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纪念文章

我与BESⅢ漂移室的不解之缘

发表日期:2018-10-11高能所 伍灵慧来源:放大 缩小

  还记得2001年的夏天,我来到高能所实验物理中心漂移室组参加暑期实践,第一次见到了漂移室,参与了张力测量和张力数据统计的工作。正值BESⅡ探测器的夏季检修,我跟着组里的老师一起到谱仪大厅检查高压电缆的连接情况。第一次看到北京谱仪,偌大一个探测器,上上下下布满了密密麻麻的电缆,有几位老师正在谱仪旁边的架子上紧张地工作。顿时震惊了,这么个庞然大物,这么复杂的系统,还有这不计其数的电缆,是怎样建造出来的?太不可思议了!

  第二年,我很幸运地成为了高能所王贻芳老师的学生,更巧的是再次被安排进了漂移室组,跟前一次不同,这次要做的是BESⅢ漂移室,大概我和漂移室之间的缘分早就注定了吧。

  从研究生院上完课回到所里,正好赶上BESⅢ漂移室进入设计阶段,无论从总体结构还是建造工艺上,BESⅢ漂移室都与BESⅡ漂移室有着很大的差别。组长陈元柏老师安排我计算每层单元的大小和数目,同时参与小模型束流测试的准备工作。

  小模型的束流测试是整个漂移室设计建造过程中十分重要的环节,其目地是检验我们的设计是否合理,能不能达到预期指标。束流测试的取数虽然只有短短的一个星期,但是前期准备要花大量的时间,包括模型的设计、加工和建造、电子学和数据获取系统的准备、宇宙线测试平台的搭建等等。那个时候我刚回所,啥也不懂,只能跟着组里的老师和学长一点一滴地学习。

  组里地刘建北师兄年长两届,不但工作出色,耐心也很好,我和同班的秦中华在他的指导和帮助下慢慢学会了很多东西。2004年5月份,我们一行5人去了KEK做束流测试。取数的前一周里,我们忙着搭建测试系统,发现噪声很大,急得不行。这时候同行的庄老师和陈老师帮着我们一起检查问题,出主意,Belle实验组CDC的负责人Uno也给我们提供了帮助。大家一起检查接地的连接,又用蛇皮线包裹了所有电缆,终于在正式取数前把噪声降下来了。接下来的一周紧张而又有条不紊,束流是24小时提供的,为了不浪费每一秒的束流时间,师兄制定了详细的取数计划,我们三个年轻人轮流值班,两位老师年纪较大,只能在白天给我们提供各种帮助。我们的取数分成很多run,每次开始一个新的run之前都要修改很多设置参数,人困马乏的时候特别容易漏掉一些操作,浪费宝贵的束流时间,后来我想了一个办法,设计了一张详细的操作表,把每次要做的操作提前列出来,非常有效地避免了误操作和漏操作,还得到了师兄的表扬。一星期的取数时间很快就结束了,我们顺利地完成了原计划的所有任务,同时,我们每个人还成功地减掉了七八斤体重。

  回到所里,经过一段短期的休整后我们就开始进行数据分析。在这个过程中,我跟着师兄学到了很多数据处理的基本方法,开始真正地深入理解漂移室的工作原理,为后来的工作打下了很重要的基础。

  我整个博士阶段的研究都是围绕漂移室展开的,在漂移室组完成了两年的硬件工作,导师又安排我进入BESⅢ软件组,进行漂移室刻度校准软件的研究。在博士研究生的后两年里,我一边做软件研究,一边参与漂移室的建造和宇宙线测试,虽然紧张而忙碌,但却学到了很多知识,对整个漂移室有了更加深入而系统的认识。终于在2007年顺利的完成了博士论文,取得了博士学位。可是没多久,和我一起待过4年的刘师兄和同学秦中华就要出国了,于是宇宙线测试数据的分析任务就落到了我一人身上。数据分析过程中遇到了很多问题,经历了很多次的失败与绝望。后来在硬件组和软件组老师的共同帮助下,经过不断的尝试,终于找到了原因所在,得到了合理的结果。我的工作还得到了Belle实验组的Uno和卡耐基梅隆大学的Roy教授的认可,感觉所有的努力都是值得的。

  宇宙线数据的分析刚告一段落,BESⅢ实验的运行取数就紧锣密鼓地开始了。实验中心的老师安排了两名研究生跟我一起承担漂移室的离线刻度和性能研究任务。因为有了之前数据分析的经验,这一次我们有了足够的信心,沉着应对各种新的挑战。同时我们和硬件组的老师和同事积极配合,共同解决漂移室运行调试过程中遇到的各种新问题,终于在2009年初让漂移室的分辨和效率达到了BESⅢ的验收指标,顺利通过验收。

  从2009年正式的物理取数至今,BESⅢ漂移室已经运行了9个年头,在这9年中,还经历了噪声、老化、更换气体、高压调整、降磁场、机械位置偏移等等很多问题,正是因为这些不断出现的问题和挑战,让我不断地成长,无论在硬件还是软件方面都对漂移室有了更全面更深入的理解。BESⅢ还将运行若干年,而我还将尽自己的力量去守护漂移室,保障它的正常运行。

  (本文在“纪念北京正负电子对撞机建成30周年有奖征文活动”中荣获三等奖。)

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