First neutrino event detection with nuclear emulsion at J-PARC neutrino beamline
精确测量亚多GeV区域的中微子-核相互作用对降低未来中微子振荡实验的系统不确定性具有重要意义。此外，在这样的能区中，还观察到了过量的${ν_e}$相互作用，这可能是对无菌中微子存在的一种解释。核乳胶技术可以测量各种靶（Fe、C、H ${_2}$ O等）的所有低能阈末态粒子。其亚$μ$ m位置分辨率允许测量具有良好电子/伽马分离能力的${ν_e}$横截面。我们在J-PARC开始了一项新的实验，通过引入核乳胶技术来研究亚多GeV中微子相互作用。J-PARC T60实验已作为该项目的第一步实施。首次利用乳胶核探测器的全扫描数据进行了系统的中微子事件分析。本文介绍了第一个中微子事件的探测和分析。
2017-05-17 hep-ex physics.ins-det
First measurement using a nuclear emulsion detector of the $ν_μ$ charged-current cross section on iron around the 1$\,$GeV energy region
我们在J-PARC中微子装置上用T2 K中微子束对铁进行了$ν_μ$荷电相互作用测量。数据样本对应于靶上4.0 $\times$ 10 $^{19}$质子，中微子平均能量为1.49 $\,$ GeV。由于薄层结构和子$μ$ m空间分辨率，乳胶探测器适用于精确测量中微子-铁相互作用中产生的带电粒子，具有低动量阈值。带电粒子被成功地检测到，并使用乳胶检测器测量它们的多重性。经测量，截面为$σ^{\mathrm{Fe}}_{\mathrm{CC}} = (1.28 \pm 0.11({\mathrm{stat.}})^{+0.12}_{-0.11}({\mathrm{syst.}})) \times 10^{-38} \, {\mathrm{cm}}^{2}/{\mathrm{nucleon}}$。在有限的运动学相空间中，铁上诱导的μ子$θ_μ < 45^{\circ}$和$p_μ > 400 \, {\rm MeV}/c$的截面为$σ^{\mathrm{Fe}}_{\mathrm{CC \hspace{1mm} phase \hspace{0.5mm} space}} = (0.84 \pm 0.07({\mathrm{stat.}})^{+0.07}_{-0.06}({\mathrm{syst.}})) \times 10^{-38} \, {\mathrm{cm}}^{2}/{\m…
2021-02-24 hep-ex
The OPERA Experiment
OPERA（Oscillation Project with Emulsion-tracking Apparatus）是一种新的探测器概念，铁（铅）乳胶用于长基线中微子振荡实验。该实验将在大气中微子异常所指示的参数区域内对nu_mu-nu_tau振荡进行外观搜索。OPERA可以在欧洲核子研究中心提出的NGS（Neutrino to Gran Sasso）光束中在Gran Sasso实验室运行。
1998-12-18 hep-ex
Wide angle acceptance and high-speed track recognition in nuclear emulsion
核乳胶胶片是一种三维跟踪装置，广泛用于宇宙线和高能物理实验。广角接收扫描对于获得乳胶胶片中的磁道信息至关重要。本研究提出了一种新的方法，用于中微子-核相互作用测量的核乳胶膜的广角接受和高速径迹识别。核乳胶技术可以用来测量中微子相互作用产生的带电粒子的径迹。广角接受粒子的检测对于获得亚GeV和多GeV中微子能区相互作用的详细信息至关重要。在为J-PARC中微子相互作用测量而发展的新方法NINJA中，角接受度由$150\,\mathrm{m^2/year}$覆盖到$|\tanθ_{x(y)}| < 5.0$（所有立体角的80%）。该方法还可以提高航迹的角度精度和识别效率。
2022-05-01 hep-ex physics.ins-det
Status of the OPERA neutrino experiment
OPERA长基线振荡实验位于意大利Gran Sasso地下实验室。OPERA的设计目的是观察CNGS nu-mu束中的nu-mu -> nu-tau现象，距离CERN的源730公里。该仪器由一套大型乳胶铅靶和电子探测器组成。2007年和2008年的首次运行帮助检查了探测器和相关乳胶设施是否充分运作，并成功地对收集到的数据进行了首次分析。在对OPERA设置进行简短描述后，该演讲将介绍用于中微子事件样本的数据重建和分析的最新状态报告。
2009-10-29 hep-ex
Charged-Particle Multiplicities in Charged-Current Neutrino-- and Anti-Neutrino--Nucleus Interactions
CHORUS实验旨在寻找$ν_μ\toν_τ$振荡，由核乳胶靶和电子探测器组成。本文介绍了在高能带电中微子-和反中微子-核相互作用的小样本中带电粒子产生的结果。对于每一个事件，发射角和电离的带电粒子在相互作用中产生的功能被记录，而标准的运动学变量重建使用的电子探测器。在不同的运动学区域，研究了带电径迹的平均多重数、赝快度分布、带电粒子多重数的色散和KNO标度。还报道了首次在核乳胶中进行的准弹性拓扑结构的研究。结果是在一个适合用于验证的中微子-核相互作用的蒙特卡罗发电机的形式。
