Detector Control System and Efficiency Performance for CMS RPC at GIF++
在高亮度LHC升级计划的框架内,CMS μ子小组建造了几种不同的RPC原型,目前正在新的CERN伽马辐照设施(GIF++)进行测试。利用WinCC-OA工具开发了专用的探测器控制系统,对这些原型探测器进行控制和监控,并存储测量参数数据。初步的效率研究,设置的基本性能测量CMS RPC开始老化研究。
2016-10-18 hep-ex physics.ins-det
First results of CMS RPC performance at 13 TeV
大型强子对撞机(LHC)紧凑型μ子螺线管(CMS)实验的μ子谱仪配备了一个冗余系统,该系统由筒体中的电阻板室(RPC)和漂移管室(DT)、端盖区域的RPC和阴极条室(CSC)组成。在本文中,RPC系统的性能在2015年与LHC运行在13 TeV的第一个结果。RPC性能的稳定性,在效率,集群大小和噪声方面,报告。
2017-06-20 hep-ex physics.ins-det
CMS RPC muon detector performance with 2010-2012 LHC data
大型强子对撞机(LHC)紧凑型μ子螺线管(CMS)实验的μ子谱仪采用了由筒体中的电阻板室和漂移管以及端盖区的RPC和阴极剥离室组成的冗余系统。在本文中,RPC系统的操作和性能在前三年的LHC活动将报告。RPC性能的稳定性,如效率,集群大小和噪音,将报告。最后,RPC系统上的辐射背景水平已被测量为LHC光度的函数。外推到LHC和高亮度LHC条件也进行了讨论。
2014-06-29 hep-ex physics.ins-det
CMS barrel Resistive Plate Chambers - tests and results
CMS实验将使用电阻板室(RPC)作为专用μ子触发探测器。CMS实验的桶μ子系统的前24个RPC已经组装和测试。简要介绍了用于测试的宇宙μ子望远镜。初步结果的室性能。
2003-08-30 physics.ins-det
CMS RPC data taking during the LHC Run-2 and activities during Long Shutdown 2
CMS实验在LHC的Run-2数据采集期间收集了大约150 fb $^{-1}$的质子-质子碰撞数据,其能量为$\sqrt{s}$ = 13 TeV。CMS RPC系统为μ子触发、重建和识别提供了冗余信息。为了确保稳定的数据采集,CMS RPC协作组进行了探测器操作、校准和性能研究。在运行2结束后,开始了第二个LHC长停堆期(LS 2),这是为下一个数据采集期(运行3)进行维护和准备以及安装服务以准备第二阶段升级的重要机会。这些活动包括维护电力、天然气和在线系统。在本演示文稿中,总结了CMS RPC系统在运行2期间的整体性能,以及为未来数据采集期间做准备的所有活动。
2022-11-29 hep-ex physics.ins-det
Improved-RPC for the CMS muon system upgrade for the HL-LHC
在大型强子对撞机的第二阶段,被称为高光度大型强子对撞机(HL-LHC),加速器将增加其瞬时光度为5 $\times$ 10 $^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$,提供3000 fb $^{-1}$超过10年的运作从2027年开始。考虑到HL-LHC,CMS μ子系统将进行升级,以维持有效的μ子触发和重建性能。电阻板室(RPC)作为μ子触发的专用探测器,由于其出色的定时分辨率,并将扩展$|η|$(伪快度)高达2.4的区域。在长周期3(LS 3)之前,端盖的RE 3/1和RE 4/1站将配备新的改进型电阻板室(iRPC),其设计和几何形状与当前RPC系统不同。iRPC几何配置提高了探测器的速率能力和在HL-LHC恶劣背景条件下生存的能力。此外,新的电子设备配备了出色的定时精度测量,分辨率小于150 ps的开发读出RPC探测器从两侧的条,以允许良好的空间分辨率沿他们。iRPC的性能已经在欧洲核子研究中心的伽马辐照设施(GIF++)用伽马辐照进行了研究。正在进行的寿命研究将有助于认证HL-LHC运行期间的iRPC。主要的检测器参数,如电流,速率和电阻率定期监测作为一个功能的综合电荷。将介绍探测器性能的初步结果。
2020-07-23 physics.ins-det
Effects of the electronic threshold on the performance of the RPC system of the CMS experiment
电阻板室对于大型强子对撞机(LHC)CMS实验的桶和端盖区域的μ子触发都具有非常重要的作用。为了优化它们的性能,调整从这些探测器读取信号的前端板的电子阈值是至关重要的。在本文中,我们提出了一项研究的结果,旨在评估的RPC效率,集群大小和检测器的固有噪声率,电子阈值电压的变化的影响。
2020-06-02 hep-ex physics.ins-det
The CMS RPC Detector Performance and Stability during LHC RUN-2
