

3. 样品进样在进行LCTOF实验之前,需要将样品引入质谱仪。

对于气体样品,可以通过气体进样系统将气体引入质谱仪。

对于溶液样品,可以使用静电喷雾或者其他进样方式将溶液雾化并引入质谱仪。

4. 电离样品进入质谱仪之后,下一步是进行电离。

电离是将样品分子或离子转化为带电离子的过程,通常使用电子冲击或者激光脱附等方法进行电离。

电离的目的是使样品分子带上电荷,以便于在质谱仪中进行测量。

5. 加速经过电离之后,带电离子需要在质谱仪中进行加速。

加速的目的是使带电离子获得足够的能量,以便在电场中运动,并且在飞行过程中能够产生可测量的时间信号。

6. 飞行加速之后,带电离子进入质谱仪的飞行时间室。

飞行时间室是质谱仪的核心部分,它可以精确测量带电离子在电场中飞行的时间。

质谱仪会记录下每个离子的飞行时间,并将其转化为质量-电荷比。

7. 探测和记录在离子飞行过程中,离子会与飞行时间室内的探测器相互作用,并产生电信号。

这些电信号会被质谱仪的数据采集系统记录下来。

通过对这些信号的分析和处理,可以得到离子的质量-电荷比的信息。

8. 数据分析经过探测和记录之后,下一步是对数据进行分析。

数据分析可以包括对质谱图的解析和峰形拟合,以及对离子的质量-电荷比进行精确计算和标定。

数据分析的目的是从复杂的质谱图中提取出有关样品分子的信息。

河南省郑州一中2024届高三上学期第一次段考全真演练物理试卷

河南省郑州一中2024届高三上学期第一次段考全真演练物理试卷

河南省郑州一中2024届高三上学期第一次段考全真演练物理试卷学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,虚线为未标明方向的三条电场线,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,质点经过P、Q两点时的加速度大小分别为、,动能分别为、,电势能分别为、,P、Q两点的电势分别为、,下列判断正确的是( )A.B.C.D.第(2)题北京谱仪Ⅲ国际合作组对中子的类时电磁形状因子进行精确测量的实验结果于2021年11月8日作为封面文章发表在《自然·物理》杂志上。

下列说法正确的是( )A.衰变说明原子核内部存在电子B.卢瑟福用粒子轰击打出了质子C.查德威克用粒子轰击生成和质子D.费米通过轻核聚变装置的链式反应实现了核能的释放第(3)题如图所示,一条细线的一端与水平地面上的物体B相连,另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线固定在天花板上的点,细线与竖直方向所成的夹角为α,以下四种情况物体B均保持静止,则()A.若将物体B在地板上左移小段距离,α角将不变B.若将物体B在地板上右移小段距离,α角将变小C.若OB绳与地面夹角为,则α角为D.若增大小球A的质量,α角将变小第(4)题如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。

为不损伤望远镜球面,质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”的感觉,若将人视为质点,此时工作人员( )A.受到的重力大小为B.受到的合力大小为C.对球面的压力大小为D.对球面的作用力大小为第(5)题把一个均匀轻弹簧分成长度分别为l10、l20的两个弹簧,它们的劲度系数分别为k1、k2.现将这两个弹簧串联,两端用大小相等的力拉,使它们在弹性限度内各自伸长一定长度。

北京谱仪BESⅢ飞行时间探测器中的前置放大器

北京谱仪BESⅢ飞行时间探测器中的前置放大器

收 稿日 期: 2006-11- 23, 修回 日期 :2007- 03- 06
第8期
冼 泽等:北京谱仪(BES III)飞行时间探测器中的前置放大器
711
图 4 前放输入输出特性 Fig.4 A typical amplifier gain curve of the preamplifier
图 5 输出与理论值的线性误差分布
输入信号较小时,前放的上升时间在 1.7ns 左右, 其它情况下,前放的上升时间都在 1ns 左右。对于 实际使用中光电倍增管输出 4ns、5ns 前沿的脉冲来 说,前放 1ns 左右的上升时间几乎不会对输入脉冲 的前沿产生大的影响[4]。
F ig.5 Linear error of the output measurements to the data calculated by Equ.(1)
图 5 为其输出信号实测幅度与理论值的线性误
差随输出信号幅度的变化趋势。可以看出,在线性
动态范围内,线性误差的最大值不超过 10mV,据
此可用公式(2)计算出该前放的积分非线性。
号在长距离传输中的抗干扰能力,还增大了信号的 们的参数值,可使电路的带宽、增益得到优化。电
摆率,从而提高 FEE 中前沿定时的精度。
阻 R7 可减小 AD8099 输出的 Q 值,消除 Q 值过大
1 放大器原理
带来的电路振荡。全差分运算放大器 AD8131 构成 输出驱动电路,其正向输入端接收前级的输出信号,
flight,简称 TOF)探测器将扮演重要角色。TOF 读 出电子学系统是 BES III 电子学系统中难度较大的
驱动。 AD8099 是一种具有极低的噪声(0.95nV(Hz)-1/2)
一个子系统,要求所有 448 通道的读出电子学系统 的电压反馈型集成运算放大器。AD8099 的输入级

