Developing a silica aerogel radiator for the HELIX ring-imaging Cherenkov system
本文报道了在我们实验室采用针式干燥技术批量生产96瓦的第一批硅气凝胶契连科夫辐射器的成功制造。气凝胶将用于计划中的球载宇宙射线观测计划HELIX（高能光同位素实验）光谱仪中的环形成像切伦科夫探测器。总共36块透明的疏水气凝胶砖，折射率为1.16，尺寸为10 cm $\times $ 10 cm $\times $ 1 cm，将被选为飞行散热器。到目前为止，48块瓷砖中的40块被确认为没有瓷砖开裂。在第一次筛选中，根据基本的光学测量结果，前16个瓦片中的8个被接受为飞行合格的候选者。为了将气凝胶瓷砖安装到散热器支撑结构中，使用水射流切割装置成功地修剪了先前制造的原型瓷砖。
2019-01-20 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci hep-ex
An aerogel Cherenkov detector for multi-GeV photon detection with low sensitivity to neutrons
我们描述了一种新型的光子探测器，它工作在一个强通量的中子。它由铅-气凝胶夹层计数器模块组成。它的显著特点是光子探测效率高，对中子具有盲性。作为蒙特卡罗（MC）模拟的结果，对于能量大于1GeV的光子的效率预期高于99.5%，而对于2GeV/ $c$中子的效率预期低于1%。测量了部分探测器在大中子通量下的光子探测性能。证实了对能量为$>$ 1 GeV的光子的效率在8.2%的不确定度内与MC预期一致。
2014-12-22 hep-ex physics.ins-det
Development of transparent silica aerogel over a wide range of densities
我们已经成功地开发了在广泛的密度（即折射率）范围内的疏水二氧化硅气凝胶。发明了一种针孔干燥方法，使得可以生产具有1.06-1.26的折射率的全新区域的高度透明的气凝胶。所得气凝胶比常规气凝胶更透明，并且在针孔干燥过程中折射率得到很好的控制。进行了测试梁实验，以评估作为切伦科夫辐射器的针孔干燥的气凝胶的性能。用环形成像切伦科夫计数器成功地观测到了清晰的切伦科夫环。我们还首次开发了密度为0.01 g/cm^3（低折射率为1.0026）的单块疏水气凝胶作为宇宙尘埃捕获剂。因此，可以自由地制备折射率在1.0026和1.26之间的任何气凝胶。
2011-12-21 astro-ph.EP astro-ph.IM hep-ex
A novel type of proximity focusing RICH counter with multiple refractive index aerogel radiator
在1- 4GeV/c π介子束流中，对由两层或多层不同折射率的气凝胶构成的近贴聚焦环形成像切伦科夫探测器进行了实验研究。基本上，多折射率气凝胶辐射器允许由于总辐射器厚度的增加而增加切伦科夫光子产率，同时避免与发射点的增加的不确定性相关联的单光子角分辨率的同时退化。随着连续层的折射率在下游方向上适当地增加，可以实现来自单个带电粒子的切伦科夫环的重叠。在折射率减小的相反情况下，可以获得分离良好的环。在前一种组合中，光子产额增加了约40%，而单光子角分辨率仅略有下降。讨论了这一改进对升级后的Belle探测器上的π/kaon分离的影响。
2005-04-29 physics.ins-det
On peculiarities of the annealing process for highly transparent silica-based aerogel tiles manufactured in Novosibirsk
Budker Institute of Nuclear Physics（布德克尔核物理研究所）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）；Boreskov Institute of Catalysis（博列斯科夫催化研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
本文研究了诺夫哥罗德制造高透明硅基气凝胶板退火工艺的改进，优化了退火过程以提高气凝胶板的产量，用于环形成像切伦科夫探测器。
2026-04-21 physics.ins-det
Transparent tiles of silica aerogels for high-energy physics
本研究介绍了高光学性能二氧化硅气凝胶的制备技术进展，阐述了切伦科夫探测器的工作原理，并综述了其在高能物理实验中的应用。
2019-02-14 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Study of a nonhomogeneous aerogel radiator in a proximity focusing RICH detector
