A visualization of the damage in Lead Tungstate calorimeter crystals after exposure to high-energy hadrons
在CERN的大型强子对撞机（HL-LHC）计划进行高亮度升级后，在预期的环境中，量热计晶体的预期性能必须得到很好的理解，然后才能对探测器升级的需求做出明智的决定。在HL-LHC运行的这些年里，探测器将暴露在相当大的快强子通量下，这已被证明会导致钨酸铅闪烁晶体的累积透明度损失。在这项研究中，我们提出了直接的证据的主要潜在的损害机制。结果显示，从一个测试，产生一个直接洞察到的性质的强子特定的损伤在钨酸铅量热器晶体暴露于24 GeV/c的质子。
2012-02-02 hep-ex physics.ins-det
Scintillating properties of today available lead tungstate crystals
在ClearMind项目的背景下，我们测量了当今可用的PbWO4晶体的伽马射线相互作用引起的结晶特性。我们通过测量在快速光电倍增管上测量的信号形状并将其从仪器效应中解卷积来测量闪烁产额和时间常数。对于掺杂的晶体在室温下，我们测量了快速闪烁的成分，与时间常数为2纳秒，55%的总光产额，和6纳秒的慢组件。我们观察到一个显着增加的光产额的慢组件时，温度降低，同时增加的时间常数，但没有增加的快组件的光产额。我们的测量重现文献中引用的PbWO4晶体的主要定性特征。然而，我们测量到的时间常数明显更短，光产额更大。这是解释了一个严格的治疗仪器的贡献在测量中。结果进行了讨论，并提出了未来的发展前景，为ClearMind项目量身定制。
2021-06-24 physics.ins-det
LED Monitoring System for the BTeV Lead Tungstate Crystal Calorimeter Prototype
我们报告的性能的监测系统的原型量热计的BTeV实验，使用钨酸铅晶体耦合光电倍增管。这些测试是在俄罗斯Protvino的70 GeV加速器综合体中进行的。
2004-07-08 hep-ex physics.ins-det
Comparison of Radiation Damage in Lead Tungstate Crystals under Pion and Gamma Irradiation
在Protvino的IHEP进行了由俄罗斯Bogoroditsk技术化工厂和中国上海陶瓷研究所生产的钨酸铅晶体的辐射硬度的研究。用40 GeV的π介子束辐照晶体。完全恢复后，用$^{137}Cs$ $γ$射线源照射相同的晶体。沿晶体长度的剂量率分布被观察到是非常相似的。我们比较了两种辐射对晶体光输出的影响。
2004-04-28 hep-ex physics.ins-det
Study of Radiation Damage in Lead Tungstate Crystals Using Intense High Energy Beams
我们报道了辐射对钨酸铅晶体光输出的影响。这些晶体受到纯的、强的高能电子和强子束以及强子、中子和伽马射线的混合物的照射。晶体在Bogoroditsk、Apatity（俄罗斯）和上海（中国）生产。这些研究是在普罗特维诺的70 GeV质子加速器上进行的。
2002-10-05 hep-ex physics.ins-det
A study of high-energy proton induced damage in Cerium Fluoride in comparison with measurements in Lead Tungstate calorimeter crystals
在欧洲核子研究中心大型强子对撞机的量热法早期研发研究中产生的氟化铈晶体暴露于24 GeV/c质子通量Phi_p=（2.78 +- 0.20）x 10 EE 13 cm-2，经过一年的测量跟踪其恢复，通量Phi_p=（2.12 +- 0.15）x 10 EE 14 cm-2。质子引起的晶体损伤和两次辐照后的自发恢复的结果在这里，随着一些新的，补充数据的质子损伤钨酸铅。与FLUKA蒙特卡罗模拟结果进行了比较，并试图定性的理解高能损伤机制。
2010-05-06 hep-ex physics.ins-det
High-energy proton induced damage in Lead Tungstate calorimeter crystals
