介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(Heavy Ion Research Facility at Lanzhou-Cooling Storage Ring,HIRFL-CSR)外靶实验子触发判选系统的设计,该系统可实现对外靶实验中γ球探测器输出信号的筛选从而保证后续的物理分析可以高效进行。系统基于Flash型现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)研制,主要是对光口模块和以太网模块进行设计,分别用来实现与总触发判选系统的通信和与上位机的信号传输。目前已完成实验室电子学测试,测试结果能够满足当前子触发系统满足外靶实验需求。
配备电子冷却装置的重离子储存环为开展高电荷态离子的双电子复合(dielectronic recombination,DR)精密谱学研究提供了绝佳的实验平台。本工作在兰州重离子加速器冷却储存环主环(HIRFL-CSRm)上开展了类锂36,40Ar15+离子的双电子复合实验,实验观测了电子-离子质心系能量范围为0～35 e V的双电子复合速率系数谱。通过外推法获得了^(36,40)Ar^(15+)离子2s_(1/2)→2p_(1/2)和2s_(1/2)→2p_(3/2)的跃迁能量。同时利用GRASP2K程序理论计算了^(36,40)Ar^(15+)离子2s_(1/2)→2p_(1/2)和2s_(1/2)→2p_(3/2)跃迁的质量移动因子和场移动因子,进而得到双电子复合谱的同位素移动值。^(36,40)Ar^(15+)离子2s_(1/2)→2p_(1/2)和2s_(1/2)→2p_(3/2)同位素移动分别为0.861 me V和0.868 me V。它们均小于目前CSRm上双电子复合实验的实验分辨为～10 me V,进而解释了实验测量的DR谱上未能观察到同位素移动的原因。然而,高电荷态离子的同位素移动场效应与原子序数Z^5成正比,因此,在重离子加速器冷却储存环实验环(HIRFL-CSRe)以及未来大型加速器——强流重离子加速器装置(HIAF)上有望通过DR精密谱学方法研究高电荷态重离子甚至放射性离子的同位素移动,进而获得相关原子核的核电荷半径等信息。
介绍了在兰州近代物理所建设的兰州重离子加速器冷却储存环外靶实验读出电子学预研系统中触发系统的需求特点以及基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)总线规范进行触发系统的设计研究。触发系统根据高能物理实验特点将各探测器的电子学通道输入信号进行分级处理,产生携带触发信息的次级触发信号上传至上一级触发处理模块,并最终结合整个系统的各子触发信号,产生最终的触发信号发送至各子探测器系统用于触发判选。通过与探测器进行的联合调试,验证了基于PXI总线构架的触发系统的功能和指标,并为完整系统的设计和扩展提供了一个重要的参考。
