Liquid Argon TPC Trigger Development with SBND
短基线近探测器（SBND）是一个112吨有效质量的液态氩时间投影室（LArTPC），将于2020年在费米实验室的助推中微子束线上开始运行。它的主要物理目标包括中微子-氩相互作用截面的高统计测量和寻找无菌中微子振荡，作为组成费米实验室短基线中微子（SBN）计划的三个LArTPC的一部分。此外，SBND还作为未来LArTPC探测器的研发平台，例如深部地下中微子实验（DUNE）所采用的探测器。SBND旨在解决的DUNE的技术挑战之一是利用TPC信号信息的有效自触发。这种能力将使在DUNE远探测器中搜索罕见的过程成为可能，例如来自潜在的银河系超新星爆发或质子衰变的中微子相互作用。这些会议记录描述了SBND TPC读出系统和正在进行的研发工作，以开发和展示有效的基于TPC的自触发。
2019-10-18 physics.ins-det
The Jet Calibration in the H1 Liquid Argon Calorimeter
本文叙述了HERA氢探测器液氩量热计的射流标定。在高喷流横向能量的测量中，在具有高光子虚度（Q^2）的深度非弹性散射和光生过程中，系统不确定度可以低至2%。在此基础上，提出了一种新的H1能量加权方案的概念。在高Q^2中性流深度非弹性散射样品上的首次应用表明，强子系统和电子之间横向动量平衡的分辨率得到了提高。
2002-09-06 physics.ins-det
Continuous data acquisition for liquid argon time projection chamber neutrino detectors using FPGA-based real-time compression algorithms
液氩时间投影室（LArTPC）已被提议作为中微子探测器，它结合了大尺寸以最大化中微子相互作用的数量和详细记录的相互作用。以MHz采样率读出数千个通道产生具有毫米级分辨率的中微子-核相互作用的图像，从而能够识别产生的粒子，并提供多个手柄来测量它们的能量，但以牺牲大数据速率为代价。需要连续采集LArTPC数据，以便能够使用高延迟触发器来捕获非加速器射束事件。我们描述的情况下，连续读出的MicroBooNE LArTPC，授予的可能性，从超新星使用SNEWS（超新星预警系统）警报作为延迟触发获取中微子爆发。连续的数据采集是通过使用实时压缩算法（零抑制和霍夫曼压缩）实现在一个FPGA中的读出电子。
2019-09-06 hep-ex physics.ins-det
Component Prototypes towards a Low-Latency, Small-form-factor Optical Link for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Phase-I Trigger Upgrade
本文介绍了几个组件原型的ATLAS液氩量热计第一阶段触发升级设计的低延迟，小形状因子的光链路。一个定制的双通道光发射器模块的原型，微型光发射器（MTx），与单独的发射器光学子组件（TOSA）已被证明在数据速率高达8 Gbps的每通道。一个垂直腔面发射激光器（VCSEL）驱动器ASIC已经开发出来，并用于目前的MTx原型。一个串行器ASIC原型，工作在每通道高达8 Gbps，已被设计和测试。一个低延迟，低开销的编码器ASIC原型的设计和测试。整个链路的延迟，包括发送器延迟和接收器延迟，但不包括光纤的延迟，估计小于57.9 ns。MTx的尺寸为45 mm x 15 mm x 6 mm。
2022-02-09 physics.ins-det
The Clock and Control System for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Phase-I Upgrade
正在开发液氩触发数字化板（LTDB），以升级ATLAS液氩量热计第一阶段触发电子设备。位于前端的LTDB需要从后端获取时钟信号并进行远程配置和监控。一个时钟和控制系统正在开发的LTDB和系统的主要功能进行了评估。本文介绍了时钟和控制系统的设计和评估。
2020-09-18 physics.ins-det
The Electronics, Trigger and Data Acquisition System for the Liquid Argon Time Projection Chamber of the DarkSide-50 Search for Dark Matter
DarkSide-50实验是在Gran Sasso的Nazionali实验室进行的，它使用一个双相时间投影室，以50公斤低放射性氩作为目标，寻找暗物质。来自氩中相互作用的光信号由38个光电倍增管（PMT）的系统检测，其中19个在氩低温恒温器内的TPC体积上方，19个在氩低温恒温器内的TPC体积下方。我们描述了处理来自光电倍增器的信号的电子设备，识别感兴趣的事件的触发系统，以及记录数据以供进一步分析的数据采集系统。电子设备包括PMT上的电阻分压器、直接安装在液氩中PMT分压器上的定制前置放大器以及定制放大器/鉴别器（室温下）。光电倍增管信号经放大后在CAEN波形数字化器中数字化，用CAEN逻辑模块构成触发器，TPC的数据采集系统基于Fermilab的artmilling软件。该系统自2014年初开始运行。