利用TOF 和MDC 信息计算北京谱仪III 事例起始时间的算法研究

利用TOF 和MDC 信息计算北京谱仪III 事例起始时间的算法研究

利用TOF和MDC信息计算北京谱仪III事例起始时间的算法研究马想1,毛泽普1,李卫东1,马秋梅1,王大勇1,王亮亮1,张长春1,邱进发1张学尧4,季晓斌1,张瑶4,郑直1,俞国威1,蒋林立2,臧石磊1,邓子艳1文硕频1,孙永昭1,刘春秀1,伍灵慧1,何康林1,何苗1,刘怀民1,冒亚军3袁野1,尤郑昀3 ,谢宇广1(1.中国科学院高能物理研究所,北京100049; 2. 中国科技大学,安徽合肥2300263.北京大学物理学院技术物理系,北京100871;4. 山东大学,山东济南250100)摘要:本文主要阐述了北京谱仪III(BESIII)事例起始时间计算系统的基本原理和程序结构, 利用MDC径迹、TOF信息联合计算方法和单独使用MDC方法完成BESIII事例起始时间的计算。

通过蒙特卡罗数据, 包括对撞事例和宇宙线事例的运行、检验和调试,证明了系统是稳定和可靠的。

关键词:北京谱仪III;事例起始时间;飞行时间计数器;主漂移室中图分类号:TL817文献标识码:A 文章编号:北京谱仪(BES)是北京正负电子对撞机(BEPC) 上的大型通用磁谱仪。

它已经成功工作了十几年,取得了一批具有世界领先水平的物理结果[1]。

现在BEPCI/BESII正在升级改造成BEPCII/ BESIII。

BEPCII的亮度将比BEPCI提高100倍,最高将达到1033cm-2s-1 。

BESIII由子探测器:主漂移室(MDC),飞行时间计数器(TOF),电磁量能器(EMC),μ子计数器及超导磁铁组成,共同完成BESIII物理事例的末态带电和中性粒子的空间位置、动量、能量等性能测量,实现τ-粲能区的物理研究*[1]。

在BESIII中MDC承担带电径迹的空间位置、动量、电荷测量,并与TOF、EMC、Muon探测器联合进行粒子种类鉴别,而这些信息的精度都由MDC的时间测量精度决定,所以事例时间测量系统是BES最重要的系统,它直接影响BESIII的物理结果。

第十一章 北京谱仪(BESII)简介

第十一章 北京谱仪(BESII)简介

MUON计数器 MUON计数器
•特性参数: 1.覆盖立体角第一层67%×4π,第二层 1.覆盖立体角第一层67%× 67%× ,第三层63%× 67%×4π,第三层63%×4π; 2.探测效率为95%; 2.探测效率为95%; 3.r3.r-φ平面的位置分辨是计数器的半宽度 3cm,沿丝方向的位置分辨用电荷分配法 3cm,沿丝方向的位置分辨用电荷分配法 测得σ 4.5cm。 测得σz≈4.5cm。
第十一章 北京谱仪 (BESII)简介 (BESII)简介
顶点探测器
主漂移室(MDC) 主漂移室(MDC)
•作用:是一个大型精密漂移室,是BES探测器的核心。它 作用:是一个大型精密漂移室,是BES探测器的核心。它 用于带电粒子的径迹测量、动量测量以及电离能损 (dE/dX)的测量。 (dE/dX)的测量。 •MDC的特性参数: MDC的特性参数: 1. 覆盖立体角:粒子穿越第二层,95.7%×4π;粒子穿越 覆盖立体角:粒子穿越第二层,95.7%× 第四层,90.4% 第四层,90.4% ×4π;粒子穿越第10层,69.4% ×4π。 ;粒子穿越第10层,69.4% 2.单丝效率>95% 2.单丝效率>95% 3.单丝位置分辨率σrφ=198~224µm, σz≈2mm 3.单丝位置分辨率σ =198~224µ 4.动量分辨率∆P/P=1.8%(1+P2)1/2(P以GeV/c为单位) 4.动量分辨率∆ (P以GeV/c为单位) 5.角分辨率σφ=3.1mrad, σθ=6.2mrad 5.角分辨率σ 6.π/K分辨:对于BhaBha径迹取30%的电离能损(dE/dX) 6.π/K分辨:对于BhaBha径迹取30%的电离能损(dE/dX) 的截断平均值得到分辨率为8% 的截断平均值得到分亮度L 事例率R以及亮度L

顾道宁_参加BESIII实验值班感想(20130304)

顾道宁_参加BESIII实验值班感想(20130304)

代表中山大学参加BESIII实验值班感想中山大学09级本科生顾道宁2013年3月1日至3日,在理工学院张宏浩老师的安排下,我有幸参加了中国科学院高能物理研究所北京谱仪III(BESIII)的谱仪控制室值班(BESIII DAQ shift)工作。

北京谱仪III(BESIII)是工作在北京正负电子对撞机上的大型、通用、高精度谱仪,于2008年建成,耗资2.4亿元人民币。

BESIII由主漂移室(MOC)、飞行时间计数器(TOF)、电磁量能器(EMC)、μ子探测器(MUC)以及超导螺线管磁铁、读出电子学系统、触发判选系统、数据获取系统、控制监视系统、离线数据处理等部分组成。

我值班的地点是谱仪的控制室,时间是每天下午4点到晚上12点。

值班长名叫Denysenko,是一名俄国人。

我的工作是配合值班长,详细记录谱仪控制室发生的所有事件。

每隔4小时,我需要去旁边的磁铁电源室巡视一次,记录电源室内各项仪器的读数,确保仪器正常安全地运行。

还需要接听加速器中控中心的电话并为实验人员运行DAQ软件,以便高效率高质量地完成实验所需的取数工作。

第一天下午,我提前来到了控制室跟班学习。

上一班的一位师姐为我讲解了我需要做的工作,她还提醒我今天加速器的问题较多,晚上可能会遇到一些麻烦。

我回想起下午的时候看到有多位实验室的专家为加速器做着各项调试工作,心里感到一丝紧张。

正式值班开始了,到了晚上,控制中心多次打电话过来,命令我们启动DAQ,为加速器提供量能器端盖亮度。

然而DAQ多次crash,谱仪控制室里警报声骤起。

针对出现的问题,我仔细阅读了值班手册的相关条目以及附录的FAQ,为值班长翻译其中的中文语句,协助他排查软件的问题。

同时按照值班规章制度,打电话联系on call的多个部分的负责人。

其中TOF的负责专家连夜赶来,经过两个多小时的紧张处理,问题得到解决,加速器终于可以正常运行了。

在监控屏幕上,亮度数值不再是0值,正负电子束正常注入,警报声没有再次响起,在控制室里的我们松了一口气。

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→φχ_(cJ)和e~+e~-→γχ_(cJ)(J=0,1,2)的实验研究

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→φχ_(cJ)和e~+e~-→γχ_(cJ)(J=0,1,2)的实验研究

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→φχ_(cJ)和e~+e~-→γχ_(cJ)(J=0,1,2)的实验研究夸克模型把强子按夸克成分归类为包含三个夸克的重子和包含一对正反夸克的介子。

事实上,量子色动力学也允许超出上述分类的其它强子态的存在,比如多夸克态、分子态、胶球以及混杂态等等。

寻找这些新型强子态是粒子物理实验中一个重要的课题。

近年来,在粲偶素能谱的研究中发现,粲介子产生域以上存在很多无法归类的共振结构,如X(3872),Y(4140)、Y(4260)、Y(4660)以及Zc(3900)等。

由于这类结构通常会衰变至低能粲偶素粒子,并具有与粲偶素类似的性质,因此人们常称其为类粲偶素,并以“XYZ”命名。

关于类粲偶素的本质是什么,目前尚无定论。

但其所在的陶-粲能区是从非微扰向微扰QCD过渡的区域,因此深入研究类粲偶素的性质对完善粲偶素能谱和理解量子色动力学具有重要意义。

利用BESⅢ探测器在质心能量为4.600 GeV处收集的数据样本,我们分析研究了 e+e-→φXc0,1,2 过程,并通过 e+e-→γY(4140),Y(4140)→φJ/ψ过程对类粲偶素粒子Y(4140)进行了寻找。

在该项研究中首次观测到明显的e+e-→φχ c1 和φχc2产生过程,信号统计显著性均超过了 10σ,对应的波恩截面分别为(4.2-1.0+1.7± 0.3)pb和(6.7-1.7+3.4 ± 0.5)pb,其中第一项误差为统计误差,第二项误差为系统误差。

然而对于e+e-→φχc0 和e+e-→γY(4140)两个过程,我们没有观测到明显的信号。

在90%的置信度下,我们对这两个过程的波恩截面做了上限设置,上限结果分别为5.4 pb和1.2 pb。

e+e-湮灭产生φχc0,1,2过程的截面测量结果与产生π+π-J/ψ,ωχc0,1,2以及ηJ/ψ等过程的截面都是pb的量级。

而对于e+e-→γY(4140)过程,由于e+e-→φχc2这种特殊本底过程的存在,在4.600 GeV处的截面测量上限要高于之前BESⅢ在4.230,4.260和4.360 GeV的上限测量。