CMS实验位于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC),有一个由三种不同的气体探测器技术组成的冗余μ子系统:阴极条室(在前部区域),漂移管(在中部区域)和电阻板室(中部和前部区域)。所有这三个都用于μ子重建和触发。CMS RPC系统赋予μ子触发器鲁棒性和冗余性。RPC系统的操作在具有挑战性的背景和堆积条件下的LHC环境。RPC系统为所有μ子径迹探测器提供信息,从而有助于μ子触发和重建。总结了2016年和2017年数据采集期间13 TeV质子质子碰撞获得的探测器性能结果。系统的稳定性的效率和集群大小随时间和增加的瞬时光度。高亮度LHC(HL-LHC)阶段的预期性能的数据驱动的预测已被报道。
2018-08-30 hep-ex physics.ins-det
CMS reconstruction improvement for the muon tracking by the RPC chambers
利用2011年LHC在sqrt(s)= 7 TeV质子-质子碰撞中收集的μ子样品,研究了电阻板室(RPC)对CMS中μ子重构的贡献.μ子重建是使用全硅内跟踪器和多达四个站的气体电离μ子探测器。漂移管和阴极剥离室分别检测桶和端盖区域的μ子,并由RPC系统补充。用蒙特卡罗模拟较好地再现了横动量pT大于20 GeV/c的Z衰变μ子穿过RPC后的重建击中分布。从J/psi和Z事件的样本,μ子的效率与不包括RPC击中的μ子径迹重建的测量和比较与模拟。使用RPC信息的轨道重建提高了约3%的离线重建效率的μ子在该地区的pT超过7 GeV/c,与模拟吻合良好。
2012-12-06 hep-ex physics.ins-det
High rate, fast timing Glass RPC for the high $η$ CMS muon detectors
HL-LHC阶段的目的是将LHC实验收集的数据量增加一个数量级。为了在合理的时间尺度内实现这一目标,瞬时光度也将增加一个数量级,高达$6 \cdot 10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。前向μ介子谱仪($|η| > 1.6$)的区域没有配备RPC站。预期颗粒率增加至2 kHz/cm $^2$(包括安全系数3)促使RPC室的安装,以保证与现有CSC室的冗余。CMS的实际RPC技术不能支持预期的背景水平。新一代玻璃RPC(GRPC)采用低电阻率玻璃(LR),建议至少装备两个最远的CMS的四个高η μ子站。介绍了小尺寸样机的设计及其在高速粒子流下的性能研究。
2016-06-03 hep-ex physics.ins-det
Study of gas purifiers for the CMS RPC detector
CMS RPC μ子探测器利用称为闭环(CL)的气体再循环系统来应对大的气体混合物体积和成本。2008年7月至2009年8月期间,在欧洲核子研究中心的低辐射试验区,使用带有电流监测和气体分析采样点的RPC室,对CL气体净化器进行了400多天的系统研究。该研究旨在充分阐明污染物的存在、CL中使用的净化器的化学性质以及再生程序。污染物释放和净化器表征的初步结果报告。
2010-12-26 hep-ex physics.ins-det
Charge Distribution Dependency on Gap Thickness of CMS Endcap RPC
本文系统地研究了CMS阻性板室(RPC)的电荷分布与气隙厚度的关系。用2 mm厚的酚醛高压层压板制作了6种不同间隙厚度的双间隙RPC原型,间隙厚度从1.0 mm到2.0 mm,步长为0.2 mm。六个间隙的效率被测量为有效高电压的函数。我们报告的间隙的电场的强度随间隙厚度的增加而减小。测量了六个带隙中的电荷分布。在较高电压下的电荷分布中可以看到空间电荷效应。使用逻辑函数来拟合电荷分布数据。在较小的气隙内可以产生较小的电荷。但数字化的门槛也应该降低,以利用这些较小的费用。
2016-05-07 hep-ex physics.ins-det
Performance of the gas gain monitoring system of the CMS RPC muon detector
LHC(CERN,日内瓦,瑞士)CMS实验的RPC μ子探测器配备了气体增益监测(GGM)系统。给出了2011-2012年数据采集运行期间系统稳定性的报告,以及观察到的效果,这表明了一种用于监测气体混合物组成的新方法。
2014-12-27 physics.ins-det
Performance of the Gas Gain Monitoring system of the CMS RPC muon detector and effective working point fine tuning
紧凑型μ子螺线管(CMS)实验中电阻板室(RPC)μ子探测器的气体增益监测(GGM)系统可快速准确地确定闭环再循环系统中气体混合物变化引起的工作点条件的稳定性。2011年,GGM开始使用反馈算法来控制施加的电压,以保持GGM响应对环境温度和大气压力变化不敏感。最近的结果上使用的反馈方法和替代算法。
2012-09-18 hep-ex physics.ins-det
RPC upgrade project for CMS Phase II