2017-11-20 hep-ex physics.ins-det
Demonstration of a Lightguide Detector for Liquid Argon TPCs
我们报告了使用丙烯酸光导检测器系统在液氩中进行光检测的演示。这为开发用于大型液态氩时间投影室的廉价、大面积光收集系统提供了机会。该指南是由丙烯酸，与TPB嵌入在一个表面涂层与匹配的折射率。我们研究的早期闪烁光产生的5.3兆电子伏α的响应。我们测量的涂层响应平均为7至8个PE，而理想的预期平均为10个PE。我们估计光沿光导条的衰减长度大于0.5 m。涂层的响应和衰减长度可以得到改善，但是，我们表明，这些结果已经足够触发在一个大型检测器。
2011-01-15 hep-ex physics.ins-det
Q-Pix: Pixel-scale Signal Capture for Kiloton Liquid Argon TPC Detectors: Time-to-Charge Waveform Capture, Local Clocks, Dynamic Networks
提出了一种用于千吨级液态氩时间投影室（TPC）探测器的电离信号捕获和波形数字化方案。该方案基于像素级自触发“电荷积分/复位”模块、以不受约束的频率运行的本地时钟和动态建立的数据网络。该计划有利于详细捕获的波形的任意复杂性从一系列不同的时间间隔，其中每个对应于一个固定的电荷积分。基于本征$^{39}$ Ar衰变电流的绝对电荷自动校准过程是主要的益处。具有自引导网络生成功能的扁平电子架构可提供极高的抗单点故障能力。集成的光子探测，虽然高度投机，也可能是可能的。目标是优化发现潜力。很多事情都可能处于危险之中。
2018-09-26 hep-ex physics.ins-det
The Clock Distribution System for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Phase-I Upgrade Demonstrator
针对ATLAS液氩量能器Phase-I升级演示器的时钟需求，研发基于商用器件的时钟分配系统，完成设计、性能评估及辐射耐受性验证。
2024-01-28 physics.ins-det
Operation of a 1-Liter-Volume Gaseous Argon Scintillation Counter
我们已经建立了一个气相氩离子化检测器，用于测量小的核反冲能（< 10 keVee）。在本文中，我们描述了探测器对X射线和伽马校准源的响应，包括脉冲形状分析、软件触发、气体含量优化以及信号的能量和位置依赖性。我们比较我们的实验结果与模拟使用5.9千电子伏的X射线源，以及更高能量的伽马源高达1332千电子伏。最后，我们描述的检测器，DAQ，和软件设置优化的测量气态氩中的低能核淬灭因子。这项工作是在美国能源部的主持下由劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行的，部分根据合同W-7405-Eng-48，部分根据合同DE-AC 52 - 07 NA 27344。由整个实验室LDRD资助。LLNL-JRNL-415990-草案。
2009-08-22 hep-ex physics.ins-det
Readiness of the ATLAS Liquid Argon Calorimeter for LHC Collisions
ATLAS液氩量热计自2006年8月以来一直在连续运行。当时，只有部分量热计被读出，但自2008年初以来，所有量热计单元都已连接到ATLAS读出系统，为LHC碰撞做准备。本文概述了随机触发、校准数据、宇宙μ子和LHC束溅射事件现场测量的液氩量热计性能。检测器的操作，定时性能，电子噪声和增益稳定性的结果。来自辐射宇宙μ子和束溅射事件的高能量沉积物允许检查能量分辨率的固有常数项。利用最小电离宇宙μ子，在百分比水平上测量了电磁桶式量热计沿η（在φ上平均）响应的均匀性。最后，辐射μ子的电磁簇射的研究已被用来交叉检查的蒙特卡罗模拟。使用ATLAS读出，数据采集和重建软件获得的性能结果表明，液氩量热计是在LHC时代的黎明碰撞做好准备。
2010-05-25 hep-ex physics.ins-det
Energy reconstruction of electromagnetic showers from $π^0$ decays with the ICARUS T600 Liquid Argon TPC