2007-08-21 hep-ex
Searching for neutrino oscillations with OPERA
OPERA实验将使用μ子中微子束和混合乳液闪烁体探测器搜索中微子振荡。讨论了该实验的基本原理、现状和预期性能。
2006-02-03 hep-ex
Observation of Tau Neutrino Interactions
DONUT实验分析了核乳胶靶中记录的203种中微子相互作用。衰变搜索发现了四个τ中微子相互作用的证据，估计背景为0.34个事件。此数字与标准模型的预期一致。
2000-12-14 hep-ex
The OPERA Long Baseline Experiment: Status and First Results
OPERA（Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus）是欧洲和亚洲之间的一个国际合作项目，旨在首次直接证明纯μ子中微子束中出现τ中微子，以验证大气中微子振荡的假设。欧洲第一个长基线中微子束（称为CNGS）是在CERN产生的，并被送往730公里外的格兰萨索地下实验室，OPERA探测器位于那里。自2006年以来，电子探测器部分已完全调试和运行。定期记录宇宙射线事件，在2007年秋季的最后一次运行中，在由非常精确的乳胶膜和铅板制成的目标元件中观察到了第一批中微子束事件。本文综述了该探测器的现状、束流性能、中微子事件分析的初步结果和展望。
2008-10-14 hep-ex
Observation of tau neutrino charged-current interactions
DONUT合作在混合乳液光谱仪中观察到四个与tau中微子带电电流相互作用一致的事件。由此产生的τ轻子通过衰变为单个带电粒子来识别。魅力衰减和次级相互作用的预期背景是0.34 +/- > 0.05事件。所有的τ中微子候选者都是由背景过程产生的概率是1.1 × 10-4。
2001-05-16 hep-ex
Nuclear emulsions in the OPERA experiment
使用乳剂作为颗粒检测器具有长而成功的寿命。快速自动化分析系统的最新发展允许使用大量的乳胶膜，这在粒子物理学的历史上是没有先例的。在大萨索国家地下实验室（LNGS）进行的OPERA实验是这些实验中的“主要”实验，目的是确认$ν_μ\toν_{tau}$通道中的中微子振荡。实验技术，策略和实验的第一个结果。
2008-12-02 hep-ex physics.ins-det
Momentum measurement by the Multiple Coulomb Scattering method in the OPERA lead emulsion target
提出了一种利用OPERA铅乳胶靶中的多次库仑散射测量带电粒子动量的新方法。它基于对轨道角偏差的精确测量，这要归功于核乳胶的极高分辨率。该算法已被测试与蒙特卡罗（MC）π介子。结果被发现在预期的不确定性内描述从测试梁获得的数据。我们还报告了通过MCS在OPERA铅乳胶目标与中微子带电电流相互作用事件的电子探测器确定的μ介子动量的比较。两个独立的测量同意在实验的不确定度，结果验证了为OPERA的乳液检测器开发的算法。
2011-06-30 hep-ex physics.ins-det
Segmentation of EM showers for neutrino experiments with deep graph neural networks
National Research University Higher School of Economics（国家研究型高等经济大学）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究院）
我们介绍了一个有史以来第一次从电磁（EM）采样量热仪收集的数据重建多个淋浴的算法。这种探测器广泛应用于高能物理中，以测量进入粒子的能量和运动学。在这项工作中，我们考虑的情况下，当许多电子通过乳胶云室（ECC）砖，启动电子诱导的电磁阵雨，这可能是长曝光时间或大输入粒子通量的情况下。例如，SHiP实验计划使用乳胶探测器进行暗物质搜索和中微子物理研究。SHiP实验的预期全通量约为五年内的10^20个粒子。为了降低与更换ECC模块和离线数据采集（乳剂扫描）相关的实验成本，决定增加曝光时间。因此，我们希望观察到大量的重叠簇射，这将EM簇射重建变成一个具有挑战性的点云分割问题。我们的重建管道由预测邻接矩阵的图神经网络和聚类算法组成。我们提出了一种新的层类型（EmulsionConv），它考虑到ECC砖中淋浴发展的几何特性。对于重叠簇的聚类，我们使用一种改进的基于层次密度的聚类算法。我们的方法不使用任何有关入射粒子的先验信息，并在乳胶探测器中识别高达87%的电磁簇射。重建电磁簇射算法的主要测试平台将是SND@LHC。
2021-12-09 cs.LG hep-ex
First measurement of $\barν_μ$ and $ν_μ$ charged-current inclusive interactions on water using a nuclear emulsion detector
本文报道了在NINJA实验中用核乳胶探测器测量的水靶上带电电流包含$\barν_μ$和$ν_μ$相互作用的μ子、带电π子和质子的径迹多重性和运动学。一个3公斤的水目标暴露于T2 K反中微子增强束，平均能量为1.3 GeV。由于核乳胶的高粒度，中微子-水相互作用中动量低至200 MeV/ $c$的质子被探测到。我们发现观测数据和模型预测的所有运动学分布的带电π介子的数量以外的良好协议。这些结果表明，与核乳胶测量，以改善中微子相互作用模型的能力。