紧凑型μ子螺线管(CMS)的μ子升级第二阶段旨在保证现有系统的最佳条件,并扩展$η$的覆盖范围,以确保高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)期间的可靠系统。电阻板室(RPC)系统将升级目前安装的室的探测器外电子设备(称为链路系统),并放置改进的RPC(iRPC)以覆盖高伪$-$快度区域,这是一个具有挑战性的区域,在背景和动量分辨率方面进行μ子重建。为了找到iRPC的最佳选择,进行了新探测器的研发计划,并在CERN的伽马辐照设施(GIF++)中测试了实际尺寸的原型。结果表明,适合高本底条件的技术是基于高压叠层(HPL)的双间隙RPC。RPC升级第二阶段计划计划在长周期3(LS 3)之后准备就绪。
2020-02-10 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Aging Study on Resistive Plate Chambers of the CMS Muon Detector for HL-LHC
在高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)计划中,在未来几年内,瞬时亮度将增加到5 $\times$ 10 $^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$,这意味着比名义上的LHC高出五倍。在此期间,目前的CMS电阻板室(RPC)系统将受到高于探测器设计的背景率的影响,这可能会影响探测器的性能并引起老化效应。为了研究目前的RPC系统是否能够在HL-LHC运行期间维持硬本底条件,CERN伽马辐照设施正在进行一项专门的寿命测试,其中一些备用RPC长期暴露于高伽马辐射以模拟HL-LHC运行条件。在寿命测试期间,主要检测器参数作为积分电荷的函数被连续监测。在HL-LHC收集到足够数量的预期综合电荷后,将介绍研究的初步结果。
2020-08-06 physics.ins-det
Uniformity and Stability of the CMS RPC Detector at the LHC
在LHC的CMS实验中,电阻板室(RPC)被用作枪管和端盖中的专用触发系统。本说明介绍了2011年数据采集期间RPC探测器均匀性和稳定性的结果,以及2012年数据获得的初步结果。探测器的均匀性通过LHC碰撞的专用高压扫描来确保,以确定CMS中安装的每个RPC室的最佳工作电压。重点介绍了高压校准的过程和结果。此外,通过自动考虑CMS洞穴中的温度和大气压力变化,已经获得了增加的检测器稳定性。
2012-09-10 hep-ex physics.ins-det
The Upgrade of the CMS RPC System during the First LHC Long Shutdown
CMS μ子系统包括在筒和端盖区域中的电阻板室(RPC)。它们主要用作触发探测器,也改善了μ子参数的重建。多年来,大型强子对撞机的瞬时光度逐渐增加。在LHC第一阶段(运行的前10年),在14 TeV的能量下,最终的光度预计将超过其设计值10^34/cm^2/s。为了准备这台机器以及为此进行的实验,计划在2013-2014年和2018-2019年进行两次长时间的停机。CMS协作计划在这些长期关闭期间进行几次检测器升级。特别是,μ子探测系统应该能够在高粒子速率下维持有效的1级μ子触发器的低pT阈值。确保这一点的措施之一是在两个端盖区域中添加第四层来扩展当前RPC系统。在第一次长时间停堆期间,这两个新站将在|eta| <1.6的区域配备144个高压层压板(HPL)双间隙RPC,以雪崩模式运行,其设计与现有CMS端盖室相似。在这里,我们提出了CMS RPC系统的第一次长时间停堆的升级计划,包括扩展系统的触发模拟研究,以及新的HPL生产,腔室组装和质量控制程序的细节。
2012-09-10 hep-ex physics.ins-det
Longevity Study on the CMS Resistive Plate Chambers for HL-LHC
CMS电阻板室(RPC)系统已通过LHC运行10年的认证。在接下来的几年里,在高光度LHC(HL-LHC)阶段,LHC的瞬时光度将比现有的LHC光度增加五倍。这将使本CMS RPC系统经受相对于检测器所设计的背景速率和操作条件高得多的背景速率和操作条件。这些条件可能会影响探测器的性能,并引入不可恢复的老化效应。在CERN γ辐照装置(GIF++)中建立了一个专门的寿命测试,以确定现有RPC探测器在HL-LHC运行期间是否能在硬背景条件下生存。在辐照测试期间,RPC探测器长时间暴露于高伽马辐射,并且探测器主要参数作为积分电荷的函数被监测。基于收集的LH-LHC预期的综合电荷的大部分,辐照试验的结果将被呈现。
2021-11-27 hep-ex physics.ins-det
Radiation Tests of Real-Sized Prototype RPCs for the Future CMS RPC Upscope
本文报道了用于CMS中高η RPC触发器的双间隙和四间隙酚醛阻性板室(RPC)的系统研究。在本研究中,我们构建了真正大小的双间隙和四间隙RPC的间隙厚度为1.6和0.8毫米,分别与2毫米厚的酚醛高压层压(HPL)板。我们研究了原型RPC的宇宙射线和100 GeV的μ子提供的SPS H4束线在欧洲核子研究中心。我们应用的最大γ率为1.5 kHz cm-2提供的137 Cs源在韩国大学和GIF++辐照设施安装在SPS H4束线检查率的原型RPC的能力。与四能隙RPC的情况相比,我们发现相对较高的阈值有利于有效抑制μ子碰撞在高电压下条带团簇尺寸的快速增加,尤其是在测量窄间距条带时。四间隙RPC中的γ-感应电流约为双间隙RPC中的四分之一。这两种RPC类型的速率能力,通过目前使用伽马射线源的测试证明,远远超过了未来第二阶段LHC运行计划的新的高η端盖RPC的最大速率。