反应显微谱仪飞行时间测量系统的时钟触发插件设计

反应显微谱仪飞行时间测量系统的时钟触发插件设计
触发模块测试
(b) 触发信号频率为300KHz
(c) 触发信号频率为150KHz
使用信号源Tektronix AFG 3251提供频率分别为500KHz,300KHz,150KHz的触发信号,设置插件对触发信号的屏蔽时间为7680ns。 触发信号频率为500KHz
总结
3U时钟触发插件为兰州近代物理研究所的反应显微谱仪时间测量系统提供了高精度的时钟信号和符合设计要求的触发信号。 经测试,时钟触发插件所有通道时钟抖动小于11ps,经PXI星型触发总线传输的触发信号满足设计要求。 基于3U PXI总线的高精度飞行时间测量系统已在兰州近代物理所反应显微谱仪中投入使用,时钟触发插件提供的时钟保证了HPTDC高精度时间测量,提供的触发信号满足设计要求。
触发模块由三部分组成: 触发信号接收和电平转换。 触发信号控制。 触发信号扇出。
触发模块设计
反应显微谱仪触发判选系统输出的触发信号高电平持续时间为5ns,为实现触发信号被时间测量插件稳定接收,FPGA需展宽触发信号的脉冲宽度至30ns。
通过系统配置FPGA内部寄存器,设置屏蔽时间进行可控屏蔽,屏蔽时间变化范围1us至50us,变化量为30ns的整倍数(33MHz的整周期)。
时钟模块
触发模块
时钟触发插件功能
时钟模块设计
时钟模块由时钟源、时钟扇出芯片、输出连接器三部分组成。输出5路频率为40MHz的时钟信号,为飞行时间测量读出电子学系统提供低抖动、低通道间偏差的系统时钟。
反应显微谱仪触发判选系统输出的触发信号,经触发模块接收、控制、处理后,由PXI星型触发总线扇出,为时间测量插件提供5路LVTTL电平的触发信号。
反应显微谱仪飞行时间测量系统的时钟触发插件设计
报告人:封常青 中国科学院核探测技术与核电子学重点实验室 物理电子学安徽省重点实验室 中国科学技术大学 近代物理系

飞行时间质谱仪原理与应用

飞行时间质谱仪原理与应用

结论
对线形飞行时间质谱仪来说,可以 通过调节其几何尺寸,和工作电压设置 来优化质量分辨能力。其质量分辨大多 数在~1000。
3,反射式飞行时间质谱仪
目的:更好地修正离子初始动能对 质量分辨的影响。
其最好质量分辨可达~20000。
反射式飞行时间质谱仪结构示意图
XA1 XA2
XD1 XD2
XSF
U
空间聚焦
XRef
XS
US
反射式飞行时间质谱仪的的空间/能量聚焦条件
X Re f

XD 4XS 4( X D 2 X S
)
(
X
D
(
X
D 4X 3X D
S2
)3/ 2

2X
S
)
US

2 3
(1
2XS XD
)U
上式中:
XD: 总飞行距离, US: 减速场电压, U: 离子“起飞”处(离子源)的 电势。
RETOFMS的质量分辨:
1,35,000 Rev. Sci. Instrum.1990, 60, 347
2,20,000 Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc.
1992, 112, 121
4,飞行时间质谱仪的应用
(1),质量分析器 (2),可以单独使用,也可以和其 他仪器,如离子阱,四极质谱等结 合起来使用。 (3),广泛用于化学,生物学,环 境科学等领域。
则: 离子初始动能分布:ΔU=7.5 eV, XSF=20 cm, t1= 5 µs, t2=40 µs. 因此,Δt=0.3 ns
又假定:离子到达探测器表面的时间 差为0.1ns
RFTOFMS质量分辨率:~105

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→K~+K~-的研究主基于阈值效应的能散测量

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→K~+K~-的研究主基于阈值效应的能散测量

北京谱仪Ⅲ上e~+e~-→K~+K~-的研究主基于阈值效应的能散测量标准模型是目前描述微观世界物质的组成和相互作用规律最成功的理论模型。

模型中描述强相互作用的基本理论量子色动力学(QCD)具有渐进自由的性质,在高能区强相互作用可以通过微扰的方式处理,但在较低能区时,强耦合系数增大导致微扰法将不再适用。

这时通过实验研究QCD在低能下的行为显得非常重要。

即使在非微扰能区以上,实验上也观测到了强子行为与QCD预测不一致的现象,如π的电磁形状因子和跃迁形状因子等。

此外,QCD还预言了很多奇特态的存在,如胶球、混杂态、多夸克态等。

尽管很多实验都观测到了性质与奇特态类似的共振态,但如何确定这些态的性质还需要进一步的研究。

研究QCD的性质一般从最基本的强子入手,比如最轻强子π介子,其在低能下的行为有广泛的研究。

与之类似的还有K介子,它是含有奇异夸克的最轻介子,通过它可以对一些含有奇异夸克的共振态进行研究。

目前也有一些实验研究过它在低能下的行为,其中精度最好的要数BABAR实验通过正负电子对撞的初态辐射过程测量的K+K-对产生过程的研究。

其结果显示出了与QCD预言的差异,而且在其产生谱上,有新共振态的迹象,但有些区域数据的误差很大,需要进一步研究。

本文利用坐落在北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上的北京谱仪(BESⅢ)研究了 e+e-→K+K-过程在2-3GeV的产生截面,并提取了K+/K-的电磁形状因子。

在此分析中,加速器和探测器的性能参数的精确度会影响分析结果的系统误差,故对此开展了详细研究。

基于BESⅢ探测器采集的数据,结合物理过程的特征,提出了几种测量加速器束流能散的方法。

在e+e-→K K 的研究过程中,通过飞行时间信息,电磁量能器测量的能量信息压制了来自宇宙线和多体过程的本底,然后借助于北京谱仪优秀的动量分辨率,把K+K-事例从众多两体过程中分离出来,从数据中提取出高信噪比的信号。