用20 GeV/c的质子束辐照了8个CMS生产级PbWO_4晶体，辐照剂量高达5.4E ~（13）cm ~（-2）。这些晶体的损伤恢复已经进行了一年多。使用1 kGy/h的剂量率，对其他7个晶体进行了60 Co光子的比较辐照。在质子辐照的晶体中，光透射带边移动，并且诱导吸收长度与波长的4次方的倒数成正比。在γ射线辐照的晶体中，带边不移动，但吸收带的形成是清楚可见的。晶体中γ辐射引起的吸收长度被证实具有优异的辐射硬度，在低于0.5 m-1的水平饱和。在质子的情况下，我们观察到没有相关性的预表征的辐射硬度的晶体和诱导吸收增加与注量线性。在5E 13 cm-2的能量密度后，诱导吸收长度约为100 nm。15 m-1，没有饱和迹象。这些观察结果提供了强有力的证据，表明高能质子造成的损伤是伽马射线照射无法复制的。然而，这些强子效应只在积分注量远超过1 E12 cm-2时才显现出来，并且很可能在较低注量时逃逸而未被发现。在质子和伽马辐照的晶体中，很大一部分损伤要么是稳定的，要么恢复得非常缓慢。
2004-12-16 physics.ins-det
Correlation of Beam Electron and LED Signal Losses under Irradiation and Long-term Recovery of Lead Tungstate Crystals
钨酸铅晶体中的辐射损伤降低了其透明度。将在这种晶体中检测到的光量与光子或电子的入射能量相关联的校准对于保持检测系统的能量分辨率是至关重要的。本文报道了用单能电子束或π介子束辐照由光电倍增管读出的钨酸铅晶体的实验结果。束电子本身被用来测量闪烁光输出，和一个蓝色发光二极管（LED）被用来跟踪晶体透明度的变化。我们报告的相关性的LED测量与辐射损伤的光束，也表明，它可以准确地监测晶体从这种损害的恢复。
2005-04-13 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the large-scale lead tungstate scintillating calorimeter
Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；University of North Carolina at Wilmington（北卡罗来纳大学温斯顿-塞勒姆分校）；A. I. Alikhanian National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute)（A.I.阿利哈尼扬国家科学实验室（埃里温物理研究所））
本文报告了用于高计数率光子探测和精确能量测量的大规模钨酸铅闪烁晶体量热器的安装与初始调试，通过LED测试、宇宙射线μ子和康普顿散射光子实现光学响应均衡，验证了探测器设计的可靠性和稳定性。
2026-05-24 physics.ins-det
Light Monitoring System for the Lead Tungstate Calorimeter in Hall D at Jefferson Lab
本文介绍了为Jefferson Lab D厅GlueX探测器中由1596块铅钨酸盐晶体构成的电磁量能器设计、安装并成功运行的发光二极管光监测系统。
2025-10-31 physics.ins-det
Installation and first commissioning results of the JEF lead tungstate calorimeter
本文介绍JLab Eta Factory实验由1596块钨酸铅晶体构成的ECAL的制造、实验室测试、安装及利用光监测系统和宇宙射线获得的首批调试结果，该探测器已于2025年春季准备取数。
2025-10-03 nucl-ex physics.ins-det
A highly-compact and ultra-fast homogeneous electromagnetic calorimeter based on oriented lead tungstate crystals
提出基于取向超快钨酸铅(PWO-UF)晶体的紧凑型电磁量能器，利用晶轴对齐加速簇射发展以减少量能器深度，并验证了晶体质量与概念设计，为极高能实验应用开辟新途径。
2025-07-15 hep-ex physics.ins-det
Time Reconstruction and Performance of the CMS Electromagnetic Calorimeter
本文以实验束电子、宇宙射线和束生μ子为例，研究了CMS电磁量能器时间测量的分辨率和线性度。由此产生的时间分辨率测量钨酸铅晶体是优于100 ps的能量存款大于10 GeV。晶体与晶体的同步精度为500 ps，是使用2008年第一个LHC光束产生的μ子进行的。
2009-12-21 physics.ins-det
Predicting hadron-specific damage from fast hadrons in crystals for calorimetry
