Detector developments for the hypernuclear programme at PANDA
目前正在进行在地球科学研究所旁边的未来FAIR设施进行PANDA实验的技术设计。在拟议的反质子储存环中，双λ超核的光谱学是协作组将讨论的四个主要专题之一。超核实验需要（i）专用的内部靶，（ii）交替的硅和吸收材料层的活性次级靶，（iii）高纯度锗（HPGe）探测器，以及（iv）用于低动量K介子的良好的粒子识别系统。所有的系统都需要在强磁场和强强子背景下运行。概述了该方案的探测器发展状况。
2011-05-01 physics.ins-det
Status and Perspectives of PANDA
粲质量区的反质子物理学将在达姆施塔特FAIR设施未来的PANDA实验中发挥重要作用。在PANDA，动量高达15 GeV/c的反质子束在高能储存环HESR中循环，将与氢靶相互作用。高相互作用率和前所未有的动量精度将允许实验解决，在各种其他物理目标，隐藏和开放的魅力光谱。对PANDA探测器系统进行了优化，以满足在形成和产生过程中对任何量子数的粲偶素态进行高分辨率光谱分析的挑战，并具有非常好的背景抑制。与此同时，重点放在满足物理程序的其他部分的要求，例如超核光谱学，探测器组件的灵活设置。这篇文章讨论了PANDA探测器的布局。除了描述实验的总体布局外，还将描述几种新型探测器的发展。
2013-12-17 physics.ins-det
Future use of silicon photomultiplier for KAOS at MAMI and PANDA at FAIR
本文对硅光电倍增器读出的双折射光纤的特性进行了研究，以期在光纤跟踪探测器系统中得到应用。目前正在考虑将这一概念用于美因茨微电子MAMI的Kaos光谱仪和FAIR项目的PANDA实验的超核物理方案的飞行时间启动探测器。讨论了粒子探测效率和时间分辨率的结果。总之，硅器件非常适合于检测来自双折射光纤的低光输出，只要发现触发方案来处理噪声率特性。
2011-05-01 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility Studies for the Panda Experiment at Fair
在达姆施塔特研究反质子反电离的探测器PANDA将安装在未来的德国达姆施塔特国际反质子和离子研究设施（FAIR）。PANDA物理计划的目标是用最高质量的反质子束研究强相互作用和强子结构[1]。在为熊猫实验做准备的过程中，正在进行大规模的模拟研究，以验证所有单个探测器组件的性能，并就探测器的优化提出建议。正在研究分析策略和校准方法的可行性。使用基于ROOT和虚拟蒙特卡罗概念的称为PandaROOT [2]的框架进行模拟[3]。[1]http://www-panda.gsi.de; Technical Progress Report（2005）; Physics Performance Report（2009），arXiv：0903.3905v1. [2][PANDA协作] S. Spataro，J.Phys.119，032035（2008）. [3]http://root.cern.ch
2010-01-26 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
4D Track Reconstruction on Free-Streaming Data at PANDA at FAIR
针对PANDA无硬件触发的自由流数据，本文提出基于元胞自动机并利用时间信息的4D径迹算法，在高相互作用率下提升效率并显著降低幽灵径迹率。
2024-02-19 nucl-ex physics.ins-det
Performance of the most recent Microchannel-Plate PMTs for the PANDA DIRC detectors at FAIR
本文评估了用于PANDA DIRC探测器的最新MCP-PMT性能，包括收集效率、量子效率、增益均匀性、磁场影响及时间分辨率等参数，并发现Photonis最新一代产品存在自发光子的级联效应。
2023-11-28 hep-ex physics.ins-det
Technical Design Report for the PANDA Barrel DIRC Detector