这里并未使用BESⅢ分析中常用的粒子鉴别算法,而是根据该过程的两体特征,利用动量提取出特征信号,得到信号过程样本。

离子飞行时间谱仪 技术参数

离子飞行时间谱仪 技术参数

离子飞行时间谱仪技术参数
离子飞行时间谱仪(Time-of-Flight Mass Spectrometer,TOFMS)是一种常用的质谱分析仪器,用于分析化合物的质量和结构。

它的技术参数包括但不限于以下几个方面:
1. 分辨率,TOFMS的分辨率是指其能够区分两个质荷比(m/z)相近的离子的能力。

通常以全宽半峰宽(FWHM)来表示,较高的分
辨率意味着仪器能够更好地分辨质谱峰,提高分析的准确性。

2. 质量范围,TOFMS能够检测的质量范围是指其能够分析的离
子质量范围,通常以m/z值表示。

不同的TOFMS仪器在质量范围上
可能有所不同,有些仪器适用于较小的质量范围,而有些则可以覆
盖更广泛的质量范围。

3. 灵敏度,TOFMS的灵敏度是指其对样品中稀有成分的检测能力,通常以信噪比或最小检测浓度来衡量。

较高的灵敏度意味着仪
器能够检测到更低浓度的化合物。

4. 采集速率,TOFMS的采集速率是指其对离子信号的采集速度,通常以每秒采集的质谱图数量来表示。

较高的采集速率意味着仪器
能够更快地获取样品的质谱信息,提高分析效率。

5. 分析速度,TOFMS的分析速度是指其完成一次样品分析所需
的时间,包括样品进样、离子飞行时间和质谱数据处理等步骤。


快的分析速度意味着仪器能够更快地完成样品分析,提高实验效率。

除了以上列举的几个技术参数外,TOFMS的性能还受到离子源、飞行管、探测器等部件的影响。

不同型号的TOFMS仪器可能具有不
同的技术参数,用户在选择仪器时需要根据实际需求和应用场景综
合考虑这些参数。

北京谱仪iii上ω-超子半轻弱衰变的实验研究

北京谱仪iii上ω-超子半轻弱衰变的实验研究

京谱仪III上ω-超子半轻弱衰变的实验研究一、引言在高能物理实验中,ω-超子半轻弱衰变一直是研究的热点之一。

而北京谱仪III作为我国高能物理领域的重要实验装置,对于ω-超子半轻弱衰变的实验研究具有重要意义。

本文将从实验背景、实验装置、实验原理、实验结果等方面,全面评估和深入探讨北京谱仪III上ω-超子半轻弱衰变的实验研究,以期能够深入理解该领域的前沿进展。

二、实验背景ω-超子是一种由奇异夸克(s夸克)构成的粒子,其性质的研究对于理解强相互作用和标准模型的完善具有重要意义。

而ω-超子的半轻弱衰变,特别是其衰变宽度的测量,更是对于理论模型的验证和修正具有重要意义。

ω-超子半轻弱衰变的实验研究一直是高能物理领域的热点问题之一。

三、实验装置北京谱仪III是我国高能物理领域的重要实验装置,其研究方向包括强子物理、核物理、粒子天体物理等。

该装置具有高能、高精度的特点,能够对复杂的粒子相互作用过程进行深入研究。

在ω-超子半轻弱衰变的实验研究中,北京谱仪III提供了重要的实验数据支持,为理论模型的验证和发展提供了重要的实验依据。

四、实验原理在ω-超子半轻弱衰变的实验研究中,实验原理是关键的。

通过粒子碰撞和衰变过程的观测和数据分析,可以得到ω-超子半轻弱衰变的相关参数,如衰变宽度、衰变模式等。

这些参数对于验证理论模型、推动物理学的发展具有重要作用。

北京谱仪III在实验原理上的优势和创新,为ω-超子半轻弱衰变的实验研究提供了重要的技术支持。

五、实验结果通过对北京谱仪III上ω-超子半轻弱衰变的实验数据分析,研究人员获得了一系列重要的实验结果。

这些结果包括ω-超子半轻弱衰变的衰变宽度、衰变模式分布等。

这些实验结果对于理论模型的验证和修正具有重要作用,为物理学领域的发展做出了重要贡献。

六、个人观点和理解我个人对于北京谱仪III上ω-超子半轻弱衰变的实验研究非常感兴趣,认为这一领域的研究具有重要意义。

通过对实验数据的深入分析和理论模型的对比,可以更好地理解ω-超子半轻弱衰变过程,推进高能物理领域的发展。

飞行时间质谱仪

飞行时间质谱仪

工作原理简介
飞行时间质谱仪的原理是测量离子从离子源到达检测器的时间。这个过程包括在离子源中产生离子束,然后 加速并测量它们从离子源至检测器的时间。其间有一漂移管,通常长约2m,如下面公式所示。所有离子在加速区 接受相同的动能,但是它们的质量不同,因而速度有差异,通过漂移管到达检测器的时间(TOF)也就不同。因此 有:
特点
飞行时间质谱仪可检测的分子量范围大,扫描速度快,仪器结构简单。这种飞行时间质谱仪的主要缺点是分 辨率低,因为离子在离开在离子源时初始能量不同,使得具有相同质荷比的离子达到检测器的时间有一定分布, 造成分辨能力下降。改进的方法之一是在线性检测器前面的加上一组静电场反射镜,将自由飞行中的离子反推回 去,初始能量大的离子由于初始速度快,进入静电场反射镜的距离长,返回时的路程也就长,初始能量小的离子 返回时的路程短,这样就会在返回路程的一定位置聚焦,从而改善了仪器的分辨能力。这种带有静电场反射镜的 飞行时间质谱仪被称为反射式飞行时间质谱仪(Reflectron time-of-flight mass spectrometer)。
飞行时间质谱仪
质谱仪
01 简介及发展概况
目录
02 特点
03 工作原理简介
04 应用
05 在环境监测中应用