快强子在钨酸铅和LYSO晶体中引起累积损伤。其基本机制已被证明是裂变径迹的产生，裂变径迹充当散射中心，从而降低了光收集效率。对于量热法应用在环境中，预计大，快强子注量，预测晶体中的损伤是非常重要的，使明智的选择的技术。在这里介绍的研究中，模拟使用FLUKA包已进行钨酸铅，LYSO和氟化铈，并与测量结果进行了比较。模拟结果和实验测量之间的协议，发现允许得出结论，在一个给定的材料中的损伤幅度可以预测的精度，是足以预期在探测器操作过程中的损坏。
2018-06-17 hep-ex physics.ins-det
Lead tungstate calorimeter of the Jefferson Lab Eta Factory experiment
为研究η介子稀有衰变的JLab Eta Factory实验，研制了由1596根PbWO₄晶体构成的高粒度高分辨率电磁量能器，替换GlueX探测器前向量能器内部，已集成入触发系统，处于调试阶段，2025年1月将投入运行。
2025-10-06 nucl-ex physics.ins-det
Studies of Cherenkov Photon Production in PbF$_2$ Crystals using Proton Beams at Fermilab
本文介绍面向未来轻子及 μ 子对撞机的晶体电磁量能器研发项目的初步结果，重点利用费米实验室质子束研究 PbF2 晶体中的切伦科夫光收集。
2024-12-05 physics.ins-det
Fast and Efficient Detection of 511 keV Photons using Cherenkov Light in PbF$_2$ Crystal coupled to a MCP-PMT and SAMPIC Digitization Module
我们研究了使用切伦科夫光有效检测511 keV光子的可能性，目标是将其用于TOF-PET。我们设计并测试了两个检测模块，该模块由连接到Planacon MCP-PMT XP 85012的PbF $_2$晶体组成。放大的PMT信号由SAMPIC模块数字化，具有高读出速率，高达$10^5$事件/秒，对时间分辨率的贡献可忽略不计，低于20 ps（FWHM）。我们开发了一个快速二维扫描系统来校准PMT的时间响应，并详细研究了Planacon PMT的时序特性。使用放射性$^{22}$ Na源，在10 mm厚的晶体中，对511 keV光子的探测效率为24%，符合分辨时间为280 ps。分析了影响大面积探测模块时间分辨率的主要因素，提出了改进方案，并将在后续项目中进行验证。
2019-11-14 physics.ins-det
Beam Test of the PIN-diode Readout Units with Electron Energies from 5 to 40 GeV at CERN SPS
国产大面积紫光灵敏硅光电二极管PIN是大型重离子碰撞实验中光子谱仪钨酸铅晶体探测器读出元件的候选器件之一。PIN二极管与钨酸铅晶体和低噪声二极管组装成一个完整的探测器单元。束流实验是在欧洲核子研究中心的SPS加速器上进行的。能量分辨率的测量与电子束能量范围从5到40 GeV。讨论了求和校正方法，得到了标称束流能量与探测器峰值位置的良好线性关系，表明穿通效应可以忽略。
2019-11-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cherenkov and scintillation light separation in BGO and BSO crystals coupled to SiPMs for dual-readout electromagnetic calorimetry at future colliders
Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；Università degli Studi di Napoli Parthenope（那不勒斯帕尔特诺佩大学）；European Center for the Nuclear Research（欧洲核子研究中心）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所，米兰比可卡分部）；Dipartimento di Fisica e Geologia, Università degli Studi di Perugia（佩鲁贾大学物理与地质学系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所，佩鲁贾分部）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）