本文件描述了用于PANDA实验的Barrel DIRC探测器的技术设计和预期性能。桶DIRC将提供强子带电粒子识别的极角范围内的$22^\circ$到$140^\circ$的粒子动量之间的0.5 GeV/c和3.5 GeV/c。该设计基于成功的BaBar DIRC，并进行了几项关键改进。性能和系统成本在详细的探测器模拟中进行了优化，并在GSI和CERN使用粒子束进行了完整的系统原型验证。最终的设计满足或超过了干净的$π/K$分离的PID目标，在桶DIRC中的带电K介子的整个相空间上具有至少3个标准偏差。
2017-09-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The Barrel DIRC detector of PANDA
PANDA实验是在达姆施塔特FAIR建造的四个大型实验之一。它将使用一个冷却的反质子束在一个固定的目标在1.5至15 GeV/c的动量范围内，以解决强QCD的问题，其中耦合常数$α_s \gtrsim 0.3$。高达$2 \cdot 10^{32} cm^{-2}s^{-1}$的光度和低至\mbox{$Δ$p/p = 4$\cdot10^{-5}$}的反质子束的动量分辨率允许高精度的光谱学，特别是对于罕见的反应过程。在开粲介子的产生阈值以上，K介子的产生对反应的识别起着重要的作用。DIRC原理允许在密封检测器中对带电粒子进行紧凑的粒子识别，其尺寸受到电磁钨酸铅量热计的限制。靶谱仪中的Barrel DIRC涵盖了$22^\circ$和$140^\circ$之间的极角，并将实现高达3.5 GeV/ $c$的3个标准偏差的π介子-K介子分离。这里，示出了对于耦合到具有$33^\circ$开度角的棱镜的单个辐射器条的测试光束的结果，两者都由合成熔融石英制成，用具有768个像素的光子检测器阵列读出。
2019-01-24 physics.ins-det
The PANDA Barrel DIRC
在德国达姆施塔特GSI附近的欧洲反质子和离子研究国际加速器设施（FAIR）进行的PANDA实验将解决强子物理学的基本问题。在大范围的立体角和粒子动量的优秀粒子识别（PID）将是必不可少的，以满足丰富的物理程序的目标。PANDA目标光谱仪桶区的带电PID将由DIRC（内反射切伦科夫光检测）检测器提供。Barrel DIRC将覆盖22 $^\circ$ -140 $^\circ$的极角范围，并以至少3个标准偏差的分离能力将动量在0.5 GeV/c和3.5 GeV/c之间的带电π介子与K介子干净地分离。该设计基于成功的BABAR DIRC和SuperB FDIRC研发，并进行了几项重要改进以优化PANDA的性能，例如聚焦透镜系统，快速计时，紧凑的熔融石英棱镜作为扩展区域，以及用于光子检测的寿命增强的微通道板PMT。本文介绍了PANDA桶DIRC的技术设计和在CERN PS强子粒子束中使用“垂直切片”原型的设计验证结果。
2018-03-28 physics.ins-det
The PANDA Barrel DIRC: From design to assembly
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI亥姆霍兹重离子研究中心）；Goethe-University, Frankfurt（法兰克福歌德大学）；FAIR, Facility for Antiproton and Ion Research in Europe（欧洲反质子和离子研究设施）；Friedrich Alexander-University of Erlangen-Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
PANDA实验采用新型DIRC探测器进行高精度强子物理研究，通过首次应用透镜聚焦技术实现带电π子与K子的高精度分离。
2025-12-16 physics.ins-det
Particle Identification with DIRCs at PANDA
DIRC技术（内反射切伦科夫光检测）提供了一种极好的可能性，可以最大限度地减少密封高能探测器中切伦科夫探测器的形状因子。在德国FAIR进行的PANDA实验将把一个桶形DIRC和一个圆盘形DIRC结合起来，覆盖5到140度的角度范围。对于桶区动量在0.5 GeV/c和3.5 GeV/c之间以及前向区动量在4 GeV/c以下的情况，将提供分离能力为3个标准偏差或更大的π介子和K介子的粒子识别。尽管概念很简单，但DIRC的设计和建造具有挑战性。需要高精度的光学和机械来保持切伦科夫光子在多次内反射期间的角度信息，并将单个光子聚焦到位置敏感的光子检测器上。这些传感器必须将单光子的高效率与低暗计数率和高速率下的良好定时分辨率相结合。选择抗辐射熔融石英作为光学材料和MCP-PMT光子传感器对于DIRC探测器在辐射和强磁场环境中的生存至关重要。这两种DIRC探测器在聚焦光学器件、色散处理和电子读出系统方面有所不同。两个DIRC探测器的技术设计和验证测试原型在混合粒子束在欧洲核子研究中心。
