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文档摘要

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缪子寿命测量--数据分析

中国科学院高能物理研究所

校园宇宙线观测联盟技术组

张笑鹏，刘佳，马玲玲

主要内容

缪子的寿命的定义，统计上的特点

实验测量缪子的寿命

实验数据分析过程

缪子的衰变，统计上的特点

?缪子的衰变，是自发地转变为其他种类粒子的过程

?指数衰变规律

?在单位时间内发生衰变的概率λ不随时间变化

考虑t=0时刻有N个不稳定粒子，在任意时刻t剩余未衰变的粒子数为

0

N(t)，那么在经过一个很短的时间微元dt后将会有N(t)λdt个粒子发生衰

变

?λ的倒数即为粒子的平均寿命τ=1/λ

积分

?“无记忆性”是指数分布的一个重要特性，即任意选择坐标原点，都得

到相同的分布形式

?不需要知道缪子的出生时间，只需要知道缪子的衰变时间即可

实验测量缪子的寿命第一类事例

大部分缪子能量都很高，可以轻松穿

过闪烁体，产生一个事例（E1）

第二类事例

少部分缪子能量比较低，会在闪烁体

中损失全部能量，产生第一个事例

E1（E21），之后停留在闪烁体中，并

E1

E1在一段时间之后发生衰变。

时间序列……

E1

E21衰变产生的中微子具有极强的穿透性，

第一类事例（噪音），E22

E1无法被有效探测，但米歇尔电子会与

如何去掉？E1闪烁体发生相互作用，发出闪烁光从

……

而使探测器产生第二个事例（E22）。

实验数据分析过程

?得出前后两个事例的时间差DT

1?如何去掉第一类事例的影响

?将时间差DT填入柱状图

2

?得到事例数与时间差DT之间的趋势线

3?根据趋势线得到缪子的平均寿命

实验数据介绍69

1s=10微秒=10纳秒

国际原子时单位s

从1970年1月1日开始计时

iao

单位(ns)

得出前后两个事例的时间差DT1

A+B=事例的时间将A中的数据变得更具可读性，