2020-10-16 hep-ex physics.ins-det
OPERA first events from the CNGS neutrino beam
OPERA实验的目的是在CERN（CNGS）产生的准纯μ子中微子束中寻找τ中微子的出现。该探测器安装在距离CERN 730公里的Gran Sasso地下实验室，由铅/乳胶靶和电子探测器组成。一份报告给出了探测器的状态（建设，数据采集和分析）和第一次成功的2006年中微子运行。
2007-06-12 hep-ex
The Preparation Status and Plan for the Next Physics Run of the NINJA Experiment
NINJA实验为2025—2026年第三次物理运行准备约130 kg水靶，并开发覆盖1.3 m×1.4 m、含散射体的新型单片塑料闪烁体径迹探测器，以利用时间和位置信息区分宇宙射线背景与中微子径迹。
2025-01-07 hep-ex physics.ins-det
Discovery of Tau Neutrino Appearance and Recent Results from OPERA
OPERA实验旨在通过在CNGS束中730 km基线处出现${ν_τ}$来观察${ν_μ}$ ${\rightarrow}$ ${ν_τ}$振荡。新开发的乳液分析技术允许使用有史以来最大的乳液检测器测量${ν_e}$、${ν_μ}$和${ν_τ}$的相互作用。OPERA已检测到五个${ν_τ}$候选，允许在5.1 $σ$拒绝仅背景假设。测量和约束标准和非标准振荡的参数。
2016-06-15 hep-ex physics.ins-det
SHiP: a new facility with a dedicated detector for studying $ν_τ$ properties and nucleon structure functions
SHIP是一种新的通用固定目标设施，由CERN SPS加速器提出。在五年内，400 GeV/c动量的$2\times 10^{20}$质子将被倾倒在钼靶上。在靶的下游放置一个探测器，就可以对质量低于O（10）GeV/c $^2$的长寿命粒子进行探测，这在标准模型的几个扩展中已经有预见。另一个专用探测器将允许研究活动中微子截面和角分布。中微子探测器由一个乳胶靶组成，基于OPERA实验中卓有成效地采用的乳胶云室技术。乳胶云室将被放置在一个磁场中，与所谓的紧凑型乳胶光谱仪，几厘米厚的腔室的电荷和强子的动量测量。这将提供强子τ衰变通道中的轻子数测量。探测器将是混合型的，使用核乳胶和电子探测器来记录事件的时间戳和测量μ子动量。μ子系统也将基于OPERA实验中使用的设计。
2016-09-15 hep-ex physics.ins-det
Search for ν_τ interactions with the nuclear emulsion films of the OPERA experiment
OPERA实验的目的是通过近纯ν_μ光束（CNGS）中的ν_τ现象来测量ν_μ -> ν_τ振荡。为了直接鉴别ν_τ CC相互作用中产生的短寿命τ轻子，需要有微米级的探测分辨率。因此，OPERA探测器利用核乳胶胶片，最高空间分辨率的跟踪设备，与称为“砖”的乳胶云室（ECC）结构中的铅板相结合。本文介绍了核乳胶分析链的设计思想和算法，并对其性能进行了分析。
2013-05-14 hep-ex physics.ins-det
The OPERA experiment: Preliminary results from the 2008 run
中微子味道振荡假说已经被几个实验所证实，所有这些实验都是基于对给定中微子味道消失的观察。长基线中微子实验OPERA（Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus）旨在首次直接证明τ中微子出现在纯μ中微子束（CERN中微子到Gran Sasso束）中。在2008年，OPERA实验已经开始使用CNGS光束进行完整的数据采集，并记录了大约1700次相互作用。实验状态和2008年运行的第一批结果。
2009-05-27 hep-ex
Sensitivities to secret neutrino interaction at FASER$ν$
我们在FASER $ν$实验中研究了中微子与质量小于500 { \rm MeV}的新的轻中性规范玻色子$Z^\prime$的耦合效应.轻规范玻色子与中微子耦合的场景在许多背景下被激发，这些背景旨在解释粒子物理学和宇宙学中的各种异常。这种相互作用导致带电介子衰变为轻轻子加中微子和$Z^{\prime}$的新模式（$π^+(K^+)\to e^+ νZ^\prime$），随后$Z^\prime$衰变为中微子和反中微子对（$Z^\prime \to ν\barν$）。FASER $ν$，LHC的前向搜索实验，有可能首次探测到对撞机中微子。特别是，FASER $ν$乳胶探测器将提供探测$τ$ -中微子和测量其能量的机会。利用FASER $ν$乳胶探测器的这种能力，我们研究了FASER $ν$实验和该实验的拟议升级版本FASER 2 $ν$，以约束中微子与轻规范玻色子的耦合的潜力。
2021-06-17 hep-ex hep-ph
Automatic track recognition for large-angle minimum ionizing particles in nuclear emulsions