我们讨论了ICARUS T600探测器在电磁簇射重建中的能力，通过对2001年帕维亚表面测试运行的212个事件的样本进行分析，这些事件是强子相互作用导致$π^{0}$介子产生的。发展了簇射能量和簇射方向的测量方法，并重建了光子对的不变质量。发现（$γ$，$γ$）不变质量与$π^0$质量值一致。发现重建的$π^0$质量的分辨率等于27.3%。为了从拥挤环境中测量的事件中清除完整事件样本而进行的改进分析（主要是由于触发条件）给出了16.1%的$π^0$质量分辨率，显著优于针对完整事件样本评估的质量分辨率。至少四个光电倍增管信号重合的触发要求有利于选择具有强烈堆积的宇宙射线轨道和相互作用的事件。因此，许多候选$π^0$事件被其他轨道严重污染，不得不被拒绝。对强子和中微子相互作用中产生$π^0$的事件进行了蒙特卡罗模拟，证实了簇射能量和簇射方向重建方法应用于实际数据的有效性。
2008-12-12 hep-ex physics.ins-det
Study of infrared scintillations in gaseous and liquid argon - Part I: methodology and time measurements
本文介绍了一种利用盖革模式APD（GAPD）对近红外（NIR）和脉冲X射线辐射敏感，测量气态和液态Ar中近红外光谱的方法。这项研究已经引发了低温雪崩探测器（CRADs）的发展与光学读出在近红外使用组合THGEM/GAPD倍增器，这可能是在相干中微子核散射和暗物质搜索实验的需求。本文提出了一种新的低温近红外闪烁产额测量方法，即采用具有时间分辨的单光子计数模式的GAPD。在中等电场（电致发光）下，在气态和液态Ar中测量了初级和次级近红外发光的时间结构及其光产额。
2012-04-01 hep-ex physics.ins-det
Development of ATLAS Liquid Argon Calorimeter Front-end Electronics for the HL-LHC
大型强子对撞机的高光度阶段将提供比原始探测器设计中假设的高5-7倍的光度。改进的触发系统需要升级ATLAS液氩量热计的读出电子设备。本文介绍了在40-80 MHz和16位动态范围内读出182，500个量热计单元的概念以及耐辐射、低噪声、低功耗和高带宽前端电子元件的发展，包括前置放大器和整形器、14位ADC和10 Gb/s激光二极管阵列驱动器。
2020-09-14 physics.ins-det
The Phase-I Trigger Readout Electronics Upgrade of the ATLAS Liquid Argon Calorimeters
ATLAS液氩量热计的第一阶段触发读出电子升级增强了即将进行的大型强子对撞机光度增加操作期间实验的物理范围。在第二次大型强子对撞机长周期运行期间安装的新系统将触发器读出粒度提高了10倍，并提高了其精度和范围。因此，在触发电平的背景抑制，通过增强的滤波算法，利用额外的信息的拓扑歧视的电磁和强子簇射形状。本文介绍了新的电子元件的最终设计，其定制的电子设备，用于验证其正常运行的程序，以及在该系统的调试过程中实现的性能。
2022-05-16 hep-ex physics.ins-det
Liquid Argon Time Projection Chamber Research and Development in the United States
2013年3月20日至21日在费米实验室举行了一次研讨会，讨论美国液态氩时间投影室（LArTPC）的发展。讲习班是在高级探测器协调小组的主持下举办的，该小组是由美国物理学会粒子和场司发起的。讲习班上的所有介绍都是在全体会议上进行的，这些会议分为七个专题类别：$i)$氩气纯度、$ii)$低温学、$iii)$ TPC和高压、$iv)$电子学、数据采集和触发、$v)$闪烁光探测、$vi)$校准和测试光束以及$vii)$软件。本文件概述了目前在每一主题类别中所作的努力。它还强调了在LArTPC研究和开发领域是共同的中微子实验和暗物质实验。
2014-03-09 hep-ex physics.ins-det
Summary of the Second Workshop on Liquid Argon Time Projection Chamber Research and Development in the United States
2014年7月8日至9日，在费米实验室举行了第二次研讨会，讨论美国液态氩时间投影室（LArTPC）的发展。讲习班是在高级探测器协调小组的主持下举办的，该小组是由美国物理学会粒子和场司发起的。所有的专题介绍都是在六个专题全体会议上进行的：$i)$氩气纯度和低温学、$ii)$ TPC和高压、$iii)$电子学、数据采集和触发、$iv)$闪烁光检测、$v)$校准和测试光束以及$vi)$软件。本文件概述了目前在这些领域中的每一个方面所作的努力。它主要关注美国的工作，但也强调了世界其他地方所做的工作。
2015-04-23 hep-ex physics.ins-det
A hardware implementation of Region-of-Interest selection in LAr-TPC for data reduction and triggering