使用非均匀气凝胶辐射器，即由具有不同折射率的层组成的辐射器，已经被证明可以提高用邻近聚焦RICH检测器测量的切伦科夫角的分辨率。为了获得关于这种探测器的性能的进一步信息，已使用简单的模型来计算分辨率并搜索最佳辐射器参数。
2006-03-03 physics.ins-det
The Aerogel Cherenkov Detector for the SHMS magnetic spectrometer in Hall C at Jefferson Lab
产生奇异夸克的强子反应，如排斥或半包容的K介子产生，在研究强子结构和动力学中起着重要作用，这些动力学是核物理最基本的元素。新的超高动量谱仪（SHMS）在C厅的小角度能力，加上其高动量达到预期的11-GeV的光束能量在C厅-和符合能力与众所周知的高动量谱仪，将允许探测这种强子结构，涉及到最小的距离尺度的奇异。为了干净地选择K介子，已经为SHMS构造了阈值气凝胶切伦科夫探测器。该探测器由气凝胶托盘和扩散盒组成。构造了用于标称折射率n=1.030、1.020、1.015和1.011的气凝胶的四个托盘。托盘组合将允许识别从1 GeV/c到7.2 GeV/c的K介子，达到10^-2质子和10^-3 π介子的排斥，K介子探测效率优于95%。检测器的扩散箱装有14个直径为5英寸的光电倍增管。它的内壁覆盖有戈尔漫反射器，这是优于常用的微孔纸，提高了35%的检测器性能。具有较高折射率的两个气凝胶托盘的内表面覆盖有Millipore纸，然而，具有较低气凝胶折射率的这两个托盘再次覆盖有Gore漫反射器以获得更高的性能。饱和光电子的测量平均数为~12（n=1.030）、~ sim 8（n=1.020）、~10（n=1.015）和~5.5（n=1.011）。的设计细节，组件表征的结果，和初始性能测试和优化的检测器。
2016-07-15 nucl-ex physics.ins-det
Studies of Proximity Focusing RICH with an aerogel radiator using Flat-panel multi-anode PMTs (Hamamatsu H8500)
在KEK-B-工厂，为了升级Belle探测器，研究了使用气凝胶作为辐射器的近贴聚焦环成像切伦科夫探测器。我们构建了一个原型切伦科夫计数器使用的4x 4阵列的64通道平板多阳极光电倍增管（滨松H8500）具有大的有效面积。气凝胶样品用一种新技术制成，以在高折射率（n=1.05）下获得更高的透射长度。多通道光电倍增管的读出与模拟存储器芯片。该探测器于2002年11月在KEK-PS pi 2束线上进行了测试。为了系统地评估探测器的性能，使用动量在0.5 GeV/c和4 GeV/c之间的π介子束对各种气凝胶样品进行了测试。典型的角分辨率约为14 mrad，检测到的光电子的平均数约为6。我们期望在4GeV/c下π介子和K介子能在4 σ水平上分离。
2003-11-04 physics.ins-det
Particle identification performance of the prototype Aerogel RICH counter for the Belle II experiment
我们已经开发了一种新型的粒子识别设备，称为气凝胶环成像切伦科夫（ARICH）计数器，为贝尔II实验。它使用二氧化硅气凝胶瓷砖作为切伦科夫辐射器。为了检测切伦科夫光子，使用混合雪崩光电探测器（HAPD）。所设计的HAPD在强磁场下对单光子具有很高的灵敏度。我们已经证实，即使在暴露于超过10年Belle II操作预期水平的中子和伽马射线辐射后，HAPD也能提供高效率的单光子探测。为了确认ARICH计数器系统的基本性能，我们在DESY上使用具有六个HAPD模块的ARICH计数器原型进行了波束测试。结果与我们的预期一致，并证实了ARICH计数器对Belle II实验的适用性。基于在束性能的设备，我们预计，在3.5 GeV/c的识别效率为97.4%和4.9%的π介子和K介子，分别。本文总结了ARICH的HAPD的发展和ARICH计数器与最终的设计组件建立的原型的性能评估。
2016-03-08 hep-ex physics.ins-det
Silica aerogel radiator for use in the A-RICH system utilized in the Belle II experiment
本文介绍了大面积疏水性二氧化硅气凝胶的开发和批量生产的最新进展，该气凝胶用作基于气凝胶的环形成像切伦科夫（A-RICH）计数器的辐射器，该计数器将安装在Belle II探测器的前端盖中。近场聚焦A-RICH系统是专门为识别带电K介子和π介子而设计的。安装的气凝胶切伦科夫辐射器的折射率约为1.05，我们的目标是在高达4 GeV/ $c$的动量超过4 $σ$的分离能力。大面积气凝胶砖（大于18 $\times $ 18 $\times $ 2 cm $^3$）首先在测试生产中通过除常规方法之外的销干燥来制造。我们建议用124种不同折射率（1.045和1.055）的水射流修整的扇形双层聚焦气凝胶组合填充大的端盖区域（面积3.5 m $^2$）。根据试生产结果，我们决定通过常规方法制造气凝胶，目前正在进行批量生产。在DESY进行的电子束测试中，我们证实了原型A-RICH计数器在4 GeV/ $c$下的$K$ / $π$分离能力超过4 $σ$。