我们以前开发了一个自动跟踪扫描系统，使大角度的核碎片在OPERA实验的核乳胶膜的检测。作为下一步，我们研究了该系统的大角度最小电离粒子$(1.0 \leq |tan θ| \leq 3.5)$的轨道识别能力。本文表明，对于这样的轨道，该系统具有95 $\%$或更高的检测效率，并报告自动识别的轨道的角度精度。这项技术具有通用性，不仅可能有助于OPERA实验中的各种分析，而且可能有助于今后的实验，例如关于低能中微子和强子相互作用的实验，或有助于今后利用气球携带的核乳胶对宇宙射线进行的研究。
2014-12-19 hep-ex physics.ins-det
Electromagnetic Shower Reconstruction and Identification in FASER's Emulsion Detector for LHC Forward Neutrino Measurements
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Zhengzhou University（郑州大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Liverpool（利物浦大学）；CERN（欧洲核子研究中心）；University of Bern（伯尔尼大学）；Chiba University（千叶大学）；Kyushu University（九州大学）；Universität Bonn（波恩大学）；University of Geneva（日内瓦大学）
提出基于聚类算法的电磁簇射重建与多级识别方法，在100/200 GeV电子测试束数据中实现高背景抑制效率（>99.9%）和能量分辨率（~25%/23%），为LHC前向电子中微子识别提供验证框架。
2026-08-25 hep-ex
Measurement of charm production in neutrino charged-current interactions
CHORUS探测器的核乳胶靶于1994 ~ 1997年接受了平均中微子能量为27 GeV的CERN SPS宽带中微子束辐照。在总共约100000带电电流中微子相互作用，至少有一个确定的μ子位于乳胶目标和完全重建，使用新开发的自动扫描系统。通过一个识别粒子衰变的程序来搜索受吸引的粒子。在核乳胶中观察衰变使得有可能选择具有非常低的背景和最小的运动学偏差的样品。2013年，带电电流与末态的粲强子候选者的相互作用被选中，并通过目视检查确认。中微子引起的粲产生率相对于带电电流截面为σ（nu_mu N -> mu-CX）/σ（CC）=（5.75 +-0.32stat +-0.30syst）%。还得到了作为中微子能量的函数的粲产生截面。结果与以前的测量结果吻合得很好。粲夸克强子化产生的粲强子的相对分数（%）如下：f_Dzero = 43.7+-4.5，f_Lambda_c^plus = 19.2+-4.2，f_Dplus = 25.3+-4.2，f_D_splus = 11.8+-4.7。
2011-07-04 hep-ex
Technical Proposal: FASERnu
FASERnu是一种小型且廉价的乳胶探测器，旨在首次探测对撞机中微子并研究其性质。FASERnu将位于FASER正前方，在未使用的服务隧道TI 12中，沿光束碰撞轴距离ATLAS相互作用点480 m。从2021年到2023年，在14 TeV LHC的第三次运行期间，大约1，300个电子中微子，20，000个μ子中微子和20个τ中微子将在FASERnu中以TeV级能量相互作用。通过观察这些相互作用，重建它们的能量并区分味道的能力，FASERnu将探测中微子的产生，传播和相互作用，这些中微子具有有史以来最高的人造能量。FASERnu探测器将由1000个与钨板交错的乳剂层组成。乳胶和钨的总体积为25 cm x 25 cm x 1.35 m，钨靶质量为1.2吨。从2021年至2023年，将安装7套乳化层，在计划的技术停止中大约每20-50 1/fb更换一次。在本文中，我们总结了FASERnu的物理目标，并讨论了中微子通量和相互作用率的估计。然后，我们详细描述了FASERnu探测器，包括组装，运输，安装和乳剂更换计划，以及乳剂读出和分析数据的程序。最后，我们对探测器组件和基础设施工作进行了成本估算，并给出了实验的时间轴。
2020-01-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Associated Charm Production in Neutrino-Nucleus Interactions
本文研究了中性和带电电流$ν$ -核相互作用中的伴随粲产生。在CHORUS实验中，自动扫描系统的改进允许在乳液中有效地搜索短寿命粒子。因此，通过观察具有非常低背景的双粲衰变拓扑，寻找稀有过程（如相关的粲产生）成为可能。已经分析了位于乳剂靶中的约130，000个$ν$相互作用。在中性电流样品中观察到三个具有两个粲衰变的事件，估计背景为0.18 $\pm$ 0.05。测量了深部非弹性$ν$相互作用中伴随粲截面的相对速率$σ(c\bar{c}ν)/σ_\mathrm{NC}^\mathrm{DIS}= (3.62^{+2.95}_{-2.42}({stat})\pm 0.54({syst}))\times 10^{-3}$。在充电电流$ν_μ$相互作用中观察到一个具有两个粲衰变的事件，估计背景为0.18 $\pm$ 0.06，充电电流相互作用中相关粲产生的上限为90% C. L。已发现是$σ(c\bar{c} μ^-)/σ_\mathrm{CC} < 9.69 \times 10^{-4}$。