2016-05-04 hep-ex physics.ins-det
MATOQ: a Monte Carlo Simulation of Electron Transport in Environmental-friendly Gas Mixtures for Resistive Plate Chambers
本文开发蒙特卡洛程序MATOQ,在计入空间电荷电场效应下模拟RPC环保气体中的电子雪崩,并验证其输运系数与反应速率计算能力。
2023-04-20 physics.ins-det
Machine Learning based tool for CMS RPC currents quality monitoring
针对CMS实验RPC探测器电流监测需求,研究团队开发了基于机器学习的自动监测工具,在原有广义线性模型基础上新增自编码器与混合模型,支持自洽预测及远期电流预测,助力探测器稳定运行。
2023-02-06 hep-ex physics.ins-det
Advances Towards a Large-Area, Ultra-Low-Gas-Consumption RPC Detector
大型电阻板室系统起源于欧洲核研究组织的高能物理实验:ATLAS,CMS和ALICE,其中部署了数百平方米的触发和定时RPC。这些装置与复杂的气体系统一起工作,所述气体系统配备有再循环和净化单元,其需要大约6 cm $^{3}$ /min/m $^{2}$的新鲜气体供应,从而产生后勤、技术和财政问题。在这篇文章中,我们提出了一个新的概念,在建设的RPC,使我们能够操作的检测器在超低气体流量制度。通过这种新方法,玻璃堆栈被封装在聚丙烯制成的密封塑料盒中,具有出色的水蒸气阻隔性能以及良好的大气气体保护。
2022-06-30 physics.ins-det
CMS RPC Background -- Studies and Measurements
利用CMS FLUKA对探测器和洞穴的模拟,使用MC预测研究了CMS RPC系统中预期的辐射本底。在分析中使用的MC几何形状非常准确地描述了目前的RPC系统,但仍然不包括完整的RPC升级区域的伪快度$1.9 < \lvert η\rvert < 2.4$的描述。一旦最终几何体描述可用,当前结果将随其更新。从预期粒子率、吸收剂量和注量方面研究了辐射本底。在收集了$3000$和$4000$ fb $^{-1}$之后,研究了两种高亮度LHC(HL-LHC)方案。还考虑了安全系数为3的估计值。
2020-12-13 hep-ex physics.ins-det
R&D towards the CMS RPC Phase-2 upgrade
CMS μ子系统的高赝快度区域仅由阴极剥离室(CSC)覆盖,并且缺乏冗余覆盖,尽管它在背景和动量分辨率方面对μ子来说是一个具有挑战性的区域。为了保持该区域μ子触发器的良好效率,计划在最外面的两个低角度站RE 3/1和RE 4/1安装额外的RPC。这些电台将使用具有更细粒度和良好定时分辨率的RPC,以减轻背景效应并增加系统的冗余度。
2016-06-14 hep-ex physics.ins-det
The upgrade of the CMS muon system for the High Luminosity LHC
本文介绍了为适配2029年启动的HL-LHC Phase-2运行,CMS缪子系统通过升级电子学、新增RPC与GEM探测站提升性能与覆盖范围的计划,及当前性能验证与量产进展。
2023-12-16 physics.ins-det
CMS RPC Non-Physics Event Data Automation Ideology
本文提出基于Java的自动化框架,通过数据流实时处理CMS RPC状态数据,结合LHC运行分段与虚拟探测器对象分析,实现性能监控、可视化和预测建模的革新。
2025-04-11 hep-ex physics.ins-det
A new approach in modeling the response of RPC detectors
RPC探测器的响应对环境变量高度敏感。提出了一种新的方法来模拟RPC探测器在各种实验条件下的响应。该算法,基于人工神经网络,已开发和测试的CMS RPC气体增益监测系统在调试过程中。
2010-12-26 hep-ex physics.ins-det
High rate, fast timing Glass RPC for the high η CMS muon detectors
HL-LHC阶段的目的是将LHC实验收集的数据量增加一个数量级。为了在合理的时间尺度内实现这一目标,瞬时光度也将增加一个数量级,达到$6.10^{34} cm^{-2} s^{-1}$。前向μ介子谱仪($|η| > 1.6$)的区域没有配备RPC站。预期颗粒率增加至$2 kHz/cm^{2}$(包括安全系数3)促使RPC室的安装,以保证与现有CSC室的冗余。CMS的实际RPC技术不能支持预期的背景水平。将被选择的新技术应该具有高速率能力,并提供良好的空间和定时分辨率。新一代的玻璃RPC(GRPC)使用低电阻率(LR)玻璃,建议配备至少两个最远的四个高$η$ μ子CMS站。首先介绍了小尺寸原型的设计及其在高速率粒子通量中的性能研究。然后,大尺寸腔室和他们的快速定时电子读出的设计进行了检查,并提供了初步的结果。
2016-07-22 hep-ex physics.ins-det
