隨著加速器能量的增長，產(chǎn)生的粒子數(shù)目越來越，隨著粒子物理研究的發(fā)展，需要測量粒子的參數(shù)越來越多，單個探測器已經(jīng)無法滿足這些需要。20 世紀60年代末，固定靶實驗和對撞機實驗相繼出現(xiàn)了由多種探測器組成的大型磁譜儀。大型磁譜儀可以同時測量粒子的多種性能（如電荷、質(zhì)量、自旋、宇稱、衰變寬度/壽命等）；可測量粒子的多種運動學(xué)參量（如能量、動量、速度等）；具有較好的粒子分辨本領(lǐng)。大型磁譜儀一般由頂點探測器、中心徑跡室、飛行時間計數(shù)器、切侖科夫計數(shù)器、穿越輻射探測器、電磁量能器、強子量能器、μ子計數(shù)器、亮度監(jiān)測器、常規(guī)及超導(dǎo)磁鐵等子探測器構(gòu)成?！?/P>

粒子探測器的電子學(xué)及數(shù)據(jù)獲取方面也有了很大發(fā)展，以適應(yīng)更高能量的更復(fù)雜的事例測量，如高精度的位置和能量分辨、快時間響應(yīng)的探測器；高集成度、快響應(yīng)電子學(xué)；快速大規(guī)模數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在探測器方面出現(xiàn)了新型探測器如閃爍光纖、自猝滅流光管、阻性板探測器、時間投影室、平行板雪崩室、硅微條探測器、微條氣體室等。先后出現(xiàn)了智能和集成度高的VME總線和快總線（FASTBUS），專用集成電路器件（ASIC），硅條探測器同前級電子學(xué)組合在一起的集成系統(tǒng)，高速模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換插件（Flash ADC），無死時間的時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)電路，大群微處理器組成的前級信號采集處理系統(tǒng)，流水線及在線事例過濾機群FARM，智能觸發(fā)邏輯系統(tǒng)以及10^－10秒快時間響應(yīng)電路等?！?/P>

大型磁譜儀自誕生那一天起，在粒子物理探測方面就顯示出綜合性能的優(yōu)勢，且規(guī)模越來越大，精度越來越高，三十年來做出了許多重要的高能物理實驗成果。如：一些重要粒子的發(fā)現(xiàn)（J/ψ、Y、W^±、Zo和頂夸克等），電弱統(tǒng)一模型的精確測定以及量子色動力學(xué)（QCD）模型的檢驗等?？梢灶A(yù)言，新世紀中它的技術(shù)會得到進一步發(fā)展，以適應(yīng)高能物理研究發(fā)展的需要?！?

LHC的探測器CMS

LHC的探測器ATLAS

歐洲核子研究中心CERN于1989年建成的90-200 GeV正負電子對撞機 LEP 的周長為27公里。其上的四個大型實驗裝置的三維尺度大約都在15米左右，而對撞點周圍的頂點探測器的位置精度達十微米左右。每個裝置參加實驗的科學(xué)家規(guī)模都達到500人左右?！?/P>

 CERN建造的新一代質(zhì)子-質(zhì)子對撞機LHC屬于高能量加速器，其能量高達8～20 TeV/束，亮度約為10³³～10³⁴cm^-2s^-1。LHC有很高的多束團束流對撞頻率（即束團周期小到25ns）和很大的P-P強作用截面（σ～100mb）。這些都對粒子探測技術(shù)提出了極具挑戰(zhàn)性的的要求，LHC的探測器有以下特點：　

• 具有足夠快的時間響應(yīng)以提供嚴格觸發(fā)與避免事例堆積；　
• 具有極高的空間分辨率、多徑跡分辨率與粒子識別能力；
• 具有龐大的體積以便對大能量范圍的粒子進行精密測量和有很強的磁場以便進行高動量測量。其典型的尺寸為直徑15-20米，長20-40米,讀出電子學(xué)道數(shù)以10⁷～10⁸計。數(shù)據(jù)獲取率高達10¹¹ 字節(jié)/秒（Byte/s）；　
• 具有接受粒子的密封性，即探測器盡可能覆蓋4π立體角；　
• 具有極高的抗輻射能力。　
  

PEPII的探測器BABAR

目前運行的幾個粒子工廠如B粒子工廠屬高亮度加速器，包括美國3.1-9 GeV 正負電子對撞機PEPII，日本3.5-8 GeV 正負電子對撞機KEKB它們的亮度都達L～10³⁴cm^-2s^-1，比同能區(qū)一般對撞機的亮度高100倍以上。另外還有意大利的φ介子工廠DAФNE。對上述B工廠的探測器（如美國的BABAR與日本的BELLE）主要要求包括高計數(shù)率、高分辨率、高抗輻射強度等。 　

水切倫科夫計數(shù)器內(nèi)部

在尋找新物理的大型非加速器物理（粒子天體物理）實驗前沿方面,其探測器體積均在數(shù)千至數(shù)萬噸之間,以高靈敏度、低本底與低噪聲的特點探測低事例率的物理現(xiàn)象，如宇宙線或天體過程中的中微子、宇宙暗物質(zhì)粒子等。測量精度也由較粗放轉(zhuǎn)向精密。如日本Superkamiokande 實驗用了5 萬噸水切倫科夫計數(shù)器。意大利Gran Sasso 實驗室的MACRO 實驗用了一千噸液體閃爍體，一萬噸徑跡探測器。設(shè)在該實驗室的ICARUS 實驗計劃使用近萬噸全新探測器-液氬時間投影室（LArTPC）。

（高能所科技處制作  資料來自“粒子探測器與數(shù)據(jù)獲取”、三思、百科、人民教育出版社、戰(zhàn)略家網(wǎng)站、中國輻射防護網(wǎng)、鄭志鵬報告“大型磁譜儀簡介”等）