飞行时间质谱仪 Time of Flight Mass Spectrometer (TOF)是一种很常用的质谱仪。这种质谱仪的质量 分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管,并以恒定速度飞向离子接收器。离子质 量越大,到达接收器所用时间越长,离子质量越小,到达接收器所用时间越短,根据这一原理,可以把不同质量 的离子按m/z值大小进行分离。
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简介及发展概况
飞行时间质谱仪是通过离子在一定距离真空无场区内按不同质荷比以不同时间到达检测器,从而建立质谱图 的质谱仪。经典线性飞行时间质谱仪包括离子源、飞行管、检测器及记录系统和真空系统。与常规使用的质谱仪 相比,它具有结构简单、离子流通率高和质量范围不受限制等优点。只是在20世纪40年代,受年代Wiley和Malarin设计了空间聚焦和延时聚焦(timelag focus)离子源, 分辨率提高至几百。70年代Mamyfin和Karataev设计了离子反射镜,进一步解决了离子能量分散问题,使飞行时 间质谱仪进入高分辨仪器的行列。由于90年代电子技术的发展和延时聚焦技术的进一步运用,商售激光飞行时间 质谱仪已达万以上的分辨率,应用范围也越益广泛。80年代末Kams和Hillenkamp发现了基体辅助激光解吸电离质 谱法,实现了分析生物大分子的重大突破,使之成为生命科学研究的重要工具。到21世纪各类功能飞行时间质谱 仪已相继问世,如电喷雾离子源、辉光放电离子源、气质联用、液质联用和毛细管电泳联用等,从而具备了常规 四极或磁式质谱仪的主要功能。飞行时间质谱仪已被看作是一种很有前途的高性能质谱仪器。

质谱基础知识-飞行时间质谱仪原理及应用

质谱基础知识-飞行时间质谱仪原理及应用

1973年
LC-MS
1974年
Fourier transform ion cyclotor resonance
MS
实用文档 1987-1988年 Matrise_assisted laser desorption
基本原理
V L
实用文档
2V
基本原理——公式推导
T L* m L* ( 1 )(m)
单分子检测飞行时间质谱仪性能指标主要用于中等极性易挥发的小分子化合物在气相状态下的电离主要用于多肽核苷酸蛋白质和高分子聚合物等生物大分子的电离大气压光电离源appi飞行时间质谱仪tofms的构成反射器技术飞行时间质谱仪tofms的构成目前tofms大都装有反射器使离子经过多电极组成的反射器后沿v型或w型路线飞行到达检测器使得分辨率可达20000以上最高检测质量可超过300000da且具有很高的灵敏度
1946年 发明飞行时间质量分析器(Time-of-flight Analyzer)
1953-1958年 出现四极杆质量分析器(Quadrupole)
1956年
GC-MS开始联用
1959年
质谱首次用于peptide sequencing
1965年
离子共振质谱出现
1968年
电喷雾离子源Electrospray Ionization
主要用于中等极性、易挥发的小分子化合物在气相状态下的电离
基质辅助激光解吸电离源(MALDI)
主要用于多肽、核苷酸、蛋白质和高分子聚合物等生物大分子的 电离
大气压光电离源(APPI)
主要用于芳烃、甾体等不宜用以上三种离子化的样品。
实用文档
飞行时间质谱仪TOF-MS的构成
质量分析器
TOF-MS分辨率低的原因

北京谱仪III离线软件刻度框架的开发和研究-Indico

北京谱仪III离线软件刻度框架的开发和研究-Indico

北京谱仪(BESIII)
北京谱仪III (BESIII)是安装在BEPCII上的一台大型通用磁谱仪,通过 它来测量正负电子对撞产生的次级粒子的物理性质,研究物质的基 本组成及其规律。
漂移室(MDC) 飞行时间计数器(TOF)
电磁量能器(EMC)
超导磁铁( Superconductor MG )
Web页面
15
刻度常数管理
16
• 小结
刻度框架已经运行在离线软件系统中, 经过近几年的应用表明刻度框架能够满足离线 软件对刻度系统的需求。
谢谢大家!
17
4
刻度框架
• 功能
– 管理和维护刻度常数的产生、存储和读取 – 提供离线软件模块读取刻度常数的统一接口
• 需求
– – – – – 支持各个探测器的不同刻度数据类型 支持远程用户访问 提供用户需要的刻度数据 提供权限管理 符合模块化的设计思想,具有可靠性、可扩性、灵活性和完 整性 – 网页浏览刻度数据
14数据表mdccalconst字段名称类型属性sernoint序列号主键runfromint刻度常数文件开始的run号索引runtoint刻度常数文件结束的run号索引filenamevarchar文件名称filepathvarchar文件路径filefmtvarchar文件格式statusenumoktestaborted文件状态sftvervarchar离线软件版本eventtypeenumdimubarbarcosmic事例类型energypointenumjpsipsippsippcosmicothercreatorvarchar创建者creatdatedatetime创建日期notesvarchar注释xttreemediumblobxt函数t0treemediumblobt0值qttreemediumblobqt函数sdtreemediumblob空间分辨15web页面16刻度常数管理刻度框架已经运行在离线软件系统中经过近几年的应用表明刻度框架能够满足离线软件对刻度系统的需求