用于中微子和天体粒子物理学的多千吨质量范围内的大型液态氩TPC探测器需要从大约105根导线中提取和处理信号。为了提高数据采集系统的吞吐量，实现了在线无损数据压缩，使数据流量减少了近四分之一。此外，还研究了一种基于一种新的有效的在线识别线碰撞算法的触发系统，并在实际的ICARUS数字读出板上实现，并在LNL INFN实验室的ICARINO LAr-TPC设备上用宇宙射线进行了全面测试。还展示了触发低至1 MeV可见能量的孤立低能事件的能力。
2010-09-12 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Liquid Argon Scintillation Light Properties by means of an Alpha Source placed inside the CERN 10-PMT LAr Detection System
欧洲核子研究中心（CERN）已经组装了一套利用液态氩（LAr）中电离粒子产生的闪烁光的粒子探测系统。该系统是基于10个大面积的光电倍增管（PMT）浸没在一个1500升的杜瓦瓶充满液氩，并配备了一个可扩展的馈通和机械支持的α源（241 Am）。源的位置可以相对于PMT平面在垂直和水平方向上改变。集成在源支架中的硅光电倍增器（SiPM）光电探测器阵列用于数据采集触发并定义光生成的t0。PMT和SiPM信号可以在不同的距离和不同的位置记录，允许测量LAr闪烁光的一些特性。对该系统进行了详细的研究和表征，预计不久将获得LAr闪烁特性的物理结果。
2020-04-20 physics.ins-det
LArPix: Demonstration of low-power 3D pixelated charge readout for liquid argon time projection chambers
我们报告了一个低功耗的像素化读出系统的演示设计的三维电离电荷检测和数字读出液氩时间投影室（LArTPC）。使用定制设计的片上系统ASIC（LArPix）来唯一地仪器化电荷收集垫的像素化阵列中的每个垫，实现了非生物相容性3D电荷读出。LArPix ASIC采用180 nm体CMOS制造，提供32通道电荷敏感放大，具有自触发数字化和多路复用读出功能，温度范围为80 K至300 K。使用832通道LArPix-based读出系统与3毫米之间的垫间距，我们证明了低噪声（$<$ 500 e $^-$ RMS等效噪声电荷）和非常低的功率（$<$ 100 $μ$ W/通道）电离信号检测和读出。读出被用来成功地测量三维电离分布的宇宙射线通过LArTPC，从现有的投影技术的模糊性。该系统设计依赖于标准的印刷电路板制造技术，能够使用普通的商业设施进行大面积读出系统的可扩展和低成本生产。该演示克服了LArTPC在高占用环境中运行的关键技术障碍，例如深地下中微子实验（DUNE）的近探测器站点。
2018-09-16 hep-ex physics.ins-det
Cryogenic performance and long-term stability of Hamamatsu R8520-506 photomultiplier tubes in liquid argon
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Zhengzhou University（郑州大学）
本研究在室温和液氩中表征了七只滨松R8520-506光电倍增管，发现其在液氩中增益更高、峰谷比和单光电子分辨率改善、后脉冲减少，且长期稳定性良好，表明其可作为液氩探测器光传感器的候选方案。
2026-09-24 physics.ins-det
Expected performance of an ideal liquid argon neutrino detector with enhanced sensitivity to scintillation light
闪烁光被用于液态氩（LAr）中微子探测器，以提供触发信号，否决宇宙射线的信息，以及绝对的事件计时。在这项工作中，我们讨论了探测器提供的额外的机会，具有增强的灵敏度闪烁光，光收集效率约为$10^{-3}$。我们专注于中微子振荡物理的两个关键检测器性能指标：量热中微子能量重建和中微子/反中微子分离的非磁化检测器。我们的研究结果是基于详细的模拟，中微子相互作用建模根据GENIE事件发生器，而一个大的LAr理想探测器的电荷和光响应所描述的Geant 4和NEST模拟工具。在这种大型探测器中，利用电荷信息和光信息，原则上可以获得4GeV电子中微子荷电相互作用的中微子能量分辨率为3.3RMS。通过利用氩中μ子捕获和闪烁光信息否决μ子衰变电子，我们还获得了μ子中微子识别效率约为50%，μ子反中微子错误识别率在百分之几的水平，几个GeV的中微子相互作用是完全包含的。我们认为，具有足够高的光收集效率的大型LAr探测器的建设原则上是可能的。
2014-09-05 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Scintillation Light from Cosmic-Ray Muons in Liquid Argon