通过结合光学滤波与波形模板拟合，分离BGO和BSO晶体中切连科夫光与荧光光，实验证实了在高能μ子和正电子束下切连科夫光可达150 ph.e./GeV，为未来Higgs工厂的双读出电磁量能器提供了技术基础。
2026-08-24 physics.ins-det
First test of an enriched $^{116}$CdWO$_4$ scintillating bolometer for neutrinoless double-beta-decay searches
首次成功地将富含$^{116}$ Cd的钨酸镉晶体闪烁体用作测量辐射热计。测量在地面上在18 mK的温度下进行。晶体质量为34.5 g，富集程度约为82%。尽管由于地面上的操作而产生了大量的堆积效应，但该探测器表现出了高能量分辨率（在0.2-2.6 MeV $γ$能量范围内的2-7 keV半高宽）、强大的粒子识别能力和高水平的内部放射性纯度。这些结果证明钨酸镉是一种非常有前途的探测器材料，用于下一代无中微子双β衰变测辐射热实验，如CUPID项目（CUORE升级与粒子识别）中提出的。
2016-06-24 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of thin optical filters for high purity Cherenkov light readout from scintillating crystals
European Center for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）；Université Claude Bernard Lyon 1, UMR5306 CNRS ILM（里昂第一大学克洛德·贝尔纳）；Université de Strasbourg, UMR7178 CNRS IPHC（斯特拉斯堡大学）
本文研究了用于高纯切连科夫光读出的薄型光学滤波器，通过测试不同晶体的发光效率和衰减时间，以及滤波器的透射和发射光谱，确定了适合抑制闪烁光的长波吸收滤波器。
2026-03-18 hep-ex physics.ins-det
Studies of an array of PbF2 Cherenkov crystals with large-area SiPM readout
费米实验室新的μ子（g-2）实验的电磁量能器将由大面积硅光电倍增器（SiPM）传感器读出的PbF 2切伦科夫晶体阵列组成。我们在这里报告的测量和模拟使用2.0 - 4.5 GeV的电子与28元素的原型阵列。所有数据都是使用快速波形数字化仪获得的，以准确地捕获信号脉冲形状与能量、撞击位置、角度和晶体缠绕。使用基于激光的校准系统对SiPM进行增益匹配，该校准系统还提供了稳定程序，允许增益校正到每小时1 e-4的水平。在考虑纵向波动损失后，那些包裹在白色扩散包裹物中的晶体显示出能量分辨率σ/E为（3.4 ± 0.1）%/sqrt（E/GeV），而那些包裹在黑色吸收包裹物中的晶体具有（4.6 ± 0.3）%/sqrt（E/GeV）。白色包裹的晶体-具有近两倍的总光收集-显示一般较宽和冲击位置依赖的脉冲形状，由于光传播的动态，相比之下，黑色包裹的晶体，具有较窄的脉冲形状，对冲击位置不敏感。
2015-02-19 hep-ex physics.ins-det
Application of sequence learning for predicting radiation damage of the CMS electromagnetic calorimeter
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学理学院）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
本文应用序列到序列深度学习模型预测CMS电磁量能器钨酸铅晶体的辐射损伤，基于LHC开放数据验证了该方法的有效性。
2026-10-06 cs.LG hep-ex physics.ins-det
Lead fluoride Cherenkov detector read out by avalanche photodiodes for measuring the intensities of pulsed antiproton beams