飞行时间系统是北京谱仪上区分粒子的主要装置

飞行时间系统是北京谱仪上区分粒子的主要装置

4.6 飞行时刻计数器飞行时刻计数器置于主漂移室和晶体量能器之间〔见图 4.6-1〕,桶部TOF 的接收度为0.83,端盖TOF 的接收度从0.85到0.95,全然覆盖了主漂移室和量能器的接收度。

飞行时刻计数器用来测量带电粒子在主漂移室内的飞行时刻,要紧功能是通过所测量的飞行时刻信息,结合主漂移室测得粒子的动量和径迹,从而区分粒子的种类;同时它也参加第一级触发判选;而且能够利用不同探测器输出信号之间的时刻关系来排除宇宙线本底。

飞行时刻计数器要紧物理目标是粒子鉴不,其能力大小要紧由相同动量粒子的飞行时刻差和飞行时刻计数器的时刻分辨率所决定。

飞行时刻差随飞行时刻计数器的内半径的变大而增加;时刻分辨率分不由正负电子对撞的起始时刻推算精度和粒子打到飞行时刻计数器后测量的截止时刻的精度决定,其中飞行时刻计数器的本征时刻分辨率是要紧因素。

4.6.1 TOF 时刻分辨率分析每层TOF 的时刻分辨率受多种因素妨碍,总的时刻分辨率可表示为: 1) TOF σ,TOF 本征时刻分辨。

TOF 本征时刻分辨与闪耀体和光电倍增管的性能、参数直截了当相关,如下面的公式所示[1]:pePMT scin TOF N c L n n ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=22222)1()35.21(ττσ图4.6-1BESIII 总体框图。

桶部和端盖TOF 基本上置于主漂移室和量能器之间,前者将固定于主漂移室上,后者固定到端盖量能器上。

其中,scin τ是闪耀体的衰减时刻,L 是击中位置到光电倍增管的距离,PMT τ是光电倍增管中光电子的渡越时刻涨落,pe N 是光电子数。

pe N 与闪耀体的光产额、厚度、衰减长度、光传输距离和光电倍增管的量子效率都有关:其中,λ是光波长,)(0λN 是单位厚度闪耀体的光产额,t L 是粒子穿过闪耀体的厚度,a L 闪耀体的衰减长度,)(λε是光电倍增管的量子效率函数。

依据我们和BELLE 的经验,我们盼瞧单层TOF 的本征时刻分辨率到达80ps 〔〕。

北京谱仪Ⅲ粒子鉴别与电磁量能器性能研究的开题报告

北京谱仪Ⅲ粒子鉴别与电磁量能器性能研究的开题报告

北京谱仪Ⅲ粒子鉴别与电磁量能器性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着人类对宇宙的探索越来越深入,对粒子的鉴别和能量测量的要求也越来越高。

粒子物理实验是人类科学技术发展的重要组成部分,通过对宇宙中粒子的研究,我们可以深入了解宇宙的构成和演化。

其中,对粒子的鉴别和能量测量是实验中至关重要的步骤,也是实验研究的基础。

北京谱仪Ⅲ是中国最先进的大型粒子探测器,具有高精度的粒子鉴别和能量测量能力,是国内外物理学家开展粒子物理研究的重要工具。

该仪器发挥了重要的作用,在粒子物理前沿领域取得了重要的研究成果,使我国在粒子物理学科取得了国际地位。

本项目旨在研究北京谱仪Ⅲ中粒子鉴别与电磁量能器的性能,为粒子物理学研究提供基础理论支持和实验依据,进一步推动我国粒子物理学科的发展。

二、研究内容和方法1. 粒子鉴别性能研究。

通过对北京谱仪Ⅲ中的多种粒子进行鉴别,并对鉴别结果进行统计和分析,探究其鉴别的准确度和可靠性。

研究方法:利用模拟软件对不同种类的粒子进行模拟撞击,并模拟出各种物理过程,如电离效应、康普顿散射等,详细分析粒子在谱仪中的不同反应过程,并以此为依据阐述不同粒子鉴别性能的差异。