2007-08-21 hep-ex
OPERA: waiting for the tau
OPERA实验的目的是直接观测CNGS高能中微子束中出现模式的nu_mu ~> nu_tau振荡，实验由一个高粒度的核乳胶模块靶--铅“砖”组成，配备了大量的电子探测器，用于中微子相互作用的定位和运动学分析。在2006年8月、2006年10月和2007年10月的第一次短期运行之后，该实验于今年夏初开始了第一次长期物理运行（约150天）。在1.35千吨的最终目标质量下运行，2008年的运行可以实际地提供第一次观察源自味道振荡的nu_mu的tau的机会。本文将讨论实验的不同方面，数据处理的挑战和最近的成就。它还将概述从“找砖”到顶点重建的核乳胶分析所需的各个步骤。
2008-10-15 hep-ex
First events from the CNGS neutrino beam detected in the OPERA experiment
位于格兰萨索地下实验室（LNGS）的OPERA中微子探测器旨在通过研究nu_mu到nu_tau的振荡，首次以出现模式探测中微子振荡。该仪器由铅/乳胶膜靶和电子探测器组成。它被放置在距离中微子源730公里的高能长基线CERN到LNGS束（CNGS）中。2006年8月，第一次使用CNGS中微子成功进行。中微子事件的第一个样本被收集，统计上与积分束强度一致。在对光束和各种子探测器进行简要描述之后，我们报告了这一里程碑的成就，介绍了第一批数据和一些分析结果。
2006-11-13 hep-ex
The OPERA experiment
OPERA是一个中微子振荡实验，旨在对未来从CERN到Gran Sasso的CNGS束流进行长距离的中微子外观搜索。它是基于核乳胶技术来区分中微子相互作用产物中的τ径迹和衰变径迹。OPERA探测器目前正在距离CERN 730公里的Gran Sasso地下实验室建造，并将于2006年接收第一批中微子。实验技术进行了审查和项目的发展描述。讨论了在测量nu-τ出现和寻找nu-e出现时的预见性能。
2005-04-18 hep-ex
Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Detecting Dark Matter with Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors at the LHC
新的轻粒子可能会在大型强子对撞机的远距离区域大量产生，然后衰变为暗物质，这可以通过远距离实验中的散射来检测。我们考虑的例子，不可见衰减的暗光子，通过$A' \to χχ$衰减到暗物质。然后可以通过其散射电子$χe^- \to χe^-$来检测暗物质。我们认为发现潜在的探测器放置在光束碰撞轴480米的ATLAS相互作用点，包括乳液探测器（FASER $ν$ 2），并首次，前向液氩实验（FLArE）。对于这些探测器技术中的每一种，我们设计了有效地将单个$e^-$信号与领先的中微子和μ子诱导背景分离的切割。我们发现，10至100吨的探测器可能会发现数百至数千个暗物质事件在HL-LHC时代，将敏感地探测参数空间的热遗迹区域。这些结果激发了在LHC上建造远距离乳胶和液氩探测器，以及一个合适的位置来容纳它们，例如拟议的Forward Physics Facility。
2021-04-16 hep-ex hep-ph
Observation of a first $ν_τ$ candidate in the OPERA experiment in the CNGS beam
位于格兰萨索地下实验室（LNGS）的OPERA中微子探测器旨在通过对$ν_μ\rightarrowν_τ$通道的研究，首次以直接出现模式探测中微子振荡。该混合装置由一个乳胶/铅靶组成，辅以电子探测器，它被放置在高能长基线CERN到LNGS束（CNGS）730公里以外的中微子源。在2008年和2009年成功地进行了CNGS中微子探测。在简单描述了束流、实验装置和用于中微子事件分析的程序之后，我们描述了满足运动学选择标准的第一候选$ν_τ$带电电流事件的拓扑结构和运动学。详细解释了背景计算及其交叉检查，并评估了事件的重要性。
2010-06-08 hep-ex
High Energy Neutrino Studies in the forward direction with FASER experiment at the LHC
本研究利用LHC的FASER实验，通过带钨板的乳胶云室靶探测前向高能中微子，首次在数百GeV至数TeV未探索能区测量了电子和μ中微子与核子的作用截面，同时可寻找暗光子等超出标准模型的粒子。
2024-10-30 hep-ex
Search for ν_μ-> ν_τoscillations in appearance mode in the OPERA experiment
在地下格兰萨索实验室（LNGS）的OPERA实验的目的是执行直接出现模式的μ中微子到τ中微子通道中的中微子振荡的第一次检测。探测器是混合型的，由乳胶/铅靶和电子探测器组成。它被放置在距离中微子源730公里的CNGS中微子束中。2008年、2009年和2010年成功进行了CNGS中微子探测。在简要描述了束流和实验装置之后，我们报告了CERN CNGS ν_μ束中对应于1.89 \times 10^{19} p. o.t.的事件样本的事件分析，该事件产生了第一个候选ν_τ CC相互作用的观察。详细描述了该候选事件的拓扑结构和运动学。解释背景来源，并评估候选人的重要性。