切伦科夫探测器基于五个氟化铅（$β$ $_2$）晶体的阵列，其尺寸为30 mm $\times$ 30 mm $\times$ 160 mm，由有效面积为10 mm $\times$ 10 mm的反向雪崩光电二极管（APD）读出，用于测量在欧洲核子研究中心的反质子减速器处从反质子的脉冲束的湮灭中出现的次级粒子的通量。我们比较了由$β$ $_2$、熔融石英、UV透明丙烯酸、铅玻璃和无铅高折射率玻璃制成的辐射器的相对光子产率。一些{ \it p-i-n}光电二极管也用于读出，但是输出信号由穿过光电二极管的300 $μ{\rm m}$厚耗尽区的次级粒子的核计数器效应（NCE）支配。在APD中观察到较小的NCE，因为其中的最大电子增益主要发生在薄的${\it p}$型半导体层中产生的电子-离子对，该半导体层在发生放大的高电场的{ \it p-n}结之前。
2019-11-06 physics.ins-det
CdWO4 crystal scintillators from enriched isotopes for double beta decay experiments
研制了富集~（106）Cd和~（116）Cd的钨酸镉晶体沉淀剂。所生产的闪烁体具有良好的光学和闪烁性能，以及低水平的放射性污染。研究106 Cd和116 Cd的双β衰变的实验正在INFN（意大利）的Gran Sasso国家实验室进行。展望了用重结晶法进一步提高探测器放射性纯度的前景。
2013-02-20 nucl-ex physics.ins-det
Commissioning and operation of the Cherenkov detector for proton Flux Measurement of the UA9 Experiment
CERN-SPS的UA9实验研究了弯曲硅晶体中的沟道过程，目的是操纵强子束。在高能加速器环境中对通道光束的监测和表征理想地需要真空和辐射硬探测器。为此，设计并研制了用于质子通量测量的切伦科夫探测器（CpFM）。它基于光束管真空中的薄熔融石英棒，其拦截带电粒子并产生切伦科夫光。自2015年以来，第一个版本的CpFM安装在UA9实验的晶体辅助准直装置中。在本文中的程序，使探测器的操作和完全集成在UA9设置进行了说明。最重要的标准操作的检测器。它们已被用于调试和表征探测器，此外还提供了集成通道光束轮廓的测量和几项功能测试，以确定晶体弯曲角。校准已执行与铅（Pb）和氙（Xe）束和结果应用于这里详细讨论的通量测量。
2019-04-12 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Light-Based Fast Timing in Bulk CsPbBr3 Crystals for TOF-PET and Proton Range Verification
本研究针对半导体探测器时间分辨率差的问题，提出利用CsPbBr3晶体中的切伦科夫光提升定时性能，经模拟与实验验证获得419 ps FWHM的符合时间分辨率，证实其在快速定时及三维定位方向的应用可行性。
2025-04-29 physics.ins-det physics.med-ph
Precision Measurement of Energy and Position Resolutions of the BTeV Electromagnetic Calorimeter Prototype
本文介绍了由俄罗斯博戈罗季茨克和中国上海生产的钨酸铅晶体制成的电磁量能器原型的能量和位置分辨率与能量的关系。这些测量是在Protvino加速器上使用1至45 GeV的电子束进行的。晶体与光电倍增管耦合。给出了能量分辨率和位置分辨率对不同因素的依赖关系以及实测的电磁簇射横向剖面。
2002-11-05 hep-ex physics.ins-det
Study of Possible Scintillation Mechanism Damage in PbWO4 Crystals After Pion Irradiation
我们采用了两种独立的方法来研究可能的损害钨酸铅晶体中的闪烁机制，由于照射的34 GeV的介子束。首先，用窄光束同时照射10个晶体超过30小时，这样每个晶体只有一小部分区域受到影响。我们研究了辐照对光输出不均匀性的影响。如果观察到局部降解，则表明闪烁机制受损。其次，我们使用两个光电管连接到一个晶体的两侧检测光输出。由于这些光电管仅从小的局部区域检测闪烁光，因此传输损耗的影响应该是最小的。我们没有看到任何统计学上显着的证据，闪烁机制损害与任何方法。影响与零一致，95% C. L时上限为0.5%。
2004-10-22 hep-ex physics.ins-det
Measurements and optimization of the light yield of a TeO$_2$ crystal
辐射热测量计由于其优异的能量分辨率和极低的本征背景，已被证明是寻找稀有过程的良好仪器。在这类探测器中，区分α粒子和电子的能力代表了本底降低的一个重要方面。获得这种区分的一种可能性是通过检测切伦科夫光来提供的，在天然放射性的低能量下，切伦科夫光仅由电子发射。本文介绍了开发的方法来评估由TeO $_2$晶体产生的光的量时，由511 keV的光子击中。显示和比较的晶体和读出系统的详细模拟的实验测量和结果。测量到每沉积MeV约52个切伦科夫光子的光产额。还介绍了用PTFE层包裹晶体的效果，其目的是最大化光收集。