2014-06-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance evaluation of the aerogel RICH counter for the Belle II spectrometer using early beam collision data
气凝胶环成像切伦科夫（ARICH）计数器用作Belle II光谱仪前端盖区域的粒子识别装置。它能够识别π介子和K介子的动量高达$4 \, {\rm GeV}/c$通过检测在二氧化硅气凝胶辐射体中发射的切伦科夫光子。在探测器对准和概率密度函数校准之后，我们使用早期光束碰撞数据来评估ARICH计数器的性能。使用$D^{\ast +} \to D^0 π^+ (D^0 \to K^-π^+)$的事件样本来确定$π(K)$效率和$K(π)$错误识别概率。我们发现，ARICH计数器是能够分离的K介子从π介子的识别效率为$93.5 \pm 0.6 \, \%$在π介子的错误识别概率为$10.9 \pm 0.9 \, \%$。本文介绍了计数器的识别方法和早期工作时的性能评价。
2020-08-14 hep-ex physics.ins-det
X-ray radiographic technique for measuring density uniformity of silica aerogel
提出了一种新的X射线照相技术，用于测量近贴聚焦环形成像契伦科夫探测器中用作辐射体的二氧化硅气凝胶的密度均匀性。为了在大面积检测器中获得高性能，辐射器的关键特性是单个气凝胶单体的密度（即折射率）均匀性。在n = 1.05的折射率下，我们对气凝胶砖的横向平面方向上的折射率均匀性的要求是：|δ（n - 1）/（n - 1）|在聚焦双层辐射器（具有不同折射率）方案中< 4%。我们应用射线照相技术来评价来自试生产的我们的原始气凝胶的密度均匀性和作为参考的Panasonic产品（SP-50）的密度均匀性，并确认它们沿横向平面方向具有\pm 1%以内的足够的密度均匀性。测量结果表明，该技术可以定量评价气凝胶的密度均匀性。
2012-12-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Aerogel RICH Counter at the Belle II Detector
Institute of Particle and Nuclear Studies, KEK（高能加速器研究机构粒子核研究部）；Alikhanyan National Science Laboratory（阿里卡尼扬国家科学实验室）；Universite Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎-萨克雷大学）；Jožef Stefan Institute（约热普·施特凡研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；University of Naples "Federico II" and INFN（那不勒斯费德里科二世大学）；Faculty of Chemistry and Chemical Technology, University of Maribor（马里博尔大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；Chiba University（千叶大学）；Toho University（东邦大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Kitasato University（北里大学）；Niigata University（新潟大学）；The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（综合研究大学院大学）
Belle II探测器前方区域开发了新型气凝胶RICH计数器，用于有效分离不同粒子，覆盖0.5至4 GeV/c的动量范围，并成功采集了600/fb的数据。
2025-12-23 hep-ex physics.ins-det
Proposal for the experimental observation of twisted photons in transition and Vavilov-Cherenkov radiations
我们建议使用Vavilov-Cherenkov（VC）和过渡辐射作为扭曲光子在很宽的能量范围内的源。描述了观测构成这些辐射的光子的轨道角动量的实验装置。考虑了相对论性电子和离子在通过介质板时产生的辐射。对扭转光子在螺旋微聚束辐射中的总角动量相加规律进行了实验验证。给出了实验参数。
2020-01-15 physics.acc-ph physics.ins-det physics.optics
Test beam performance of a novel RICH detector with timing capabilities for the future ALICE~3 PID system at LHC