本文报道了直接测量宇宙线μ子通过液氩时的时间分辨闪烁信号的实验结果。这些μ子产生的闪烁光对中微子实验和暗物质研究中弱相互作用粒子的研究具有重要价值。实验是在费米实验室的TallBo杜瓦瓶设施中进行的，使用的是为深层地下中微子实验开发的原型光导探测器和电子设备。提出了两种闪烁光时间结构的模型：唯象模型和复合模型。这两种模型发现$τ_{\text{T}} = 1.52$ $μ$ s的Ar $_2^*$三重态的衰变时间常数。这些模型还表明，“早期”的光部分的现象学模型，$F_{\text{E}}\approx 25\%$的信号，与总的光从单重态衰变的识别是低估。单线态光的总分数是$F_{\text{S}} \approx 36\%$，其中超过$F_{\text{E}}$的增加来自波长移位器通过具有长衰减常数的过程发射的单线态光。该模型还用于计算实验粒子识别参数$F_{\text{prompt}}$，即与总记录波形中的光相比，在触发后的短时间窗口中进入的光的分数。该模型再现相当好的典型的实验值$\sim0.3$发现暗物质和双$β$衰变实验，这表明该参数提供了一个强大的度量更严重的电离粒子的歧视电子和μ子。
2016-02-25 hep-ex physics.ins-det
A novel architecture for DAQ in multi-channel, large volume, long drift Liquid Argon TPC
近年来，人们对多吨级液氩时间投影室（LAr TPC）产生了很大的兴趣。物理问题是非常具有挑战性的，但是自由电子的长漂移和足够长的寿命的技术问题至今没有解决。还应该考虑到这样大的体积所需的极大量的通道。在本文中，我们提出了一个架构的DAQ，是基于最近的发展，在消费电子产品，提供了一个相当有趣的价格，旨在高分辨率的三角积分转换的组件。这种类型的ADC在HEP实验中根本不受欢迎，在HEP实验中，通常应该转换和记录与事件相关的信号，这些信号在时间上定义明确（触发）。然而，在LAr-TPC中，我们必须处理应连续转换和记录的波形，这是delta-sigma ADC应用的最重要情况。
2006-05-15 physics.ins-det
The Outer Tracker Detector of the HERA-B Experiment. Part II: Front-End Electronics
HERA-B外部跟踪器是一个大型探测器，具有112674个漂移室通道。它暴露在高达2x10^5/cm^2/s的粒子流中，因此可以应对类似于LHC实验预期的条件。前端读出系统基于ASD-8芯片和定制的TDC芯片，设计满足低噪声、高灵敏度、速率容差和高集成度的要求。TDC系统基于ASIC，该ASIC在总共256个仓内以约0.5ns的仓对时间进行数字化。该芯片还包括一个流水线，用于存储来自128个事件的数据，这是无死区触发和数据采集系统所需的。我们报告的发展，安装和调试的前端电子，包括接地和噪声抑制方案，并讨论其性能的HERA-B实验。
2004-12-10 physics.ins-det
The Electronics of the H1 Lead/Scintillating-Fibre Calorimeters
详细介绍了在HERA对撞机上运行的H1探测器的SpaCal铅/闪烁纤维量热计的电子系统，并介绍了H1数据采集过程中所取得的性能。HERA的10 MHz聚束交叉率对电子器件的要求提出了严格的限制。能量和时间的读出分别进行了14位的动态范围和分辨率约为0.4纳秒。触发分支包括用于背景抑制的纳秒分辨率量热飞行时间和基于模拟“滑动窗口”的电子触发器。目前实现的在线背景抑制为O（10**6）。电子触发器允许将低能量触发阈值设置在约0.50 +/-0.08（RMS）GeV，效率> 99.9%。读出和触发电子器件的能量和时间性能基于新开发的低噪声（sigma_noise ca. 0.4 MeV）宽带（f < 200 MHz）的光电倍增管，位于光电倍增管的输出端。H1的1特斯拉磁场。
1998-12-23 physics.ins-det
The Outer Tracker Detector of the HERA-B Experiment. Part III: Operation and Performance
在本文中，我们描述的HERA-B外跟踪器，112674通道系统的平面漂移管层的操作和性能。HERA-B外跟踪器系统的性能满足了在强子环境中稳定和有效运行的所有要求，从而证实了蜂窝漂移管技术和前端读出系统的适当性。在Ar/CF_4/CO_2（65：30：5）混合气体中，探测器工作稳定，气体增益为30000，对动量大于5GeV/c的径迹，探测器的触发效率和径迹重建效率均大于95%。漂移单元的命中分辨率为300至320微米，相对动量分辨率可描述为：σ（p）/p（以%计）=（1.61 +-0.02）+（0.0051 +-0.0006）p。在HERA-B运行结束时，未观察到外跟踪器单元中的老化效应。