2014-09-12 hep-ex physics.ins-det
Characterization and Performance of PADME's Cherenkov-Based Small-Angle Calorimeter
位于意大利Frascati国家实验室（LNF）的PADME实验将通过$e^+e^-\rightarrow γA'$过程寻找假想暗光子的不可见衰变，其中$A'$逃脱检测。第一阶段中的暗光子质量范围灵敏度将为1至24 MeV。我们在这里报告的测量和模拟研究的性能的小角度量热计，一个组成部分的PADME的探测器，致力于拒绝2-和3-伽马背景。关键的要求是小于200 ps的时间分辨率，这是满足选择的PbF $_2$晶体和新发布的滨松R13478 UV光电倍增管（PMT）。在LNF束流测试装置上，使用100 ~ 400 MeV电子，获得了81 ps的时间分辨率（双峰分离分辨率为1.8 ns）和5.7%/ $\sqrt{E}$的单晶能量分辨率，光产额为2.07个光电子/MeV。我们还提出了一个两个PMT的解决方案耦合到一个单一的PbF $_2$晶体的高能量应用，这具有潜在的吸引力的功能的调查。
2019-02-22 hep-ex physics.ins-det
Imaging of PbWO4 Crystals for G Experiment Test Masses Using a Laser Interferometer
这是非常可取的牛顿引力常量$G$的未来测量使用测试/源质量，允许无损，定量的内部密度梯度测量。高密度光学透明材料理想地适合于此目的，因为它们的密度梯度可以用激光干涉测量法测量，并且它们允许用于$G$设备中经常需要的临界距离测量的原位光学计量方法。我们提出了一个上限可能的内部密度梯度钨酸铅（PbWO $_4$）晶体使用激光干涉仪确定。我们在两个${1 \over ρ}{dρ\over dx}<2.1 \times 10^{-8}$ cm $^{-1}$的PbWO $_4$测试晶体中设置了分数原子密度梯度的上限。该值比$G$测量所需的值小两个数量级以上。他们也是一致的，但更敏感的比最近报道的测量相同的样品，使用中子干涉。这些结果表明PbWO $_4$晶体非常适合用作$G$实验中的测试质量。今后可对各种可能的测试质量进行非破坏性的内部密度梯度测量，这些内部密度梯度用于$G$的测量。
2022-04-26 gr-qc nucl-ex physics.ins-det
Neutron Phase Contrast Imaging of PbWO$_{4}$ Crystals for G Experiment Test Masses Using a Talbot-Lau Neutron Interferometer
使用透明的测试/源质量可以有益于将来牛顿引力常量$G$的测量。这样的透明测试块材料能够使用光学干涉测量法实现非破坏性的定量内部密度梯度测量，并且允许实现用于$G$设备中经常需要的临界距离测量的原位光学计量方法。为了确认这种光学干涉测量对内部密度梯度的灵敏度，需要用完全独立的技术进行检查。我们提出了一个上限可能的内部密度梯度钨酸铅（PbWO $_4$）晶体使用Talbot-Lau中子干涉仪的冷中子成像设备（CNIF）在NIST。我们在两个${1 \over N}{dN \over dx}<0.5 \times 10^{-6}$ cm $^{-1}$的PbWO $_{4}$测试晶体中设置了分数原子密度梯度的上限。该值比$G$测量所需的值小大约两个数量级。我们讨论了这一结果的影响和其他非破坏性的内部密度不均匀性的表征方法，可应用于测试群众在$G$实验。
2021-09-26 cond-mat.mtrl-sci gr-qc nucl-ex
Measurements on Time Resolution of BGO, PWO and BSO Crystals
针对未来CEPC的HGCCAL需求，研究BGO、PWO、BSO三种晶体与SiPM组成探测单元的时间分辨率，通过束流测试评估多种定时方法，得出晶体性能、尺寸及预簇射层对时间分辨率的影响规律。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Model for the Cherenkov light emission of TeO$_{2}$ cryogenic calorimeters