2011-06-20 hep-ex
Detecting the (Quasi-)Two-Body Decays of $τ$ Leptons in Short-Baseline Neutrino Oscillation Experiments
为下一代短基线中微子实验提出了新的探测器方案，旨在探索出现模式下\omutau振荡的大- $Δm^2$域。这些计划强调良好的光谱带电粒子和电磁簇射和有效的重建\ypi_g g衰变。基本元素是一系列相对较薄的乳胶靶，浸没在磁场中，并散布着电子跟踪器，以及一个由铅玻璃制成的细粒电磁热量计。这些元素作为一个不可分割的整体，在重建电磁簇射。这个概念方案在识别$τ$（准）二体衰变的特征运动学和选择电子衰变的$τ$表现出良好的性能。
2000-02-09 hep-ex
Study of neutrino interactions with the electronic detectors of the OPERA experiment
OPERA实验是基于一种结合了电子探测器和核乳胶的混合技术。OPERA在2008年和2009年CNGS中微子束的物理运行期间收集了μ子-中微子相互作用，该中微子束在CERN产生，能量范围约为5-35 GeV。用OPERA电子探测器分析了靶当量亮度上的总共$5.3 \times 10^{19}$质子：闪烁体条靶跟踪器和配备有电阻板气室和漂移管的磁μ子谱仪，从而可以详细重建μ子-中微子相互作用。使用电子检测器中的测量值识别充电电流（CC）和中性电流（NC）相互作用，并计算NC/CC比。分析了CC相互作用中产生的μ子径迹的动量分布和电荷。对CC和NC样品进行可见光能量的量热测量。计算了CC事例的Bjorken- $y$分布和强子簇射剖面。将结果与电子探测器响应的详细蒙特卡罗模拟进行比较。
2011-02-09 hep-ex
Final results on nu_mu to nu_tau oscillation from the CHORUS experiment
最后，对CHORUS在1994- 1997年收集的整套数据进行了振荡分析。电子探测器提取的数据的重建算法得到了改进，乳胶靶中记录的数据由新的自动扫描系统进行分析，从而可以使用一种新的方法来重建乳胶中的事件。合唱团已将这些新技术应用于1996- 1997年事件的样本，这些事件在电子探测器中没有观察到μ子。将新样品与以前论文中分析的数据相结合，从而提高了实验对$ν_τ$外观的总体灵敏度。在双中微子混合方案中，90%C.对于大的$Δm^2$，设置了$\sin^2 2θ_{μτ} < 4.4 \times 10^{-4}$的上限，将先前公布的CHORUS结果提高了1.5倍。
2007-10-17 hep-ex
DsTau: Study of tau neutrino production with 400 GeV protons from the CERN-SPS
在CERN SPS的DsTau实验中，提出了一种独立而直接的方法来测量高能质子相互作用后的τ中微子产生。由于τ中微子的主要来源是在质子-核相互作用中产生的Ds介子的衰变，该项目旨在测量该反应的微分截面。实验方法是基于使用高分辨率乳胶探测器的有效登记的事件与短寿命的粒子衰变。在这里，我们提出的动机的研究，实验技术的细节，并在测试运行过程中收集的数据分析的第一个结果，这证明了在未来的过程中的全面研究的可行性。
2019-06-08 hep-ex
Measurement of reconstructed final-state kinematics in charged-current interactions on water using the J-PARC $ν_μ$ beam and NINJA emulsion detector
Nagoya University（名古屋大学）；Kyoto University（京都大学）；Ruđer Bošković Institute（鲁杰尔博什科维奇研究所）；Kobe University（神户大学）；Yokohama National University（横滨国立大学）；The University of Tokyo（东京大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Nihon University（日本大学）
本研究利用J-PARC $ν_μ$束流与NINJA乳胶探测器，测量水的带电电流相互作用末态运动学，为后续大样本NINJA数据分析建立了框架。
2026-08-18 hep-ex
XSEN: a $ν$N Cross Section Measurement using High Energy Neutrinos from pp collisions at the LHC
高能中微子的截面（XSEN）是一个小型实验，旨在首次研究0.5-1 TeV中微子能量范围内的中微子-核子相互作用（包括τ味）。该探测器将安装在退役的TI 18隧道中，使用核乳胶。它的简单性允许在LHC运行3（2021-2023）之前建造和安装;运行3中的150/fb，实验可以记录多达2000个中微子相互作用，以及多达100个τ中微子事件。XSEN探测器拦截了IP 1中LHC光束碰撞产生的强烈中微子通量，中微子能量可以超过TeV。由于中微子-N相互作用的截面几乎随能量线性增长，探测器可以很轻，但仍然可以收集相当多的中微子相互作用样本。在我们的建议中，探测器的重量不到3吨。它位于LHC束从直线段的理想延长线的略上方;这种偏离束轴的配置，虽然非常接近它，但增强了c和b衰变的中微子的贡献，从而增强了τ中微子的贡献。探测器适合TI 18隧道，无需修改。我们计划在2021年进行演示实验，使用约0.5吨的小型探测器;使用25/fb，可以记录近100个约1 TeV的中微子相互作用。该试运行的目的是对机器生成的背景进行良好的原位表征，对系统的不确定性和效率进行实验验证，以及对乳液分析基础设施和效率进行调整。这封信提供了一个概述的实验动机，位置，设计限制，技术选择和操作。