Simulation of the CMS Resistive Plate Chambers
电阻板室(RPC)μ介子子系统对触发决策的形成和μ介子轨迹参数的重建有重要贡献。RPC响应的模拟是整个CMS Monte Carlo软件的关键部分,直接影响最终的物理结果。一种基于参数化的RPC效率,噪声,集群大小和定时为每个带的算法已经开发。从宇宙和质子-质子碰撞在$\sqrt{s}=7$ TeV的实验数据已被用于确定的参数。已制定了专门的验证程序。模拟和实验数据之间取得了很好的一致性。
2013-01-29 hep-ex physics.ins-det
Effect of glass thickness variations on the performance of RPC detectors
位于印度的中微子天文台(INO)正计划建造一个磁化铁量能器探测器(ICAL),其中电阻板室(RPC)将是活跃的探测器元件。研究不同电极厚度的RPC的性能是优化ICAL RPC设计参数的关键。我们制作了具有不同厚度玻璃的RPC,并研究了它们在相同环境条件下的性能。本文对探测器效率、噪声率、时间分辨率和电荷分布进行了研究。
2016-10-11 hep-ex physics.ins-det
Characterization of 3 mm Glass Electrodes and Development of RPC Detectors for $INO-ICAL$ Experiment
位于印度的中微子天文台(INO)是一个多机构设施,计划在印度南部建立。INO设施将拥有一个51千吨磁化铁量热计(ICAL)探测器,用于研究大气μ子中微子。铁板已被选为目标材料,而电阻板室(RPC)已被选为ICAL实验的主动探测器元件。由于ICAL实验需要大量的RPC(尺寸为$2~m \times 2~m$的$\sim$ 28,000)并且实验的寿命长,因此有必要执行详细的$R\&D$,使得可以优化检测器性能的每个参数以改善物理输出。在本文中,我们报告了详细的材料和电性能研究的各种类型的玻璃电极本地可用。我们还报告了与这些电极的RPC上进行的性能研究,以及气体成分和环境温度对检测器性能的影响。重点介绍了RPC电极材料的选用和在INO-ICAL实验中实现最佳物理输出的环境条件。
2014-12-16 physics.ins-det
Towards a two-dimensional readout of the improved CMS Resistive Plate Chamber with a new front-end electronics
作为紧凑型μ子螺线管实验第二阶段升级计划的一部分,新的电阻板室将安装在前部区域。在大型强子对撞机的高亮度阶段,预计在该地区的高背景条件,因此,已提出了一种改进的RPC设计与新的前端电子保持更高的速率能力和更好的时间分辨率。一种新的技术被用于前端电子设备,导致非常低的可实现的阈值的数量级为几个fC。在改进的RPC的设计中至关重要的是二维读出的能力,以提高空间分辨率,主要是由触发器的要求。在这项工作中,第一个性能的结果,对这个二维读出的基础上采取的数据与两个嵌入式正交读出条的真实大小的原型室。此外,专门研究的μ子簇的大小作为石墨电阻率的函数进行了讨论。
2020-05-31 hep-ex physics.ins-det
A study of HFO-1234ze (1,3,3,3-Tetrafluoropropene) as an eco-friendly replacement in RPC detectors
LHC实验中的电阻板室的操作需要F基气体以获得最佳性能。最近的法规要求限制或禁止使用对环境不友好的含氟气体。本报告显示了使用潜在的环保气体候选物1,3,3,3-四氟丙烯(商业上称为HFO-1234 ze)运行的RPC性能研究结果。
2015-05-07 hep-ex physics.ins-det
The performance of the CMS muon detector in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV at the LHC
CMS μ子探测器的所有子系统的性能进行了研究,通过使用在2010年在LHC收集的sqrt(s)= 7 TeV的质子-质子碰撞数据的样本,对应于约40个倒数picobarns的积分亮度。漂移管(DT)、阴极剥离室(CSC)和电阻板室(RPC)系统的主要工作参数的实测分布符合设计要求。每个腔室的空间分辨率在DT中为80-120微米,在CSC中为40-150微米,在RPC中为0.8-1.2厘米。对于所有3个系统,每个腔室可实现的时间分辨率为3 ns或更好。用于重建源自穿过μ子室的μ子的命中和轨道段的效率在95- 98%的范围内。CSC和DT系统以超过96%的效率为CMS触发器提供μ子轨道段,并在超过99.5%的此类事件中识别出正确的触发聚束交叉。通过对μ子系统的蒙特卡罗模拟,很好地再现了测量的性能,直到单个通道响应的水平。结果证实了μ子系统的高效率,对硬件故障的设计的鲁棒性,其有效性的歧视的背景。
2014-03-11 hep-ex physics.ins-det
Outdoor Field Experience with Autonomous RPC Based Stations