2019-12-27 physics.ins-det
Design Studies of the PWO Forward End-cap Calorimeter for PANDA
位于德国FAIR的PANDA探测系统旨在研究反质子-质子湮灭，以便除其他外研究仍有许多有待揭示的粲介子态和胶球领域。这个场的未知性质将通过在非微扰区研究QCD现象来揭示。多用途PANDA探测器将能够进行跟踪、量热和粒子识别，预计将在高亮度下运行，提供平均反应速率高达2000万次相互作用/秒。设想中的物理学计划需要对光子和带电粒子进行测量，并具有良好的能量、位置和时间分辨率。电磁量热计（EMC）将作为探测器设置的基本组件之一，包括冷却的钨酸铅（PbWO 4）晶体。本文介绍了前端盖量能器的机械设计，并结合全EMC和全PANDA探测器分析了该探测器部件的响应。模拟研究的重点是计划的EMC的重建光子的能量和空间分辨率方面的性能。蒙特卡罗模拟的结果，不包括非常低的能量的光子，已得到验证的原型量热计获得的数据，并显示满足PANDA物理程序的要求。
2014-01-11 hep-ex physics.ins-det
Comparison of Plastic Antineutrino Detector Designs in the Context of Near Field Reactor Monitoring
我们比较现有的分段塑料反中微子探测器与我们的新的几何改进设计的反中微子检测和光收集效率。本研究的目的是确定最合适的设计风格的远程反应堆监测的背景下，核保障。使用Monte Carlo的GEANT4模拟包，我们进行探测器模拟的基础上两个突出的实验：塑料反中微子探测器阵列（熊猫）和反应堆反中微子探测器（Cormorad）的核心监测。除了这两个著名的设计，另一个概念，熊猫2，可以通过使熊猫检测器的一个小的变化，也被认为是在模拟中。结果表明，Cormorad的光收集效率相对于其他两个探测器要低得多，而Cormorad和Panda2的反中微子探测效率最高。此外，作为替代这些设计选择，这是由一个阵列的相同的矩形形状的模块，我们建议结合规则的六边形形状的模块，最大限度地减少了整个检测器的表面积，从而大大减少了光学读出通道的数量。通过这种方法，可以获得相对于Panda设计具有略高检测效率的检测器配置，并且与Cormorad设计相比具有更好的能量分辨率检测器。
2019-02-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The Innovative Design of the PANDA Barrel DIRC
FAIR的PANDA实验的桶DIRC将为PANDA的物理计划干净地分离π介子和K介子。在一个广泛的原型项目中，为位于紧凑型PANDA目标光谱仪强磁场中的探测器关键部件开发了创新解决方案，并开发了两种重建方法。讨论了2017年和2018年CERN PS试验束活动的技术设计和目前结果。
2019-04-05 nucl-ex physics.ins-det
Time imaging reconstruction for the PANDA Barrel DIRC
创新的桶DIRC（内反射切伦科夫光检测）计数器将在德国达姆施塔特新的反质子和离子研究设施（FAIR）的PANDA实验中心区域提供强子粒子识别（PID）。该探测器设计用于分离带电π介子和K介子，动量最高可达3.5 GeV/c，最低可达3个标准偏差，覆盖极角范围为22 $^{\circ}$ -140 $^{\circ}$。采用微通道板光电倍增管阵列探测切伦科夫光子的位置和到达时间，位置分辨率为2 mm，时间精度约为100 ps。时间成像重建已经发展到最佳利用的观测量，并确定检测器的性能。该重建算法通过使用基于每个像素中检测到的光子传播时间的概率密度函数直接计算极大似然来执行颗粒识别，所述光子传播时间直接从数据或分析地或从详细模拟确定。
2020-09-21 physics.ins-det
