Учебный эксперимент: определение вероятности случайных подсчётов.

Цель экспериментов:

Понять вероятность случайных подсчетов, возникающих из-за совпадения двух плиток.

Основа экспериментов:

После того как геометрия расположения детекторов определена и режим совпадения активирован, становится важным оценить количество случайных совпадений. Случайные совпадения возникают из-за одновременных или почти одновременных импульсов, вызванных случайными разрядами (например, шумами), а не из-за прохождения частиц с траекторией внутри объёма, определяемого телесным углом выбранной геометрии.

Вероятность того, что частица пересечёт детектор, зависит от площади сцинтиллятора и средней скорости счёта. Таким образом, вероятность случайного совпадения пропорциональна длительности импульса.

Оценка вклада случайных совпадений (Rслуч) может быть выполнена по простой теоретической формуле, основанной на методе Яношши ):

Rслуч = 2 × Ra × Rc × τ

где, τ — длительность импульса (700 наносекунд),
Ra и Rc — скорости счёта на каждом из сцинтилляторов (в событиях в секунду).

Проведение экспериментов:

Подключите кабельные разъёмы от двух детекторных систем SP5622 ко входам плиток на задней панели модуля SP5621. Включите модуль SP5621 и запустите сбор данных с помощью кнопки START на передней панели. Когда заряженная частица проходит через чёрную плитку, её энергия преобразуется в сцинтилляционное излучение. Образовавшиеся фотоны улавливаются фотосенсором и преобразуются в электрический сигнал. Количество зарегистрированных событий для каждого сцинтиллятора можно увидеть на дисплее модуля SP5621.

Выберите режим совпадения сцинтилляторов с помощью соответствующей кнопки на передней панели, затем установите время интеграции измерения.

Перед началом измерений выберите геометрию установки. Убедитесь, что геометрия остаётся неизменной на протяжении всего эксперимента. Проведите серию измерений и запишите данные для обеспечения статистической значимости.

Блок-схема экспериментальной установки:

Результаты экспериментов:

Совпадение сигналов от двух плиток играет ключевую роль во многих физических экспериментах. Скорость случайных совпадений позволяет оценить качество данных путём расчёта отношения сигнал/фон.

Тренд изменения счётной скорости и скорости случайных совпадений во времени.

График слева представляет собой увеличенный фрагмент основного графика и подчёркивает отклонение между измеренной скоростью совпадений и реальной, полученной путём вычитания вклада случайных совпадений: