Performance of Particle Flow Calorimetry at CLIC
粒子流方法的量热法可以提供前所未有的喷流能量分辨率在未来的高能对撞机，如国际直线对撞机（ILC）。然而，在拟议的多TeV紧凑型直线对撞机（CLIC）的粒子流量热法的使用提出了一些重大的新挑战。在更高的喷射能量下，探测器占用增加，并且从单个粒子中分辨能量沉积变得越来越困难。CLIC的实验条件也比以前的正负电子对撞机更具挑战性，光束诱导背景的水平增加，聚束间距仅为0.5 ns。本文介绍了修改PandoraPFA粒子流算法，以提高喷射能量超过250 GeV的喷射能量重建。然后，它引入了一个组合的定时和p_T削减，可以应用于重建的粒子，以显着减少的背景。系统地研究了射流能量分辨率与射流能量和角度的关系，并通过研究CLIC背景下W和Z粒子的能量和质量分辨率来评估其物理性能。最后，给出了横向动量缺失的解析解，并对伪动量缺失进行了量化。本文提出的结果表明，高粒度粒子流量热法导致一个强大的和高分辨率的重建喷射能量和双射流质量CLIC。
2012-09-18 hep-ex physics.ins-det
Development of Imaging Calorimetry
本文将继续努力为未来的对撞机和/或升级现有的探测器开发成像量热计。成像量热仪提供了超出其与粒子流算法结合应用的大量优势。需要进一步的研发，将第一代原型变成可行的碰撞束实验探测器。
2013-08-27 physics.ins-det
Enhancing Energy Resolution and Particle Identification via Chromatic Calorimetry: A Concept Validation Study
本研究通过堆叠不同发射波长的无机闪烁体验证色度量能法，利用电子和π介子（最高100 GeV）实现粒子鉴别与纵向簇射测量，提升能量分辨率。
2024-11-06 hep-ex physics.ins-det
Report of the Topical Group on Calorimetry
2022年斯诺马斯社区夏季研究包括与粒子物理社区进行为期两年的接触，以制定未来十年的美国粒子物理战略，最终在2022年斯诺马斯书中达到高潮。这份热量测定专题小组的报告构成了《斯诺马斯》一书中一小部分的基础，其中涉及社区对热量测定的展望。它是在公开会议上提出的想法和已经免费提供的许多白皮书的升华。该报告描述了粒子流和双读出方法，精确计时的集成以及量热材料的趋势，并强调了未来十年的关键研究方向。
2022-09-23 physics.ins-det
The Pandora Particle Flow Algorithm
高能e+e对撞机，如ILC或CLIC，可以说是补充和扩展LHC物理计划的最佳选择。轻子对撞机将允许探索标准模型物理学，例如精确测量希格斯，顶部和规范部门，除了使众多的新物理学搜索。然而，在这样的对撞机上进行的物理分析将对量热法提出前所未有的要求，所需的喷流能量分辨率为σ（E）/E <3.5%。为了满足这些要求，将需要一种新的方法来量热。量热法的粒子流方法需要细粒度检测器和复杂的软件算法。它承诺通过完全重建单个粒子通过探测器的路径来提供无与伦比的喷射能量分辨率。带电粒子的能量可以从精确的内部探测器跟踪器测量中提取，而光子能量将在ECAL中测量，只有中性强子能量（喷流能量的10%）将在HCAL中测量，这在很大程度上避免了通常较差的HCAL分辨率。本文介绍了Pandora粒子流算法，该算法为ILC和CLIC提供了粒子流量热法的最新技术水平。算法的性能进行了研究，通过检查重建的喷流能量分辨率和能力，以分离强子衰变的W和Z玻色子。
2013-08-21 hep-ex physics.ins-det
Micromegas for imaging hadronic calorimetry
介绍了强子量热法用Micromegas探测器的最新研究进展，包括新的工程技术解决方案、电子学的发展以及伴随的模拟研究，重点是模拟和数字读出的物理性能的比较。所开发的原型具有2位数字读数，以利用Micromegas比例模式，从而提高量热计的线性度。此外，测量的探测效率，击中多重性，和能量簇射轮廓期间获得的小尺寸原型暴露于放射性源量子，宇宙粒子和加速器束的报告。最后，一个大规模的腔室（1{ \times }1米2）的状态也提出了对建设一个1米3的数字量热计由40个这样的腔室。
2011-02-07 hep-ex physics.ins-det
Calorimetry for Lepton Collider Experiments - CALICE results and activities