Design and Operation of the PandaX-4T High Speed Ultra-high Purity Xenon Recuperation System
为了在紧急情况下或运行结束时将PandaX-4 T暗物质探测器中的超高纯氙回收到高压气瓶中，设计并开发了高速超高纯氙回收系统。该系统包括隔膜泵、热管理系统、主回热管路、回流管路、辅助回热管路和自动控制系统。探测器中的液态氙通过热管理系统蒸发，气态氙通过隔膜压缩机以200标准升/分钟（SLPM）的流速压缩至6 MPa。高压氙气通过主回收管道充入128个气瓶。在回收过程中，PandaX-4 T暗物质探测器通过主回收管道、回流管道和辅助回收管道的配合，保持2 ~ 3个大气压和178 ~ 186.5 K的低温低压条件，保证安全，并对回收的氙气进行纯度测量，保证不发生污染。高速超高纯氙回收系统的研制对大规模暗物质探测器的运行具有重要意义，它要求探测器具有严格的温压环境和低本底的要求。
2022-09-15 hep-ex physics.ins-det
Hypernuclear Physics at PANDA
超核研究将是计划在德国达姆施塔特举行的反质子和离子研究博览会上进行的PANDA实验的主要课题之一。预计在存储的反质子束中的专用内部靶处大量产生Xi超子，这将首次实现双奇异系统的高精度伽马光谱学。除了一般用途的PANDA装置外，超核实验还需要硅层和吸收材料的有源次级靶以及作为伽马探测器的高纯锗（HPGe）晶体。这些检测器的设置和开发的设计正在进行中：第一HPGe晶体与一个新的机电冷却系统的准备和性能的硅条检测器作为原型，用于在二级目标进行了研究。在完成硬件方案的同时，还进行了详细的蒙特卡罗模拟，预测了粒子稳定超核的产额。在Monte Carlo方法的帮助下，发展了一个通过探测和关联弱衰变π介子来鉴别λ-λ超核的方法。
2012-06-14 nucl-ex physics.ins-det
The PANDA DIRCs
FAIR设施的PANDA实验用动量范围为1.5-15 GeV/c的反质子束解决了强子物理学中的未决问题。反质子被储存在高能储存环（HESR）中并被冷却，动量扩散到Dp/p = 4*10^-5。可以实现高达2*10^32 cm-2 s-1的高亮度。利用内反射切伦科夫光探测（DIRC）原理，两个切伦科夫探测器将提供一个很好的强子粒子识别（PID）。在5 ° ~ 22 °的极角范围内，端盖圆盘DIRC（Endcap Disc）能将π介子和K介子分离到4 GeV/c的动量。在22度和140度之间，Barrel DIRC可以将动量高达3.5 GeV/c的π介子与K介子分离开来。本文介绍了桶式DIRC和端盖圆盘DIRC的设计，以及它们在CERN PS粒子束中的设计验证。
2021-01-26 physics.ins-det
A Generalized Approach to Longitudinal Momentum Determination in Cylindrical Straw Tube Detectors
即将在FAIR进行的PANDA实验将是新一代粒子物理实验之一，采用纯软件实现的新型事件过滤系统，即软件触发器。为了指导其触发决策，在线重建算法需要在效率和跟踪质量方面提供出色的性能。本文提出了一种在PANDA的吸管跟踪器中重建纵向航迹参数的方法，该方法具有很好的通用性，可以很容易地添加到其他侧重于横向重建的航迹查找算法中。对于该方法的模式识别部分，采用和比较了三种方法：组合路径查找方法，霍夫变换和递归退火拟合。在一个系统的比较，递归退火拟合被发现优于其他方法在每一类的质量参数，并达到95%以上的重建效率。
2020-12-14 physics.ins-det
Development of cluster-jet targets: From COSY-11 to FAIR
本文介绍了明斯特型簇射靶的研制情况。从第一个目标安装在COSY-11实验的进展进行了说明，这是在安装在明斯特导致一个原型为即将到来的PANDA实验在FAIR的集群射流目标设施。
2014-04-23 nucl-ex physics.ins-det
EMC studies using the simulation framework of PANDA