能够探测中微子的马约拉纳性质并发现轻子数破坏的最灵敏的过程是无中微子双β衰变。由于具有出色的能量分辨率、效率和固有的放射性纯度，低温量热仪是研究这一过程的首选。一种能够提高当前实验灵敏度的新方法是拒绝代表主要背景源的$α$相互作用。在TeO $_2$量热计中，$α$粒子可以被标记，因为与电子相反，它们不发射切伦科夫光。然而，检测到的非常少量的切伦科夫光破坏了对$α$背景的完全抑制。在本文中，我们比较了在以前的测量TeO $_2$光产额与一个详细的蒙特卡罗模拟能够再现的数量的切伦科夫光子产生的$β/γ$相互作用的热量计和它们的传播在实验装置中。我们证明，从$5\times5\times5$ ~cm $^{3}$ TeO $_2$测辐射热计检测的光输出可以增加高达60%，通过增加晶体的表面粗糙度和改进光探测器的设计。此外，我们研究了解开$α$，$β$和$γ$相互作用的可能性，这代表了最终的背景源。不幸的是，$γ$抑制是不可行的，但是$α$抑制可以利用高灵敏度光检测器来实现。
2017-03-13 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the Li$_2$WO$_4$ crystal as a cryogenic scintillating calorimeter
本研究首次在地下测试了非钼掺杂天然钨酸锂（LWO）晶体作为闪烁低温量热计的性能，验证了其优异的能量分辨率与粒子鉴别能力，证实该材料是下一代稀有事件物理实验的理想候选材料。
2025-10-29 nucl-ex physics.ins-det
Investigating the Timing Behavior of Compton Scattering in BGO for Time-of-Flight PET
Seoul National University（首尔大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Fondazione Bruno Kessler（布鲁诺·凯斯勒基金会）；Brightonix Imaging Inc.（Brightonix成像公司）
本研究探讨BGO中康普顿散射对TOF-PET时间分辨的影响，发现InterCS事件显著降低时间分辨率，需采用时间感知的像素时间戳策略以维持性能。
2025-11-25 physics.ins-det physics.med-ph
Machine Learning Enables Real-Time Waveform Decomposition for Dual-Readout Calorimetry
Stanford University（斯坦福大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分部）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比科卡大学）；Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）
本文研究了机器学习与模板拟合方法在双读出 calorimetry 中分离闪烁和切连尼夫光成分的性能，展示了机器学习在低采样率下的优势及 FPGA 兼容压缩的实时应用潜力。
2026-04-28 hep-ex physics.ins-det
Analytic timing calculations and timing limits with prompt photons, high-aspect-ratio crystals, and complex TOF-kernels in TOF-PET
提出解析框架预测TOF-PET探测器时序，结合瞬发光子与复杂TOF核，快速计算并验证理论极限，指导探测器开发。
2025-10-06 physics.ins-det physics.med-ph
TeO$_2$ bolometers with Cherenkov signal tagging: towards next-generation neutrinoless double beta decay experiments
CUORE是由988 TeO $_2$测辐射热计组成的阵列，它将成为寻找无中微子双β衰变的最灵敏的实验之一。通过去除$α$放射性背景，可进一步提高其灵敏度。几年前已经指出，来自$β$的信号可以通过检测发射的切伦科夫光来标记，该切伦科夫光不是由$α$产生的。在本文中，我们证实了这种可能性。我们第一次测量了CuORE晶体发射的切伦科夫光，并发现它在$Q$衰变值处为100 eV。为了完全排除$α$背景，我们计算出需要基线噪声低于20 eV RMS的光检测器，该值比我们使用的测辐射热光检测器的平均噪声小3-4倍。我们指出，必须开发一种改进的光探测器技术，以获得TeO $_2$测热实验能够探测中微子质量的倒置层次。