CALICE合作进行高颗粒量热计的量热计研发，主要用于未来TeV量级轻子对撞机的探测器。活动范围从通用的研发与小型设备到广泛的光束测试与原型包括高达几个100000热量计细胞。CALICE已经用测试束数据验证了粒子流算法的性能，并提供了可以构建、操作和理解高度颗粒量热计的原理证明。过去几年取得的成功使粒子物理探测器从原型到量热计系统的步骤得以解决。
2013-03-10 hep-ex physics.ins-det
Energy flow in a hadronic cascade: Application to hadron calorimetry
本文将前人提出的强子级联描述推广到理想化精细取样强子量能器的响应。量热计的响应很大程度上取决于能量$E_e$通过产生$π^0$从强子到电磁扇区的转移。这个量的涨落产生强子量热计分辨率中的“常数项”。其分数平均值$f_{\rm em}^0 = \vev{E_e}/E$随入射能量$E$的增加而增加，导致非补偿量热计中的$π/e$比的能量依赖性。平均强子能量分数，$f_h^0 = 1-f_{\rm em}^0$，在$E$中被证明是非常接近幂律的：$f_h^0 = (E/E_0)^{m-1}$，其中$E_0\approx1$ GeV用于π介子，和$m\approx0.83$。因此，$π/e=1-(1-h/e)(E/E_0)^{m-1}$，其中电磁和强子能量沉积分别以$e$和$h$的效率被检测到。这些量的波动，以及采样波动，被纳入到一个整体的分辨率，这是从有趣的方式，从通常的治疗不同的理解。概念框架也扩展到对喷流的响应以及$π$和$p$响应之间的差异。
2007-09-25 physics.ins-det
Dual-Readout Calorimetry for Future Experiments Probing Fundamental Physics
在2021年雪团过程的白皮书中，我们详细介绍了双读出量热法的现状和前景。虽然所有量热计都允许估计其活性材料中的能量沉积，但双读出量热计旨在通过例如波长和偏振和/或精确定时测量来提供关于敏感介质中产生的光的附加信息，从而允许估计逐簇粒子含量。利用这种知识的簇射粒子的内容可能会允许前所未有的能量分辨率强子粒子和射流和新类型的粒子流算法。我们还讨论了这种量热法的持续发展可能对未来对撞机上希格斯玻色子性质测量精度的影响。
2022-05-04 hep-ex physics.ins-det
Dual-readout Calorimetry
CERN的RD 52项目是一个纯仪器实验，其目标是了解高能量热计中强子能量分辨率的基本限制以及能量测量的其他方面。我们已经发现，双读出量热法提供了迄今为止前所未有的信息事件的能量分辨率，线性的响应，容易和鲁棒性的校准，数据的保真度，和粒子识别，包括能量损失的结合能在核分裂事件。我们相信，σ/E $\approx$ 1 - 2%的强子能量分辨率对于双读出量热计来说是可以达到的，这是第一次能够对电子、光子、μ子和夸克（喷流）进行可比的测量精度。我们简要介绍了我们目前的进展和近期的未来计划。有关我们工作各个方面的完整信息，请访问RD 52网站http://highenergy.phys.ttu.edu/dream/。
2013-07-30 hep-ex physics.ins-det
Photon radiation calorimetry for anomalous heat generation in NiCu multilayer thin film during hydrogen gas desorption
本文开发光子辐射量热法研究NiCu多层薄膜在氢气脱附时的异常热效应，发现NiCu复合层样品产生4-6 W过剩热，80小时累计能量达460±120 kJ，表明其能量来源于核反应级别而非化学反应。
2024-09-28 physics.ins-det
Digital Hadron Calorimetry with Glass RPC Active Detectors
玻璃RPC探测器是ILC高颗粒度数字强子量能器（DHCAL）的一个有吸引力的候选者。在这项工作中的数值研究，基于GEANT3模拟包，这样的量热计的性能。RPC响应的简化模型，调整真实数据，在模拟中实现。模拟的可靠性证明了现有的数据收集与大体积量热计原型暴露在能量范围从2 GeV到10 GeV的π介子束进行比较。从优化读出间距的角度出发，详细研究了不同读出垫尺寸下单强子水平的能量和位置分辨率。这些结果，然后使用在一个参数的形式，以获得一个初步估计的DHCAL的能量流的重建在ILC检测器的贡献。
2005-07-04 physics.ins-det
Application of Large Scale GEM for Digital Hadron Calorimetry