位于德国达姆施塔特的反质子和离子研究设施（FAIR）提出的达姆施塔特反质子零化（PANDA）实验将对粲偶素和外来强子（如混合体、胶球和超核）进行高精度的光谱学研究。高能储存环（HESR）提供的高强度反质子束具有前所未有的分辨率，将扫描2至5.5 GeV/c2的质量范围。在准备与熊猫实验，仔细和大规模的模拟研究需要在未来几年内进行，以确定分析策略，提供反馈的设计，建设和性能优化的个别检测器组件和设计方法的校准和解释的实验结果。电磁量热仪（EMC），建立从钨酸铅（PWO）晶体和放置在目标光谱仪（TS）内的模拟结果。这些模拟是使用PandaRoot框架进行的，该框架基于ROOT，由PANDA合作开发。
2010-01-26 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Thermal Management Design and Key Technology Validation for PandaX Underground Experiment
针对液氙稀有事件实验规模扩张对大制冷功率可靠冷源的需求，本研究开发带乙醇制冷剂的自动复叠制冷机，采用同心轴换热器与后泵传热方案实现155K下2.5kW稳定制冷，还探讨了160K 5kW集中制冷系统的可行性，为PandaX-xT实验及设施设计提供支撑。
2025-06-11 hep-ex physics.ins-det
The Cryogenic System for the Panda-X Dark Matter Search Experiment
Panda-X是一种用于暗物质搜索的液体氙双相探测器。第一个中等尺寸的模块将很快安装在中国四川省的中国锦屏深层地下实验室。中国低温系统设计用于处理更大的探测器，甚至是吨级的最终版本。特别注意的可靠性，服务性和适应性的要求，不断增长的实验。该系统由一台Iwatani PC 150脉冲管制冷机冷却。减去所有热损失后，剩余的冷却功率仍为82 W。填充速度为9 SLPM，但可以通过LN 2辅助冷却提高到40 SLPM。对于通过热吸气剂的连续再循环和净化，采用热交换器来降低所需的冷却功率。再循环速度被气泵限制在35 SLPM。在该速度下，再循环仅增加了18.5 W的系统热负荷，对应于95.2%的热交换器效率。
2012-07-21 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Technical Design Study for the PANDA Time Projection Chamber
本文件说明了作为熊猫实验中心跟踪系统的时间投影室的技术布局和预期性能。该检测器是基于一个连续运行的TPC与气体电子倍增器（GEM）放大。
2012-06-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
PANDA Barrel DIRC: From Design to Component Production
优秀的粒子识别（PID）将是必不可少的PANDA实验在FAIR。Barrel DIRC将以至少3 s. d分离K介子和π介子。动量高达3.5 GeV/c和极角之间的22和140度。在CERN PS/T9光束线的最终设计成功验证后，两个时间和成本最密集的项目，散热器棒和MCP-PMT的招标过程于2018年开始。2019年9月，尼康被选中制造熔融石英棒，并于2021年2月成功完成112根棒的系列生产。由Nikon进行棒的机械质量的测量，并在GSI评价光学质量。2020年12月，制造MCP-PMT的合同授予PHOTONIS，预计将于2021年7月交付首批MCP-PMT。我们介绍了PANDA Barrel DIRC的设计以及组件系列生产的状态和质量保证措施的结果。
2022-01-26 nucl-ex physics.ins-det
Performance of a large size triple GEM detector at high particle rate for CBM Experiment at FAIR
在FAIR的CBM实验中，双μ子将由μ子室（MUCH）检测，该μ子室由不同宽度的分段吸收体和夹在吸收体对之间的跟踪室组成。在该固定靶重离子碰撞实验中，在$10~MHz$的最高相互作用速率下操作用于$Au+Au$碰撞，在其内径环中的第一个MUCH探测器站将面对$1~MHz/cm^2$的粒子速率之后。为了在如此高的粒子密度下运行，已为MUCH的前两个台站选择了基于GEM技术的探测器。我们早些时候已经报道了几个小尺寸的GEM探测器原型在VECC用于在MUCH的性能。在这项工作中，我们报告了一个大型GEM室原型测试质子束的动量$2.36~GeV/c$在COSY-Jüelich德国。使用在自触发模式下操作的nXYTER ASIC读出检测器。在$ΔV_{GEM}~=~375.2~V$下实现了比$96\%$更高的效率。当测试到最大速率$2.8~MHz/cm^2$时，已发现效率随进入质子速率的变化在$2\%$内变化。发现增益在高粒子速率下稳定，最大变化为$\sim~9\%$。