2014-12-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Detailed simulation for the ClearMind prototype detection module and event reconstruction using artificial intelligence
本研究针对ClearMind TOF-PET位置灵敏探测模块，构建了包含光子传播、器件响应和电信号传输的Geant4真实模拟，对比了统计算法与TMVA机器学习算法的伽马转换重建精度，预计实现mm级空间分辨率。
2023-01-26 physics.ins-det
Geant4 simulations of the lead fluoride calorimeter
在本文中，我们模拟的复杂结构中的带电粒子的发射与Geant 4的帮助。我们考虑切伦科夫辐射，过渡辐射，韧致辐射，对生产和其他伴随过程。作为一个应用，我们研究了在费米实验室的μ介子g-2实验的全尺寸电磁量能器。量热计模块（实验中预计有24个）由用于安装激光校准系统的Delrin前面板、由黑色Millipore纸包裹的54个PbF 2 Cherenkov晶体和硅光电倍增器传感器组成。我们在这里报告的辐射模拟正电子通过量热计系统。我们使用Geant 4工具包进行模拟，该工具包为探测器模拟的所有领域提供了一套完整的工具：几何，跟踪，探测器响应，运行，事件和跟踪管理以及可视化。我们考虑了正电子以任意入射角向下运动通过量热计时切伦科夫光子的膨胀。切伦科夫光学光子的光谱和角分布在不同的部分的量热计系统已被评估，以及从面板和储存环的铝真空室的过渡辐射和预簇射分布。(The论文正在进行中）。
2016-12-10 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.ins-det
Characterization of Light Production and Transport in Tellurium Dioxide Crystals
同时测量声子和光信号是降低CUPID实验本底和提高灵敏度的有效途径。CUPID实验是新一代测热无中微子双β衰变（$0νββ$）实验。二氧化碲（TeO $_2$）晶体是CUPID的候选材料之一，其发光主要是微弱的切伦科夫辐射，而TeO $_2$的高折射率使光收集变得复杂。因此，$0νββ$事件的阳性鉴定需要高灵敏度的光检测器和对光传输的仔细优化。TeO $_2$晶体的光学性质的详细的微观物理的理解是这样的优化是必不可少的。我们提出了一套定量测量光的产生和运输的立方TeO $_2$晶体，验证了一个完整的光学模型和校准对紫外线紫外线丙烯酸标准。我们测量的晶体的光学表面特性，并设置严格的限制在室温下闪烁的TeO $_2$的量为$β$和$α$粒子的5.3和8光子/兆电子伏，分别在90%的置信度。这里描述的技术可以用来优化和验证CUPID的粒子识别能力。
2019-10-29 nucl-ex physics.ins-det
Design and performance of SiPM-based readout of PbF2 crystals for high-rate, precision timing applications
我们已经开发了一个定制的放大器板耦合到一个大格式的16通道滨松硅光电倍增器设备作为光传感器的电磁量能器在μ g-2实验在费米实验室。量热计吸收体是一组氟化铅晶体，它产生短时间的切伦科夫光。探测器位于μ子储存环的高磁场中。所选择的SiPM及其伴随的定制电子器件必须保持短脉冲形状，具有高量子效率，是非磁性的，在变化速率条件下表现出增益稳定性，并且覆盖晶体出口表面积的相当大的部分。我们描述了一个优化的设计，采用新一代的硅通孔设备。性能记录在一系列的台架和梁测试。
2016-12-23 hep-ex physics.ins-det
Measuring the Th-229 nuclear isomer transition with U-233 doped crystals
我们提出了一种简单的方法来测量的几个eV的异构态的能量Th-229。为此，U-229核被掺杂到VUV透明晶体中，在那里它们经历α衰变成Th-229，并且以2%的概率填充同质异能态。这些Th-229 m核可能在所寻求的VUV伽马的发射下衰变到核基态，其波长可以用光谱仪确定。基于测量的U：CaF 2晶体在真空紫外范围内的光传输，我们预计信号至少2个数量级以上的电流计划相比，使用表面注入反冲核。信号背景主要是由钍衰变链的β衰变引起的切伦科夫辐射。我们估计，即使异构体经历辐射去激发的概率只有0.1%，真空紫外伽马射线可以在一个合理的测量时间内检测到。
2015-11-23 nucl-ex physics.ins-det quant-ph