在过去的二十年里,电阻板室被用于COVER-PLASTEX和ARGO/YBJ宇宙线实验。在这两个实验中,探测器都被安置在室内,这可能是由于气体分布要求和控制直接影响RPC操作稳定性的环境变量的需要。但在扩展空气簇射(EAS)采样是必要的实验中,大面积阵列组成的分散站部署,使这种方法是不可能的。在这种情况下,必须有可部署在小型独立台站的探测器,这些台站很少有机会进行维护,而且对环境条件具有良好的适应能力。为了满足这些要求,我们几年前开始开发用于自主站的RPC。室内测试和测量的结果非常有希望,无论是在非常低的气体流量下的性能和稳定性,这是自治站的主要要求。在这项工作中,我们更新了室内的结果,并显示了第一个关于室外稳定运行。特别地,施加高电压的动态调节以保持气体增益恒定。
2016-08-30 physics.ins-det
Upgrade of the CMS Resistive Plate Chambers for the High Luminosity LHC
在即将到来的大型强子对撞机(HL-LHC)的高光度阶段,加速器的积分亮度将增加到3000 fb $^{-1}$。在此期间,预期的实验条件,如背景速率、事件堆积和电流探测器的可能老化,对LHC现有的所有实验都提出了挑战,包括紧凑型μ子螺线管(CMS)实验。为了确保这一时期的高性能μ介子系统,目前正在对CMS的电阻板室(RPC)系统进行几次升级。这些措施包括更换现有系统的读出系统,并安装两个新的RPC站,改进了腔室和前端电子设计。介绍了CMS RPC升级项目的总体现状。
2021-11-02 hep-ex physics.ins-det
Towards Sealed Resistive Plate Chambers
减缓人为气候变化对人类的可持续性至关重要。为了实现这一目标,RPC社区在过去十年中付出了相当大的努力,以减少我们探测器的温室气体排放。这些措施包括寻找新的环保气体,实施回收和/或再循环系统,提高气密性,并在检测器的概念和操作中使用新材料和方法,以降低气体流速。沿着这条线的工作,我们在这里提出了一个RPC架构,旨在大幅减少气体的使用室意味着低速率操作。两个腔室在零气流下进行了超过六个月的测试,没有显示出与时间相关的影响的证据,从而可以认为永久密封的RPC可能是触手可及的,具有明显的实用和环境优势。
2020-06-15 physics.ins-det
Performance studies of thin gas gap Resistive Plate Chamber prototypes with low Global Warming Potential gases for the ANUBIS experiment
本研究针对ANUBIS实验测试低GWP气体混合物在薄气隙RPC原型中的性能,评估电流和效率,以支持粒子物理探测器向环境可持续气体过渡。
2025-06-20 hep-ex physics.ins-det
Upgrade plans and ageing studies for the CMS muon system in preparation of HL-LHC
CMS μ子系统操作基于气体的探测器。需要升级探测器和触发器组件,以应对HL-LHC日益具有挑战性的条件。进行新的辐照测试,以确保μ介子探测器将生存的恶劣条件和可靠地运行。新的CERN GIF++(伽马辐照设施)允许执行老化测试。我们目前的结果在大背景下的系统性能和加速老化测试后。将增加新的探测器以提高临界前向区的性能:将在LS 2的1.6 $<$ $|η|$ $<$ 2.4区安装气体电子倍增器探测器,旨在抑制背景触发,同时保持高触发效率。预计第二个GEM站和两个新一代RPC站将有进一步的增强,这些站具有低电阻率电极。这些探测器将结合跟踪和触发能力,并能承受高达几kHz/cm $^2$的粒子率。此外,为了利用像素跟踪覆盖范围扩展,新的GEM检测器覆盖高达$|η|$ = 2.8。在新的前向量热计后面。
2018-09-05 physics.ins-det
Development and Study of Different Muon Track Reconstruction Algorithms for the Level-1 Trigger for the CMS Muon Upgrade with GEM Detectors
在接下来的几年里,随着LHC升级到更高的亮度,CMS将受到越来越多的粒子通量的影响,特别是在其最前沿的区域,| η|> 1.6。为了巩固CMS的μ子谱仪并增加冗余,CMS GEM合作建议对1.6 <| η| < 2.1区域,最初预计配备RPC和Triple-GEM探测器。该技术已被证明在高通量下保持高效,并满足CMS的要求。这项工作,使用模拟,研究三个轨道重建算法打算安装在CMS的第一选择阶段的三重GEM探测器:最小二乘拟合,标准卡尔曼滤波器,和修改后的卡尔曼滤波器。为了量化CMS μ子谱仪和CMS触发系统的改进,对Triple-GEM探测器和实际系统的测量结果进行了比较分析。
2013-06-04 hep-ex physics.ins-det
A new technique of linseed oil coating in bakelite RPC and the first test results
本文提出在胶木RPC形成气体间隙前预涂亚麻籽油的新工艺,并在雪崩模式下用宇宙线测试,给出效率与噪声率结果。
2021-08-16 hep-ex physics.ins-det
Performance testing of gas-tight portable RPC for muography applications
本文面向缪子成像现场应用,研发了便携式气密玻璃基RPC及多通道DAQ系统,通过噪声滤波提升缪子探测精度,并以缪子吸收测量验证了探测器的应用性能。