2016-06-02 physics.ins-det
The PANDA Barrel DIRC
本文介绍PANDA实验中用于带电粒子鉴别的桶部DIRC探测器，涵盖其熔融石英辐射条、球面透镜聚焦系统和MCP-PMT阵列设计，并通过模拟与束流测试验证性能，项目已进入部件制造阶段。
2024-01-12 hep-ex physics.ins-det
Real-time calibrations for future detectors at FAIR
针对FAIR下一代实验的实时数据处理需求，提出基于LSTM与图卷积的神经网络校准方法，在HADES漂移室数据上实现与离线校准质量相当的稳定预测，并显著缩短校准时间。
2025-05-23 physics.ins-det
AI-Assisted Detector Design for the EIC (AID(2)E)
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Catholic University of America（美国天主教大学）；Duke University（杜克大学）；Thomas Jefferson National Laboratory（托马斯·杰斐逊国家实验室）
本项目开发可扩展的分布式AI辅助框架AID(2)E，利用多目标优化和PanDA/iDDS系统，为EIC的ePIC探测器设计提供高效方案，并扩展至第二探测器及校准任务。
2024-05-28 cs.AI physics.ins-det
Study of the characteristics of GEM detectors for the future FAIR experiment CBM
系统地研究了三重GEM探测器的特性。用Fe_（55）X射线源测量了GEM在不同气体混合物和不同气体流量下的有效增益和能量分辨率随外加电压的变化。创业板的长期考验也已上演。
2014-08-01 nucl-ex physics.ins-det
A recoil detector for the measurement of antiproton-proton elastic scattering at angles close to 90$^{\circ}$
本文描述了一个反冲探测器的设计和结构，它用于测量散射角接近90 $^{\circ}$的反质子-质子弹性散射的反冲质子。反冲探测器的性能已经在实验室用放射源和COSY用质子束通过测量质子-质子弹性散射进行了测试。介绍了实验室试验和梁式调试结果。反冲探测器出色的能量分辨率和适当的工作性能验证了HESR KOALA实验的概念设计，以提供在PANDA实验中实现精确光度测定所需的截面数据。
2014-09-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Development and implementation of a time-based signal generation scheme for the Muon Chamber simulation of the CBM experiment at FAIR
在即将建成的反质子与离子研究设施（FAIR）中，压缩重子物质（CBM）实验将采用自由流数据采集技术，无需任何硬件触发，利用自触发读出电子学，在高达10 MHz的极高相互作用速率下进行核碰撞数据采集。已经开发了一个仿真框架，具有现实的数字化的探测器在CBM的μ子室（MuCh）子系统中提供了一个现实的模拟的时间戳数据流。在这篇文章中，我们描述了实现的自由流检测器模拟和基本数据相关的影响检测器的相互作用率。
2021-04-24 hep-ex physics.ins-det
Lightweight Thermal Management Strategies for the Silicon Detectors of CBM at FAIR
本研究针对FAIR装置CBM实验的全硅内迹线探测器，开展轻量化热管理策略研究，通过两类硅探测器的热样机验证了方案可行性，为批量生产及2028年整体调试奠定基础。
2025-02-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