德克萨斯大学阿灵顿分校物理系的高能物理小组一直在开发气体电子倍增器（GEM）探测器，用作未来国际直线对撞机数字强子量热器（DHCAL）的灵敏能隙探测器。在这项研究中，两种原型GEM探测器进行了测试。一个具有30 × 30 cm 2有源区双GEM结构，具有3 mm漂移间隙、1 mm传输间隙和1 mm感应间隙。另一个在放大器级中具有两个2x2 cm 2 GEM箔，具有5 mm漂移间隙、2 mm传输间隙和1 mm感应间隙。我们目前的特点，这些探测器获得使用高能带电粒子，宇宙射线μ子和106 Ru和55 Fe放射性源。从55Fe测试中，我们观察到两个分离良好的X射线发射峰，并且在每个GEM电极上具有395 V的高电压的情况下测量到腔室增益超过6500。来自宇宙射线和106 Ru的光谱都符合朗道分布，正如最小电离粒子所预期的那样。我们还提出了高剂量暴露于辐射后的腔室性能以及增益和校正因子的压力依赖性。最后，我们讨论了第一套大规模GEM箔的质量测试结果，并讨论了建设大规模（100cm × 100cm）GEM探测器的进展和未来计划。
2011-10-19 hep-ex physics.ins-det
Status of Dual-Readout Calorimetry for Future High-Energy Physics Experiments
本文综述了用于未来高能物理实验的双读出量热仪原型状态，该方法通过结合闪烁和切伦科夫光信息提升能量分辨率，达到30%/√E的目标，并展示了测试束和模拟中的性能成果。
2023-11-16 hep-ex physics.ins-det
Calorimetry at FCC-ee
由于质心能量覆盖了Z极、WW阈值、HZ产生和顶对阈值，FCC-ee提供了前所未有的可能性来测量标准模型中四种最重粒子（希格斯玻色子、Z玻色子、W玻色子和顶夸克）的性质，以及b夸克、c夸克和$τ$轻子的性质。在这些中等能量下，量热计的作用是以最佳（也称为最佳）方式补充跟踪系统。粒子流）事件重建。在这种情况下，精确测量和寻找新粒子可以充分受益于新技术提供的改进的电磁和强子物体重建，更精细的横向和纵向分割，计时能力，多信号读出，现代计算技术和算法。相应的要求特别来自于对重建的强子质量、能量和动量的分辨率，例如，H、W、Z的精确度，以达到FCC-ee承诺的精度。极端电磁能量分辨率也有助于$π^0$识别、$τ$排他性衰变重建和对通过辐射返回可访问的过程的物理灵敏度。我们目前的一些最有前途的技术：高粒度硅和闪烁体读出，双读出，贵液和晶体量热计的最新技术，挑战和未来的发展。
2021-09-01 hep-ex physics.ins-det
Iowa Particle Flow Algorithm
未来直线对撞机上的粒子探测器，如ILD和SiD，使用粒子流算法（PFA）来达到比经典的纯量热法更高的喷流能量分辨率。在过去的几年里，爱荷华大学小组开发了爱荷华PFA。该算法已被用于基准性能的检测器的意向书的2009年。最近，新的策略和技术包括在该算法的不同部分，以提高其性能。将讨论爱荷华州PFA的最新改进和结果。
2012-02-29 hep-ex physics.ins-det
Tests of a particle flow algorithm with CALICE test beam data
本文提出的研究提供了第一个实验测试的粒子流算法（PFA）的概念，使用高粒度量热计记录的数据。利用PandoraPFA程序对CALICE 2007实验束数据中的重叠π介子簇进行了重建，该程序是为将来的轻子对撞机实现PFA而开发的。研究了带电强子附近中性强子能量的恢复。研究了两个重叠的强子簇射对能量分辨率的影响。10 GeV的中性强子和带电的π介子之间的距离的依赖性的混乱错误的π介子能量为10和30 GeV的代表100 GeV的喷流。对GEANT 4框架下的各种强子簇射模型，将这些试验束流数据结果与蒙特卡罗模拟进行了比较。模拟粒子和束流数据的结果是在良好的协议，从而为以前的粒子流量热法在未来的轻子对撞机的功率模拟研究提供支持。
2011-06-15 hep-ex physics.ins-det
Software compensation in Particle Flow reconstruction
量热法的粒子流方法受益于高度颗粒化的量热仪和复杂的软件算法，以重建和识别复杂事件拓扑中的单个粒子。高空间粒度与模拟能量信息一起可以在软件补偿中进一步开发。在这种方法中，本地能量密度被用来区分电磁和纯强子子簇射内的强子簇射在探测器中，以提高能量分辨率为单个粒子的热量计系统的固有的非补偿校正。单粒子能量分辨率的这种改进也通过改进所识别的中性强子的能量测量和通过更准确地匹配量热计能量与跟踪器测量在模式识别阶段的改进而导致更好的总体喷流能量分辨率。本文介绍了PandoraPFA粒子流重建中的软件补偿技术及其实现。软件补偿的影响，选择最佳的横向粒度的模拟强子量能器选项的国际大型探测器（ILD）的概念进行了讨论。
