PMm2: large photomultipliers and innovative electronics for the next-generation neutrino experiments
B. Genolini, P. Barrillon, S. Blin, J. -E. Campagne, B. Combettes, S. Conforti, A. -G. De-haine, D. Duchesneau, F. Dulucq, N. Dumont-Dayot, J. Favier, F. Fouché… 展开作者
B. Genolini, P. Barrillon, S. Blin, J. -E. Campagne, B. Combettes, S. Conforti, A. -G. De-haine, D. Duchesneau, F. Dulucq, N. Dumont-Dayot, J. Favier, F. Fouché, R. Hermel, C. de La Taille, G. Martin-Chassard, T. Nguyen Trung, C. Périnet, J. Peyré, J. Pouthas, L. Raux, E. Rindel, P. Rosier, J. Tassan-Viol, W. Wei, A. Zghiche
备注：
1 pdf file, 4 pages, 4 figures, NDIP08, submitted to Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. A
The next generation of proton decay and neutrino experiments, the post-SuperKamiokande detectors as those that will take place in megaton size water tanks, will require very large surfaces of photodetection and a large volume of data. Even with large hemispherical photomultiplier tubes, the expected number of channels should reach hundreds of thousands. A funded R&D program to implement a solution is presented here. The very large surface of photodetection is segmented in macro pixels made of 16 hemispherical (12 inches) photomultiplier tubes connected to an autonomous front-end which works on a triggerless data acquisition mode. The expected data transmission rate is 5 Mb/s per cable, which can be achieved with existing techniques. This architecture allows to reduce considerably the cost and facilitate the industrialization. This document presents the simulations and measurements which define the requirements for the photomultipliers and the electronics. A proto-type of front-end electronics was successfully tested with 16 photomultiplier tubes supplied by a single high voltage, validating the built-in gain adjustment and the calibration principle. The first tests and calculations on the photomultiplier glass led to the study of a new package optimized for a 10 bar pressure in order to sustain the high underwater pressure.
Performance of a SensL-30035-16P Silicon Photomultiplier array at liquid argon temperature
下一代多吨级的稀有液体实验有独特的机会发现TeV级的暗物质粒子，在WIMP核子散射截面中达到10^-48 cm 2的灵敏度。一个先决条件是将放射性本底源减少到可以忽略不计的水平。这只有在超纯高效光电传感器可用于闪烁光读出时才有可能。目前的实验（如氙，LUX，黑暗，ArDM）使用低温光电倍增管作为光电传感器。硅光电倍增器阵列（SiPM阵列）是一种有吸引力的替代方案，它在单光子探测方面表现出无与伦比的性能。本文报道了SensL-30035- 16 P SiPM阵列和定制的低温前端板在液氩温度下的性能。
CATIROC: an integrated chip for neutrino experiments using photomultiplier tubes
为了利用大量的光电倍增管进行下一代中微子实验，研制了一种专用集成电路CATIROC（Charge And Time Integrated Read Out Chip）。每个CATIROC都为16个可配置输入通道提供时间和电荷测量，这些通道在无触发器模式下工作。最初设计用于水切伦科夫探测器中的光发射，我们在本文中表明，它的使用可以扩展到基于液体闪烁体的实验。正在中国建造的JUNO实验的$\sim$ 26000 3英寸光电倍增管就是一个很好的例子。本文介绍了CATIROC的特点，特别注意其应用于液体蒸发器中光发射时间分布的最关键点。在电荷和时间测量中实现的性能可以为未来利用PMT或其他光敏探测器的高精度实验提供输入。
NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC）旨在利用电致发光放大电离信号，观察高压气体氙时间投影室中\ensuremath{{}^{136}\rm Xe}的无中微子双β衰变。该技术的两个主要优点是高能量分辨率和重建电子轨迹的可能性。NEXT-100是一种电致发光的非对称TPC，它将在15巴的压力下容纳100公斤的\ensuremath{{}^{136}\rm Xe}同位素。一方面，稀疏的光电倍增管阵列记录了主要的闪烁信号，它给出了事件的开始时间，以及电致发光，它给出了总沉积能量的精确测量。另一方面，一个密集的硅光电倍增器网格提供了电子轨迹的重建。能够重建径迹的位置是双重有用的：一方面，它允许校正事件的能量，其根据位置而变化，另一方面，它提供了用于背景抑制的额外处理，因为双电子径迹在两端显示更高的能量密度，而单电子径迹仅在一端显示更高的能量密度。经过一个原型阶段（2009-2014年），NEXT已经完成了建设，并开始在西班牙比利牛斯山脉的Canfranc Subterráneo实验室的第一阶段（NEW）运行，目标是测量NEXT背景模型和双β衰变的双中微子模式。
Performance Test and Circuit Simulation for R12699-406-M4 Photomultiplier Tube Base
State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院，暗物质物理全国重点实验室，粒子天体物理教育部重点实验室，上海粒子物理与宇宙学重点实验室）；School of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所及物理与天文学院）
NEXT, high-pressure xenon gas experiments for ultimate sensitivity to Majorana neutrinos
在本文中，我们描述了一种创新类型的时间投影室（TPC），它使用高压氙气（HPXe）和电致发光放大的电离电荷的设备的基础上，能够完全重建的能量和拓扑签名的罕见事件。我们将讨论一种具体的设计，这种HPP-TPC，NEXT-100探测器，将搜索无中微子双β衰变事件使用100-150公斤的氙富集在同位素氙-136。NEXT-100目前正在建设中，经过加速和非常成功的研发阶段。它将安装在西班牙的Subterráneo de Canfranc（LSC）。预计2013年底或2014年初进行试运行。我们还将提出物理参数，表明HPVs技术可以外推到下一代（例如，基准质量为1吨的目标），这将充分探索中微子的马约拉纳性质，如果质量层次是逆的。