2019-10-24 hep-ex physics.ins-det
Recent Results From CHORUS Charm Analysis
CHORUS实验旨在通过检测充电电流（CC）$ν_τ$事件中$τ$的衰变拓扑来搜索$ν_μ\to ν_τ$振荡。在1994-1997年期间，探测器暴露于CERN SPS的宽带中微子束。在核乳胶靶中收集了约$10^{6} ν_μ$ CC事件。到目前为止，已经定位和分析了大约17万个$ν_μ$事件。自动乳剂扫描系统的速度每年都在增加。利用这些系统的当前性能，已经可以执行大体积扫描。属于交互顶点的所有轨迹都可以被精确地识别和测量。这种技术不仅可用于寻找中微子振荡，而且可用于识别产生粲粒子的事件。本文给出了中性粲介子（$D^0$）和粲重子（$Λ_c$）的$ν_μ$ CC相互作用中产生率数据的子样本分析结果。此外，给出了粲强子衰变为μ子的分支比的一个新的测量方法。还测量了$D^0$和$Λ_c$的拓扑分支比。最后，讨论了相关的魅力生产的搜索。
2003-05-14 hep-ex
First Measurement of the $ν_e$ and $ν_μ$ Interaction Cross Sections at the LHC with FASER's Emulsion Detector
本研究利用LHC的FASER$ν$乳胶/钨探测器，首次在对撞机上直接观测到TeV量级高能电子和μ中微子相互作用，测量了对应能区的中微子-核子作用截面，结果与标准模型预言相符。
2024-07-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Status of the Search for nu-mu to nu-tau Oscillations with the CHORUS Detector
CHORUS实验正在使用800公斤的乳胶靶和电子探测器寻找nu-mu到nu-tau的振荡。已经完成了四年中的两年。该实验将探测中微子质量差平方大于10 eV^2时的小混合角，这比以前的极限至少好一个数量级。
1996-06-06 hep-ex
Reconstruction and Performance Evaluation of FASER's Emulsion Detector at the LHC
本文介绍了FASERν乳胶探测器的重建与性能评估，通过开发专用对准与径迹重建算法应对极高径迹密度挑战，实现了0.3微米对准精度，从而在TeV能量范围内实现精确中微子测量。
2025-05-02 hep-ex physics.ins-det
Study of Neutrino Oscillations in the OPERA Experiment
OPERA实验的目的是在$ν_μ\toν_τ$通道中以直接出现的方式首次探测中微子振荡，通过逐个事件地探测带电电流相互作用中产生的τ轻子。探测器是混合型的，由乳胶/铅靶和电子探测器组成。它利用了从CERN到距离源730公里的Gran Sasso的CNGS μ子中微子束。从2008年到2012年，成功地进行了与CNGS中微子的碰撞。我们报告的大数据样本分析到目前为止，并给出我们的结果搜索$ν_μ\toν_τ$和$ν_μ\toν_{e}$振荡。
2013-05-11 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Study of hadron interactions in a lead-emulsion target
用铅乳胶靶研究了2、4和10 GeV/c强子束辐照下强子相互作用的拓扑和运动学特性。使用高速自动乳剂扫描系统跟踪总长为60 m的$π^-$轨道。共重建了318个强子相互作用顶点及其次级带电粒子径迹。对相互作用长度、带电粒子多重数、发射角和二次带电粒子动量的测量结果与蒙特卡罗模拟进行了比较，结果基本一致。从相互作用顶点发射的核碎片也检测到一个新开发的乳胶扫描系统与广角接受。它们的发射角分布与模拟结果吻合得很好。与至少一个碎片轨道相关联的事件的概率被发现是大于50%的束动量$P > 4$ GeV/c，以及再现的模拟。这些实验结果验证了OPERA $ν_μ \to ν_τ$振荡实验中$τ$衰变候选样品中强子相互作用背景的估计。
2014-08-02 hep-ex physics.ins-det
The Scattering and Neutrino Detector at the LHC
SND@LHC是LHC上探测重夸克产生高能中微子的紧凑混合实验，覆盖赝快度7.2<η<8.6，可区分三种中微子味道以研究极前向粲产生物理，计划在Run 3收集150 fb⁻¹数据。
2022-02-12 hep-ex physics.ins-det
Updated constraints on sterile neutrino mixing in the OPERA experiment using a new $ν_e$ identification method