2024-02-23 hep-ex physics.ins-det
Studies on tetrafluoropropene-based gas mixtures with low environmental impact for Resistive Plate Chambers
气体探测器广泛用于高能物理实验,特别是在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)中,以提供大体积的跟踪和触发。据最近的估计,电阻板室(RPC),用于μ子检测,在LHC实验的总温室气体(GHG)排放的贡献最大。RPC的气体混合物主要由C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$制成,这是一种在大气中具有高环境影响的温室气体。C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$由于最近的欧盟(EU)法规,已经逐步停止生产,预计其成本在不久的将来会增加。因此,寻找由具有低全球变暖潜能值(GWP)的气体组分制成的替代气体混合物对于限制GHG排放以及出于经济原因变得极其重要。新型氢氟烯烃由于其相似的化学结构而可能是替代C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$的合适候选物。本研究的重点是表征具有异丙烯HFO 1234 ze(E)(C $_{3}$ H $_{2}$ F $_{4}$)的创新气体混合物,由于其非常低的GWP,异丙烯HFO 1234 ze是最环保的氢氟烯烃之一。本文详细讨论了在HFO 1234 ze(E)基气体中加入Ar、N-$_{2}$、O-$_{2}$和CO-$_{2}$的混合物以及i-C-$_{4}$、H-$_{10}$和SF-$_{6}$在这种混合物中的作用。
2020-01-28 physics.ins-det
Preliminary results of Resistive Plate Chambers operated with eco-friendly gas mixtures for application in the CMS experiment
LHC实验中的电阻板室的操作需要氟基(F基)气体以获得最佳性能。最近的欧洲法规要求限制或禁止使用对环境不友好的含氟气体。鉴于CMS实验的升级,目前正在进行几项测试,以测量探测器与这些新的生态气体混合物在效率、流光概率、感应电荷和时间分辨率方面的性能。具有读出垫和标准CMS电子设置的原型室正在测试中。在本文中,与一个潜在的生态友好的气体候选人1,3,3,3-四氟丙烯,商业上称为HFO-1234 ze,与CO2和CF 3 I为基础的气体混合物的RPC的性能的初步结果,并讨论了可能的应用在CMS实验。
2016-05-26 hep-ex physics.ins-det
High Rate RPC detector for LHC
高亮度LHC(HL-LHC)阶段旨在将LHC实验收集的数据量增加一个数量级。在LHC运行的第一阶段和第二阶段期间,可以预见的瞬时亮度逐渐增加到$10\times10^{34}\ {\rm cm}^{-1}{\rm s}^{-2}$标称值的两倍以上,这对实验提出了特殊的挑战。前向μ子谱仪($2.4 > |η| > 1.9$)的高赝快度区($η$)没有RPC站。预期颗粒率增加至2 kHz cm $^{-1}$(包括安全系数3)促使RPC室的安装,以保证与现有CSC室的冗余。目前的CMS RPC技术不能维持预期的背景水平。提出了采用低电阻率玻璃的新一代Glass-RPC(GRPC),以装备CMS四个高$η$ μ子站中最远的两个。在其单间隙版本中,它们可以承受几kHz cm $^{-1}$的速率。它们的时间精度约为1 ns,可以减少噪声影响,从而提高触发速率。大尺寸腔室的建议设计检查和一些初步结果,在束流测试中得到的γ辐照设施(GIF++)和超级质子同步加速器(SPS)在欧洲核子研究中心。进行这些试验是为了验证此类探测器支持高辐照环境的能力,但对探测器效率的影响有限。
2018-07-16 hep-ex physics.ins-det
Autonomous RPCs for a Cosmic Ray ground array
本文报道了用于超高能宇宙线(UHECR)实验中μ子探测的电阻板室(RPC)的性能。RPC是为MARTA项目开发的,并在现场条件下进行了测试。这些RPC覆盖$1.5 \times 1.2\,{m^2}$的面积,并配备有64个拾取电极,提供优于$20\,$ cm的分割。通过用足够的倾斜质量来屏蔽探测器单元以吸收空气簇射中的电磁分量,允许μ子含量的干净测量,这是将在下一代UHECR实验中实施的概念。地面阵列探测器的操作提出了具有挑战性的要求,因为RPC必须在极端环境条件下远程操作,电力预算有限,维护最少。RPC、DAQ、高压和监控系统封装在铝密封外壳中,提供了一个适合户外环境的紧凑而坚固的单元,可以轻松部署和连接。在LIP-Coimbra开发的RPC能够使用非常低的气体流量运行,这使得它们可以在小的气藏中运行几年。已经在实验室和户外建造并测试了几个原型。我们报告了在现场进行的最新测试,这些测试表明,开发的RPC在现场条件下以稳定的方式运行了2年多。
2017-09-27 astro-ph.IM physics.ins-det
The CMS magnet test and cosmic challenge