2007-05-24 physics.ins-det
Operation of a double-phase pure argon Large Electron Multiplier Time Projection Chamber: comparison of single and double phase operation
我们建造并运行了一个双相（液-汽）纯氩大电子倍增器时间投影室（LAr LEM-TPC），灵敏面积为10 × 10 cm $^2$，漂移长度可达30 cm。LEM是一种宏观空穴电子倍增器，采用标准PCB技术构建：漂移电子从液相提取到气相，并被驱动到LEM的空穴中，在那里发生倍增。移动的电荷在阳极和LEM电极上感应出信号。上LEM和阳极的正交分割的上表面允许电离事件的X-Y空间坐标的重建。该探测器配备了浸没在液体中的光电倍增管，用于触发电离事件和氩气净化电路，以确保长漂移路径。宇宙μ介子轨迹已被记录，探测器的进一步表征正在进行中。我们相信，这一原则的证明是一个重要的里程碑，在实现非常大，长漂移（成本效益）LAR探测器的下一代中微子物理和质子衰变实验，以及直接搜索暗物质与成像设备。
2009-07-16 physics.ins-det
Photon detector system timing performance in the DUNE 35-ton prototype liquid argon time projection chamber
深地中微子实验远探测器的35吨原型是一个单相液氩时间投影室，带有一个集成的光子探测器系统，所有这些都位于一个薄膜低温恒温器内。该探测器在2016年2月1日至2016年3月12日期间拍摄了六周的宇宙射线数据。用这些数据检查光子探测系统的性能。安装的光子探测器被证明可以测量宇宙射线μ子的到达时间，分辨率优于32 ns，受触发系统的定时限制。使用紧密间隔的校准脉冲的定时分辨率的测量产生了在6个光电子的水平的脉冲的15纳秒的分辨率。观测到宇宙射线μ子的闪烁光随距离的增加而衰减，其特征长度为$155 \pm 28$ cm。
2018-06-06 hep-ex physics.ins-det
A New Concept for Kilotonne Scale Liquid Argon Time Projection Chambers
我们开发了一种新的方法，用于时间投影室（TPC）的概念，适用于部署在千吨级探测器，具有电荷读出系统的重建模糊性，和一个强大的TPC设计，降低高电压的风险，同时增加光收集系统的覆盖范围。这个新概念可以部署为深地下中微子实验（DUNE）中微子振荡实验中的远探测器模块。对于电荷读出系统，我们使用的电荷收集像素和相关的专用集成电路，目前正在开发的液氩（LAr）组件的DUNE近探测器设计，ArgonCube。此外，我们将TPC分成若干个或更短的漂移体积，降低了用于漂移电离电子的总电压，并使每个TPC的存储能量最小化。分割TPC还包含闪烁光，允许精确的触发定位和更广泛的光读出系统。此外，该设计还提供了更换或升级组件的可能性。与具有投影电荷读出的传统单片LArTPC相比，这些增强可以显著提高可靠性和灵敏度，特别是对于低能量信号。
2019-11-13 physics.ins-det
The trigger system of the ICARUS experiment for the CNGS beam
ICARUS T600探测器的有效质量为470吨，是有史以来最大的液态氩TPC。它在LNGS地下实验室运行了三年，收集了数千个CNGS中微子束相互作用和宇宙射线事件，能量从几十MeV到几十GeV不等，触发系统基于闪烁光，TPC线上的电荷信号和时间信息（仅适用于与束相关的事件）。给出了CNGS数据采集触发系统在效率、背景和生存时间等方面的性能与事件能量的函数关系。
2014-08-08 hep-ex physics.ins-det
Tests of PMT Signal Read-out of Liquid Argon Scintillation with a New Fast Waveform Digitizer
CAEN V1751是CAEN SpA最近推出的新一代波形数字化仪。每板8通道，10位，1 GS/s，使用Flash ADC波形数字化器（或4通道，在双边沿采样模式下为2 GS/s），具有阈值和自动触发功能。这提供了一个很好的基础，数据采集暗物质搜索使用光电倍增管探测液氩中的闪烁光，因为它符合测量快速闪烁成分的要求。通过在实际实验条件下操作该板并将其与最先进的数字示波器进行比较来测试该板。我们发现，在1或2 GS/s的采样是适当的重建的快速组成部分的闪烁光在氩气中（特征时间约6-7 ns）和扩展的动态范围，经过一个小的定制，允许在所需的能量范围内的信号的检测。带宽是足够的，固有噪声是非常低的。
2012-07-02 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