为了提高低能量（$< 30\,\mathrm{GeV}$）$ν_e$的识别效率，提出了一种新的$ν_e$识别方法。预计在$ν_e$低能区相对增加25-70%，从而改善OPERA在3 + 1模型框架内对中微子振荡的灵敏度。将该方法应用于检测效率增加预期更相关的数据子集，并发现一个额外的$ν_e$候选者。结合$ν_τ$外观结果的分析将$\sin^2 2θ_{μe}$的上限提高到90%C. L.时的0.016。在MiniBooNE允许的区域$Δm^2_{41} \sim 0.3\,\mathrm{eV}^2$中。
2023-01-18 hep-ex
The OPERA experiment: on the way to the direct observation of $ν_μ\to ν_τ$ oscillation
OPERA（\emph{O} scillation \emph{P} roject with \emph{E} mulsion t \emph{R} acking \emph{A} peptide）是一项长基线中微子实验，旨在利用\emph{C} ERN \emph{N}中微子到\emph{G} ran \emph{S} asso（CNGS）$ν_μ$束流，首次直接证明大气中的$ν_μ\to ν_τ$振荡。该探测器由一个由铅核乳胶单元制成的模块化目标组成，并辅以电子跟踪器和μ子光谱仪，其目的是通过观察即将到来的τ轻子和随后的衰变，在所有中微子味事件中选择$\rm{ν_τ}$带电电流相互作用。在本文中，探测器，事件分析链和初步结果，从第一个OPERA物理运行的报告。
2009-10-02 hep-ex
Neutrino Up-scattering via the Dipole Portal at Forward LHC Detectors
大型强子对撞机在高快度下的显著中微子通量促使专用的前向探测器研究TeV能量下中微子的性质。我们研究磁偶极之间的相互作用，活跃的中微子和新的无菌状态在乳液和液氩实验，可以位于未来的正向物理设施（FPF）下游的ATLAS相互作用点。中微子从电子上散射产生电子反冲信号，可以探测高亮度LHC（HL-LHC）的参数空间的新区域，特别是由于低动量阈值的液氩探测器。我们还考虑了无菌中微子通过偶极算符的衰变，这导致了一个光子，可以从生产顶点位移。FPF探测器可以测试通过偶极门产生的重至1 GeV的无菌中微子状态，突出了高能LHC中微子作为新物理探测器的用途。
2022-03-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for $ν_μ\rightarrowν_τ$ oscillation with the OPERA experiment in the CNGS beam
在格兰萨索地下实验室（LNGS）的OPERA中微子实验，是为了在$ν_μ\rightarrowν_τ$通道中以直接出现的方式进行中微子振荡的首次探测而设计的，其中$ν_τ$的特征是在其带电电流相互作用中产生的$τ$ -轻子的识别。混合装置由大量乳胶膜/铅靶和电子探测器组成。它被放置在距离中微子源730公里的高能长基线CERN到LNGS中微子束（CNGS）中。2010年报告了观察到的首例$ν_τ$候选事件。在本文中，我们提出的实验的基础上，在头两年的操作（2008-2009年）的数据分析的状态。然后评估迄今为止观察到的一个事件的统计学显著性。
2011-07-13 hep-ex hep-ph
The OPERA experiment: a direct search of the $ν_μ\longrightarrow ν_τ$ oscillations
OPERA实验的目的是在CERN（CNGS）产生的准纯μ子中微子束中寻找τ中微子的出现。该探测器安装在距离CERN 730公里的Gran Sasso地下实验室，由铅/乳胶靶和电子探测器组成。在2007年进行了短暂的试点运行之后，2008年6月至11月进行了第一次物理运行。第二次物理运行于2009年6月开始。目前，CNGS总共（2008+2009年）向目标输送了4.2 10个$^{19}$质子，在OPERA探测器中产生了25，000多个时间符合事件。其中在探测器的目标上发生了约4000个事件。本文介绍了检测器和分析策略，并讨论了2008年和2009年运行的分析状况。
2009-10-19 hep-ex
Detecting LHC Neutrinos at Surface Level
本研究探讨地面层面LHC中微子实验的可行性，确定日内瓦湖底为最近部署点，分析水切伦科夫等探测器的物理贡献，指出流强衰减限制了其潜力，不及近相互作用点的探测器。
2025-07-30 hep-ex hep-ph
Automatic scanning of nuclear emulsions with wide-angle acceptance for nuclear fragment detection
核乳胶是一种具有亚微米位置分辨率的跟踪探测器，在粒子物理学领域发挥了成功的作用，自动扫描系统的发展大大提高了分析速度。本文介绍了一种新研制的自动扫描系统及其在分析核蒸发中几乎各向同性发射的核碎片中的应用。该系统能够识别核碎片的轨迹，|正切θ| < 3.0（其中θ是相对于乳剂胶片垂线的轨迹角），而现有系统的角度接受度限于|正切θ| < 0.6。在核乳胶中实现大角度径迹的自动扫描尚属首次尝试。此外，轨迹识别算法是由一个强大的图形处理单元（GPU）的第一次。该GPU具有足够的计算能力来处理大面积扫描数据，具有广泛的角度接受度和足够的灵活性，以允许调整识别算法。这个新系统将特别应用于OPERA实验的框架中：由于强子相互作用，τ衰变候选者样本中的背景将通过更好地检测发射的核碎片而减少。
2013-01-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