2017-10-25 hep-ex physics.ins-det
Recent results of Micromegas sDHCAL with a new readout chip
未来直线对撞机的量热法可能基于粒子流方法，其中粒度是高喷射能量分辨率的关键。在不同的技术，Micromegas室与1平方厘米垫分割的强子量能器的活性介质进行了研究。一个1平方米的腔室与9216个通道读出的低噪声前端ASIC称为MICROROC最近已建成和测试。室设计，ASIC电路和初步的测试梁的结果报告。
2012-02-03 hep-ex physics.ins-det
Detector Systems at CLIC
紧凑型直线对撞机CLIC的设计目的是提供电子+电子碰撞的质心能量高达3 TeV。在这个对撞机的探测器系统必须提供高效的跟踪和优秀的喷流能量分辨率和多TeV的多个喷流和轻子的最终状态的气密性。此外，检测器系统必须能够区分物理事件从大的光束诱导的背景在2 GHz的交叉频率。与ILC的检测器概念类似，CLIC检测器基于使用粒子流算法的事件重建。用于ILC的两个探测器概念ILD和SID被用于CLIC，使用具有密集吸收器的热量计，通过增加紧凑性来限制泄漏，以及修改前向和顶点探测器几何形状和精确的时间戳来应对增加的背景水平。CLIC的整体探测器的概念，特别强调的主要探测器和工程的挑战，如：超薄顶点探测器具有高分辨率和快速的时间戳，强子量热法使用钨吸收剂，和事件重建技术相关的粒子流算法和束背景抑制。
2011-09-15 hep-ex physics.ins-det
Progress towards an improved particle flow algorithm at CMS with machine learning
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；NICPB（国家化学物理与生物物理研究所）；European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织）；California Institute of Technology（加州理工学院）
CMS探索机器学习粒子流（MLPF）算法以优化事件重建，首次使用生成器/模拟器级粒子信息训练，在喷注和缺失横向动量等物理量上验证显示其性能与基线PF相当，为后续性能提升奠定基础。
2023-03-30 cs.LG hep-ex physics.data-an
Further progress in ion back-flow reduction with patterned gaseous hole-multipliers
本文提出了一种级联型气体空穴倍增器中反向漂移雪崩离子静电偏转和俘获的新思想。它包括一个翻转的反向偏置微孔和带板（F-R-MHSP）元件，其中的条带是面对的乘法器的漂移区。源自连续倍增级的离子被这种电极有效地偏离和捕获。比较了F-R-MHSP与反偏压微孔带板（R-MHSP）和气体电子倍增器（GEM）的离子阻挡能力。以F-R-MHSP作为第一倍增元件的检测器在级联空穴倍增器中达到了最佳的离子阻挡结果。一个三元件F-R-MHSP/GEM/MHSP级联倍增器在大气压Ar/CH 4（95/5）中工作，总增益约为10^{5}，在漂移场为0.5和0.2 kV/cm时，产生的离子回流分数分别为3*10^{-4}和1.5*10^{-4}。我们描述的F-R-MHSP的概念和相关性得到的离子回流分数的各种应用，进一步的想法也进行了讨论。
2007-08-14 physics.ins-det physics.med-ph
Energy resolution of alpha particles in a microbulk Micromegas detector at high pressure Argon and Xenon mixtures
最新的Micromesh气体放大结构（Micromegas）正在实现对低能光子的出色能量分辨率，在大气压下，$^{55}$ Fe在氩气/异丁烷混合物中的5.9 keV谱线的FWHM值低至11%。在更高的能量（MeV规模），这些测量是更复杂的，由于在限制室中的事件的困难，虽然没有根本的原因，为什么不能达到1%的半高宽或以下的分辨率。由于Micromegas读数可能应用于$^{136}$的双β衰变搜索，或在其他需要在同一检测器中进行量热和拓扑的实验中，因此有很大的动机在实验上证明这一事实。在本文中，我们报告的系统测量的能量分辨率与国家的最先进的Micromegas使用5.5兆电子伏的α源在高压Ar/异丁烷混合物。已经获得了低至1.8%FWHM的值，可能有证据表明可以实现更好的分辨率。目前正在进行类似的测量，初步结果也在此列出。
2009-07-20 physics.ins-det