The Continuous Readout Stream of the MicroBooNE Liquid Argon Time Projection Chamber for Detection of Supernova Burst Neutrinos
MicroBooNE连续读出流是MicroBooNE液氩时间投影室（LArTPC）的并行读出，能够检测非束事件，例如超新星中微子爆发。超新星中微子的低能量和强烈的宇宙射线背景通量，由于近地表探测器的位置，使触发这些事件非常具有挑战性。相反，MicroBooNE依靠SNEWS（超新星早期预警系统）产生的延迟触发来检测超新星中微子。LArTPC的连续读出产生大量数据，并且需要使用在读出电子器件中的FPGA（现场可编程门阵列）中实现的实时压缩算法（零抑制和霍夫曼压缩）。我们提出的数据减少算法的优化结果，和他们的业务性能。为了证明连续流检测低能电子的能力，从停止宇宙射线μ子的Michel电子的样本被重建，并与来自无损触发读出流的类似样本进行比较。
2021-02-03 hep-ex physics.ins-det
Xenon doping of Liquid Argon in ProtoDUNE Single Phase
深地下中微子实验（DUNE）将是下一代长基线中微子实验。远探测器设计为四个LAr-TPC（液氩时间投影室）模块的复合体，每个模块具有17 kt液氩。第一个远探测器技术的开发和验证是通过ProtoDUNE单相（ProtoDUNE-SP）进行的，ProtoDUNE-SP是CERN中微子平台上的770 t LAr-TPC。DUNE中至关重要的是光子探测系统，它将确保非束事件的触发-质子衰变，超新星中微子爆发和BSM搜索-并将改善中微子束事件的计时和量热。用氙掺杂液态氩是一种已知的技术，用于将氩发射的光（128 nm）偏移到更长的波长（178 nm）以便于其检测。在ProtodUNE-SP中进行了有史以来在LAr-TPC中进行的最大规模的氙气掺杂测试。从2020年2月到5月，注入的氙气量逐渐增加，以补偿由于空气污染造成的光损失。使用ProtoDUNE-SP光子探测系统（PDS）和运行前安装的专用装置研究了这种大型TPC的响应。利用第一种方法，可以研究相对于轨道位置的光收集效率，而利用第二种方法，可以区分氙气光和LAr光。即使在小的氙浓度（质量< 20 ppm）下，光移位机制也被证明是高效的，此外，它允许回收被污染物猝灭的光。光收集在远离检测平面处得到改善，增强了光子检测器沿漂移方向的响应均匀性，并证实了相对于128 nm光子，178 nm光子的瑞利散射长度更长。监测TPC的电荷收集，证明氙…
2021-10-30 physics.ins-det
Light detection and Cosmic Rejection in the ICARUS LArTPC at Fermilab
本文介绍费米实验室ICARUS-T600 LArTPC的PMT光探测与CRT系统，提出利用精确时间信息降低宇宙线本底并完成两系统时间标定。
2023-12-09 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider: A Description of the Detector Configuration for Run 3
本文系统描述了ATLAS探测器为LHC Run 3所做的全面升级配置，包括新增像素层、液氩量能器数字触发电子学、新小轮μ子探测器等，以在更高堆积条件下恢复触发性能并为高亮度升级做准备。
2024-06-07 hep-ex physics.ins-det
Operation of the Trigger System for the ICARUS Detector at Fermilab
University of Houston（休斯顿大学）；Tufts University（塔夫茨大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）；INFN Sezione di Padova and University, Padova（帕多瓦大学及意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；INFN Sezione di Bologna and University, Bologna（博洛尼亚大学及意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）；INFN Sezione di Catania and University, Catania（卡塔尼亚大学及意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；INFN Sezione di Milano Bicocca and University, Milano（米兰比可卡大学及意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；INFN Sezione di Pavia and University, Pavia（帕维亚大学及意大利国家核物理研究所帕维亚分部）；INFN Sezione di Genova and University, Genova（热那亚大学及意大利国家核物理研究所热那亚分部）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；York University（约克大学）；Harvey Mudd College（哈维穆德学院）；University of Chicago（芝加哥大学）