CMS探测器正在建造中,即将在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上运行。安装和调试在地面大厅进行。此后,从2006年底开始,探测器的所有主要重型元件,即圆盘和轮子,都被下放到实验洞穴中。CMS的超导磁体需要在下降之前进行测试,这提供了一个独特的机会来一起操作所有的子探测器和子系统,并将宇宙μ子的数据作为重要的调试测试。这被称为MTCC -磁铁测试和宇宙挑战。参与的系统包括Muon系统的60度扇区,包括气体探测器,如漂移管(DT),阴极条室(CSC)和电阻板室(RPC),都在桶和端盖中。跟踪系统包括硅条跟踪器的元件,以及电磁和强子量热计的部分,用于检测穿过的μ子的能量沉积。在这篇文章中,介绍了业务经验和吸取的教训。
2008-05-13 hep-ex physics.ins-det
Eco-friendly Resistive Plate Chambers for detectors in future HEP applications
针对欧盟禁用高全球变暖潜能气体的问题,RPC EcoGas@GIF++合作组织研究了不同布局探测器在环保型气体混合物下的性能,并报告了实验结果及老化测试计划。
2022-12-19 hep-ex physics.ins-det
Performance of Resistive Plate Chambers installed during the first long shutdown of the CMS experiment
CMS实验位于欧洲核子研究中心大型强子对撞机,有一个由三种不同的探测器技术组成的冗余μ子系统:阴极条室(在前部区域),漂移管(在中部区域)和电阻板室(其中部和前部区域)。所有这三个都用于μ子重建和触发。在LHC(2013-2014)的第一次长停堆(LS 1)期间,CMS μ子系统已经升级,在第四个前站上新安装了144个RPC。新的腔室确保并提高了LHC Run 2在高亮度条件下的μ子触发效率。这些室已成功安装并投入使用。该系统已成功运行,并对实验数据进行了采集和分析。将介绍新安装的RPC的性能结果。
2016-05-22 hep-ex physics.ins-det
Exploring the lifetime and cosmic frontier with the MATHUSLA detector
安装在CMS相互作用点(IP)上方表面上的MATHUSLA探测器将覆盖$100\times 100$ m $^2$的区域,该区域包含许多层反射器平面,以建立带电粒子轨迹的空间和时间坐标。就尺寸和在$10^4$ m $^2$的面积上的连续灵敏度而言,这是前所未有的探测器。本文介绍了目前MATHUSLA探测器的概念,这是敏感的长寿命粒子在CMS和宇宙射线扩展空气簇射(EAS)的LHC碰撞中产生的。通过增加一个$10^4$ m $^2$层的RPC,具有类似于ARGO-YBJ实验的数字和模拟读出,显着提高宇宙射线研究的能力将重点讨论大天顶角EAS。
2020-06-16 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Signal shape studies and rate dependence of HFO-based gas mixtures in RPC detectors
针对LHC实验中RPC探测器所用氟化温室气体受限问题,RPC ECOGasas@GIF++合作组研究以低GWP的HFO气体替代C$_{2}$H$_{2}$F$_{4}$,通过束流测试分析信号形状和计数率依赖性,验证其性能可行性。
2025-02-04 nucl-ex physics.ins-det
Comparison of CMS Resistive Plate Chambers performance during LHC RUN-1 and RUN-2
LHC CMS实验中的电阻板室探测器系统为μ子触发器提供了鲁棒性和冗余性。总共有1056个双间隙室覆盖了赝快度< 1.6的区域。主要的探测器参数和环境条件受到持续和密切的监控,以在质心能量为13 TeV的LHC第二次运行期间的恶劣条件下实现操作稳定性和高质量数据。整体探测器稳定性与2015年数据的第一个结果,并与LHC RUN-1期间在8 TeV的数据进行比较。
2016-05-30 hep-ex physics.ins-det
Construction and Performance of Large-Area Triple-GEM Prototypes for Future Upgrades of the CMS Forward Muon System
目前,CERN LHC CMS探测器的前向RPC μ子系统的一部分在高η区仍然没有仪器。一项国际合作正在研究覆盖1.6 <|η| < 2.4区域的μ子端盖与大面积的三重GEM探测器。鉴于其良好的空间分辨率,高速率能力和辐射硬度,这些微图案气体探测器是一个有吸引力的选择,同时提高μ子跟踪和触发能力,在未来升级的CMS探测器。将对这一可行性研究进行概述。将描述小型(10个\times 10 cm 2)和全尺寸梯形(1个\times 0.5 m2)三重GEM原型的设计和构造。在探测器组装期间,测试了用于拉伸GEM箔的不同技术。将显示小型和大型原型的X射线测量结果和CERN SPS的测试光束活动结果。初步模拟研究的预期μ子重建和触发性能的建议升级μ子系统将报告。
2011-11-30 hep-ex physics.ins-det