2. 电磁量能器性能研究。

通过对谱仪中的电磁量能器进行实验研究,分析其能量分辨率、能量响应等性能指标,深入探究其性能特点。

研究方法:设计实验方案,利用测试设备对电磁量能器进行测试和校准,分析其信号产生机理,并研究不同信号处理方法对量能器性能的影响,进而提出改进方法。

三、预期研究成果通过本项目的研究,预期可以获得以下成果:1. 深入研究北京谱仪Ⅲ中的粒子鉴别与电磁量能器的性能,掌握其基本特征和物理本质。

2. 实验测量并分析电磁量能器的性能指标,提出改进方法,进一步提高谱仪的精度和灵敏度。

3. 完善相关理论体系,为粒子物理学领域的研究提供理论基础和实验依据。

四、研究计划与进度安排1. 第一年:熟悉北京谱仪Ⅲ的基本工作原理和原始数据处理方法,并对粒子鉴别和电磁量能器的性能进行初步研究和实验探究。

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[5] [6]
generator, and sub-
jected to a Geant4
based detector simulation pro-
gram BOOST , in which the generation and transport of optical photons in TOF counter are taken into account. The simulated data are processed in the BES Offline Software System (BOSS) . 2.1 The time-of-flight calibration The calibration of TOF is proceeded by comparing the measured time tmea = traw − t0 − tcor against the predicted time texp = L/βc, where traw is the TDC value recorded by electronics, t0 the event start time, tcor the correction term; c is the velocity of √ light in vacuum, β = p/ p2 + m2 , the flight velocity of charged particle, m the particle mass, L and p are the corresponding flight path and momentum measured by the MDC(Main Drift Chamber). The correction term (tcor ) is a function of pulse height Q and hit position z , we take the following empirical form
Abstract The errors and correlations of BESIII TOF measurements are carefully checked in hit position at z partitions with the electron-pair events. The measured time-of-flight’s and their covariance matrices are subjected to a correlation analysis algorithm which is developed for BESIII to combine the independent measurements with common errors. Monte Carlo studies show that the correlated analysis can provide more reliable TOF information on particle identification.
893 — 899
894
( HEP & NP )
31
The PID ability depends on the time resolution of TOF system. There are many factors which affect the TOF measurements . They can be classified into two major categories: the un-correlated parts and the correlated parts. The un-correlated uncertainty is dominated by the detector resolution. The correlated uncertainty of TOF measurements is mainly caused by the beam bunch spread (∼40ps for BES ), which must be taken into account. In this bration/reconstruction software system
31 2007
10 10 HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS
Vol. 31, No. 10 Oct., 2007
Correlation Analysis in Time-of-Flight Calibration of BES
HU Ji-Feng1,2;1) HE Miao2,3 LIU Huai-Min2 HE Kang-Lin2;2) HUANG Bin2,3 Ya-Jun5 YANG Ming
2,3
MAO Ze-Pu2
SUN Sheng-Sen2 WU Ling-Hui
SUN Yong-Zhao2,3 XIE Yu-Guang
WANG Ji-Ke2,3
WANG Liang-Liang2,3 YOU Zheng-Yun
WEN Shuo-Pin2 YU Guo-Wei2
[3] [1]
etc.; the correction function of time walk effect is represented by the terms containing P1 to P3 , then a polynomial containing P4 to P6 is used to describe the saturation of PMTs, etc.; while the polynomial containing P7 to P9 describes the correction to the effective velocity of light in the scintillator; the term with P10 is used to correct the effect caused by different depths of charged track traversing in scintillator. The toffset is an additional term to correct the t0 off0 sets run-by-run, which is set to be zero at present. A χ2 minimization method is applied by defining a set of
2,3
*
ZHANG Zi-Ping1 JI Xiao-Bin2
BIAN Jian-Ming2,3 LI Hai-Bo2
CAO Guo-Fu2,3 LI Wei-Dong2 MO Xiao-Hu2
5
DENG Zi-Yan2 QIU Jin-Fa2
LI Gang2,4
LIU Chun-Xiu2
MA Xiang2,3
[1, 2]
sists of a beryllium beam pipe, a helium-based smallcelled drift chamber, Time-of-Flight (TOF) counters for particle identification, a CsI(Tl) crystal calorime-
1 (Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China) 2 (Institute of High Energy Physics, CAS, Beijing 100049, China) 3 (Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) 4 (CCAST(World Laboratory), Beijing 100080, China) 5 (Peking University, Beijing 100871, China) 6 (Hunan University, Changsha 410082, China) 7 (Shandong University, Ji’nan 250100, China)
dant τ −charm physics. The BES
con-
Received 31 December 2006 * Supported by CAS Knowledge Innovation Project (U-602, U-34), National Natural Science Foundation of China (10491300, 10605030) and 100 Talents Program of CAS (U-54, U-25) 1) E-mail: hujf@ 2) E-mail: hekl@
Key words time-of-flight, particle identification, offline calibration, time resolution, errors and correlations
1
Introduction
The BEPC(Beijing Electron Positron Collider)
YUAN Chang-Zheng2 ZHANG Jian-Yong2,4
YUAN Ye2
ZANG Shi-Lei2,4
ZHANG Chang-Chun2 ZHANG Yao7
ZHANG Ling6
ZHANG Xue-Yao7
ZHENG Zhi-Peng2
ZHU Yong-Sheng2
ZOU Jia-Heng7
is a double-ring, multi-bunch collider with the designed luminosity approximately 100 times higher than that of BEPC. The Beijing Spectrometer (BES) will operate at BEPC and denote the abundetector
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