空间硬X射线反符合探测器研制与宇宙学参数研究

发布时间：2017-12-30 07:09

  本文关键词：空间硬X射线反符合探测器研制与宇宙学参数研究　出处：《清华大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：硬X射线调制望远镜(HXMT)运行于550 km近地轨道,空间中荷电粒子与HXMT相互作用会在主要载荷高能主探测器中引发X射线本底,降低探测器灵敏度。反符合探测器设计用于包围在主探测器前向2π立体角探测环境荷电粒子,其输出信号与主探测器信号反符合,实现以主动方式屏蔽荷电粒子诱发的本底事例。反符合探测器由6个顶面探测器和12个侧面探测器组成,主要设计指标为单机探测效率95%,对主探测器死时间影响0.1%。每个探测器均由厚6.4 mm的大面积塑料闪烁体制成,其中顶面探测器面积为0.225 m,侧面探测器面积为0.1 m。光信号由耦合于闪烁体近几何中心的光电倍增管读出。这种结构下,探测器内部的光传输效率极低,荷电粒子信号与电子学噪声难以区分,无法同时满足两个设计指标。如何提高光传输效率是反符合探测器研制的核心问题之一。本文在计算机中构造反符合探测器光学模型,通过仿真研究探测器内部光输运特性并给出优化方案,样机实验结果证明探测器性能可以大幅提高。工作另一部分集中于宇宙学模型参数研究。基于宇宙学原理和爱因斯坦场方程建立的宇宙学模型符合大多数观测数据被广泛接受,但其中仍存在不少问题备受讨论。其中之一是曲率参数与暗能量之间的高度简并使暗能量参数研究复杂化,因而促使不少工作寻找用可观测量单独限制曲率参数或暗能量参数的方法。目前有一部分工作利用超新星观测的光度距离和微分被动演化星系光谱测量的哈勃参数直接研究宇宙的几何形状,但是对曲率参数的限制结果都比用微波背景辐射(CMB)的限制结果至少弱一个数量级。注意到近几年重子声学振荡(BAO)提供的距离和膨胀率数据能有效提高曲率参数的约束,本文利用BAO数据结合主成分分析,给出不需要暗能量假设直接约束曲率参数的方法。实际结果表明这种方法对曲率的约束可以达到CMB对曲率的约束强度。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P159;P172.2

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本文编号：1353847