费米实验室ICARUS探测器通过基于荧光光子的触发系统收集中微子数据，分析触发效率与能量沉积和宇宙μ子位置的关系。
2025-08-05 hep-ex physics.ins-det
Charge and Light Production in the Charge Readout System of a Dual Phase LAr TPC
对于未来的中微子振荡实验DUNE，预计每个基准质量为10千吨的液氩时间投影室。双相概念是所考虑的两种实现方式之一，其中，由液体中的电离产生的电子被提取到液体上方的气体区域，在该气体区域中，电子被放大。为了放大，将使用大型电子倍增器。该技术在各种原型中进行了测试，最近使用的是3 x 1 x 1 m $^3$大型装置。目前正在建造一个更大的6 x 6 x 6 m $^3$原型，并将于2019年开始运营。进行了密集的研发计划，重点是实现至少20的有效增益。在这里首次提出的模拟研究中，不仅考虑了电子信号，而且还研究了离子回流和二次闪烁光的预期产生，因为后者可能限制探测器触发低能量无束物理的能力。发现离子回流和光产额可以预期非常大。有效增益的结果显示出与实验数据的差异，无论是在大小和形状的增益曲线。基于文献研究，认为光子反馈对填充纯稀有气体的探测器的增益有贡献，特别是在纯氩的情况下。
2019-02-02 physics.ins-det
Search for heavy neutral leptons decaying into muon-pion pairs in the MicroBooNE detector
我们目前的上限生产的重中性轻子（HNL）衰减$μπ$对使用的MicroBooNE液氩时间投影室（TPC）在费米实验室工作收集的数据。这种搜索是第一次在液氩TPC中进行。我们使用了2017年和2018年收集的数据，这些数据对应于费米实验室助推器中微子束中靶上$2.0 \times 10^{20}$质子的暴露，该中微子束主要产生平均能量为$\approx 800$ MeV的μ子中微子。具有更高质量的HNL预计比标准模型中微子具有更长的飞行时间到液氩TPC。因此，这些数据是用一个专用的触发器记录的，该触发器被配置为检测中微子溢出到达检测器后发生的HNL衰变。假设HNL质量介于$260$和$385$ MeV以及$\lvert U_{e 4}\rvert^2 = \lvert U_{τ4}\rvert^2 = 0$之间，我们在扩展PMNS混合矩阵的元素$\lvert U_{\mu4}\rvert^2$的$90\%$置信水平上设置上限，范围为Dirac HNL的$\lvert U_{\mu4}\rvert^2<(6.6$-$0.9)\times 10^{-7}$和Majorana HNL的$\lvert U_{\mu4}\rvert^2<(4.7$ - $0.7)\times 10^{-7}$。
2020-02-12 hep-ex physics.ins-det
Operation of a Modular 3D-Pixelated Liquid Argon Time-Projection Chamber in a Neutrino Beam
本文介绍了DUNE近探测器原型2x2 Demonstrator在NuMI中微子束流中的运行，验证了模块化LArTPC设计、3D像素化成像和介电光读出系统，首次报告了DUNE探测器原型的中微子相互作用。
2026-06-18 hep-ex physics.ins-det
Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
DUNE是一个用于长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的双站点实验。ProtoDUNE双相（DP）是一个6x6 x6 m3的液态氩时间投影室（LArTPC），它在2019-2020年在CERN中微子平台上记录了宇宙-μ子数据，作为DUNE远探测器的原型。通过LArTPC传播的带电粒子产生电离和闪烁光。这些探测器中的闪烁光信号可以为非射束事件提供触发。此外，它还增加了精确的计时功能，并改进了量热测量。在ProtoDUNE-DP中，LArTPC中宇宙μ子产生的闪烁和电致发光由放置在离电离轨道7米远的光电倍增管收集。在本文中，ProtoDUNE-DP光子探测系统的性能进行了评估，特别侧重于不同的波长移位器，如PEN和TPB，并使用掺Xe的LAr，考虑其未来在巨型LArTPC的使用。分析了闪烁光的产生和传播过程，并将模拟结果与实验数据进行了比较，提高了对液态氩特性的认识
2022-06-03 physics.ins-det