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）；CERN, the European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）
为未来ALICE 3 PID系统设计的新型RICH探测器，通过定时功能提升带电粒子识别效率，实现99%以上的检测效率和70皮秒的时间分辨。
2026-01-18 hep-ex physics.ins-det
Development of a novel compact and fast SiPM-based RICH detector for the future ALICE 3 PID system at LHC
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；CERN, the European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究组织）
本文提出了一种新型紧凑快速基于硅光电倍增管的RICH探测器，用于未来LHC ALICE 3 PID系统，通过气凝胶辐射体和透明窗口实现带电粒子的时间飞行测量。
2026-01-18 hep-ex physics.ins-det
TORCH: Time of Flight Identification with Cherenkov Radiation
TORCH是一个飞行时间探测器概念，使用切伦科夫光提供高达10 GeV/c的带电粒子识别。描述了概念和设计，并量化了仿真性能。
2010-09-20 physics.ins-det
Recent developments in data reconstruction for aerogel RICH at Belle II
本文基于 Belle II 超过 420 fb-1 的数据，比较 ARICH 探测器实测与模拟的 Cherenkov 环图像及粒子识别性能，并通过考虑飞行衰变、材料散射和优化概率密度函数来提升探测器性能。
2023-05-26 hep-ex physics.ins-det
Detection of Dark Photon Decaying into $e^+e^-$ using Cherenkov Radiation
在利用电子束收集器的暗光子搜索实验中，由于来自靶的低能粒子的巨大背景，很难进入相空间中较小的暗光子寿命区域。为了减小背景，通常需要厚的束流收集器靶。我们提出了探测气体中由暗光子衰变产生的超相对论电子和正电子的切伦科夫辐射。从束流收集器出来的次级粒子几乎没有机会在气体中产生这种切伦科夫辐射。利用切伦科夫辐射的方向性，可以实现对薄目标的低背景暗光子搜索。这将允许人们使用低功率电子束和低成本实验装置访问暗光子参数空间的挑战性区域。
2017-05-30 hep-ex physics.ins-det
Gamma Ray Cherenkov-Transition Radiation
本文利用最近发现的在0.8 - 2 MeV光子能区，由于核库仑场上的Delbruck散射，某些材料的介电常数或折射率大于1的结果，从理论上研究了带电粒子在0.8 - 2 MeV光子能区产生γ射线切伦科夫跃迁辐射（GCTR）。利用数值计算的结果，观测GCTR的可能性和它的一些应用进行了讨论。
2013-07-09 hep-ex physics.ins-det
Monochromatic Cherenkov diffraction radiation from continuous coupling of an electron beam to a thin dielectric slab waveguide
提出电子束平行介质运动激发单色切伦科夫辐射的方案，经数值模拟验证可从紫外扩展至太赫兹波段，并对比了传统辐射方法。
2025-09-17 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Cherenkov Radiation from $e^+e^-$ Pairs and Its Effect on $ν_e$ Induced Showers
我们计算切伦科夫辐射的$e^+e^-$对在小的分离，发生后不久对转换。当粒子对间距小于发射光的波长时，辐射会减少（与两个独立粒子的辐射相比）。我们估计减少光在大型电磁阵雨，并讨论了探测器的影响，观察切伦科夫辐射阵雨在地球大气中，以及在海洋和南极冰。
2005-11-03 hep-ph nucl-ex physics.class-ph
Simulating the Angular Distribution of Cherenkov Radiation in Thick Media
本文针对厚介质中切伦科夫辐射模拟的局限性，提出考虑干涉和电子路径影响的改进模型，并在 Geant4 中实现，经 SNO+ 水相校准数据验证显著提升了数据与模拟的一致性。
2025-09-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
