MICE Overview
μ子电离冷却为中微子工厂或μ子对撞机提供了制备所需的高亮度光束的唯一实用解决方案。Muon Ionization Cooling Experiment（MICE）是在Rutherford Appleton Laboratory（UK）进行的。它包括一个专用的光束线，旨在产生一系列的输入发射度和动量与飞行时间和切伦科夫探测器选择一个纯μ子束。发射度的第一次测量是在上游磁谱仪中用一个闪烁的光纤跟踪器进行的。随后将有一个冷却单元，交替使用液氢中的能量损失和射频腔的加速。与第一和另一粒子识别系统相同的第二光谱仪提供出射发射度的测量。预计在2009年底，束流和许多粒子识别探测器将进入最后调试阶段，输入束流发射度的首次测量将在2010年进行。将描述调试、发射度测量和冷却的步骤。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
The liquid-hydrogen absorber for MICE
μ子电离冷却实验（MICE）已在STFC卢瑟福阿普尔顿实验室建立，以证明通过电离冷却的μ子束相空间缩减的原理。未来的质子中微子工厂或μ介子对撞机将需要μ介子束冷却。通过使束通过能量吸收材料（诸如液氢）并且然后使用RF腔重新加速束来实现电离冷却。本文介绍了为MICE建造的氢系统，包括：液氢吸收器、相关的低温和气体系统、控制和监测系统以及必要的安全工程。介绍了该系统在冷却、液化和稳定运行方面的性能。
2018-07-09 physics.acc-ph physics.ins-det
Pion contamination in the MICE muon beam
国际μ子电离冷却实验（MICE）将在卢瑟福阿普尔顿实验室ISIS设施中使用动量在140和240 MeV/c之间的μ子束进行电离冷却的系统研究。MICE中电离冷却的测量依赖于选择穿过实验的纯μ子样品。为了做出这种选择，MICE μ子束被设计为提供污染小于$\sim$ 1\%的μ子束。为了进行最终的μ子选择，MICE在冷却单元的上游和下游采用了粒子识别（PID）系统。PID系统包括飞行时间的hodoscope，阈值切伦科夫计数器和量热法。本文测量的π介子污染的上限是$f_π< 1.4\%$（90% C. L.），包括系统的不确定性。因此，MICE μ子束能够满足电离冷却研究中严格的π介子污染要求。
2016-02-10 hep-ex physics.ins-det
MICE Particle Identification Systems
卢瑟福阿普尔顿实验室（RAL）正在建造国际μ子电离冷却实验（MICE），以证明μ子束电离冷却的可行性。这是发展介子对撞机和基于储存环中介子衰变的中微子工厂所需的主要技术步骤之一。MICE将使用粒子探测器来高精度地测量冷却效果，实现0.1%或更好的发射率测量精度。粒子ID探测器和跟踪器必须在由于高的磁边缘场和RF噪声而导致的恶劣环境条件下工作。我们将简要描述MICE粒子i. d。探测器系统，并显示这些探测器的一些当前性能测量。
2009-10-07 physics.acc-ph physics.ins-det
The design and construction of the MICE Electron-Muon Ranger
电子-μ子Ranger（EMR）是安装在μ子电离冷却实验（MICE）束线上的全主动跟踪量热计。该实验将演示电离冷却，这是实现中微子工厂和/或μ子对撞机所需的基本技术。EMR是用来测量由μ子、电子和π子组成的低能束流的性质，并对粒子进行识别的。该探测器由59个三角形闪烁体条的48个正交层组成。使用FPGA定制电子器件和市售模块实现读出。本文介绍了探测器的建设，从它的设计到它的调试与宇宙数据。
2016-07-18 physics.ins-det
The design, construction and performance of the MICE scintillating fibre trackers
国际μ子电离冷却实验（MICE）中的带电粒子跟踪将使用两个螺线管光谱仪进行，每个螺线管光谱仪都装有基于350 μm直径的闪烁光纤的跟踪探测器。跟踪器的设计和建设的质量保证程序，光子检测系统，读出电子，重建和模拟软件和数据采集系统一起描述。最后，性能的MICE跟踪器，确定使用宇宙射线，提出。
2010-07-11 physics.ins-det
Electron-Muon Ranger: performance in the MICE Muon Beam
μ子电离冷却实验（MICE）将对电离冷却进行详细研究，以评估该技术的可行性。为了执行这个计划，MICE需要一个有效的粒子识别（PID）系统来识别μ子。Electron-Muon Ranger（EMR）是一种全主动跟踪量热计，它构成PID系统的一部分，并标记穿过冷却通道而不衰减的μ子。探测器能够以98.6%的效率识别电子，为MICE束提供超过99.8%的纯度。在100-280 MeV/ $c$的范围内，EMR也被证明是一个强有力的工具，μ子动量的重建。
2015-11-03 hep-ex physics.ins-det
First particle-by-particle measurement of emittance in the Muon Ionization Cooling Experiment
μ子电离冷却实验（MICE）合作旨在证明电离冷却的可行性，该技术被提议在未来的中微子工厂或μ子对撞机中冷却μ子束。发射度是从通过实验的μ子集合中测量的。一个纯μ介子系综选择使用粒子识别系统，可以有效地拒绝π介子和电子。利用高精度光纤跟踪器在4T螺线管磁场中测量了每个μ子的位置和动量。本文介绍了用于重建相空间分布的技术，并报告了第一个粒子的测量MICE μ子束的发射度作为μ子束动量的函数。
2019-03-26 physics.acc-ph physics.ins-det
Traceable Dosimetry for MeV Ion Beams
对于临床和研究中使用的高穿透性光子和粒子束，存在标准剂量测定协议。然而，这些协议不能直接应用于浅穿透MeV范围的离子束。放射学研究加速器设施使用这种光束照射细胞单层已有近50年的历史，使用的是基于组织等效电离室的自行开发的剂量测定法。为了更好地与国际公认的标准保持一致，我们描述了一个商业化的，NIST可追溯的，空气填充的电离室的低能量离子的水的吸收剂量的测量，使用辐射质量校正因子计算使用TRS-398建议。报告的剂量不取决于10-150 keV/微米范围内的电离密度。
2022-01-24 physics.acc-ph physics.bio-ph physics.ins-det
Electron-Muon Ranger: hardware characterization
电子-μ子Ranger（EMR）是国际μ子电离冷却实验中负责冷却通道下游电子背景抑制的全主动跟踪量热计。它由2832个塑料闪烁体条组成，在X-Y排列的48个平面中分段，并使用粒子范围作为其主要变量来标记μ子和区分电子。进行了一系列分析，以表征EMR的硬件，并确定检测器是否符合规格。来自棒的透明纤维被证明可以传输所需的光量，并且在电子设备中只识别出四个死通道。两个通道在组装过程中无疑是不匹配的，随后对DAQ通道图进行了校正。串扰水平在多阳极光电倍增管类型的可接受值范围内，该类型的光电倍增管在相邻通道中发生概率的平均值为$0.20\pm0.03\,\%$，平均幅度等于主信号强度的$4.5\pm0.1\,\%$。信号采集的效率，定义为当粒子在光束条件下穿过平面时在平面中记录信号的概率，达到了$99.73\pm0.02\,\%$。
2017-10-18 hep-ex physics.ins-det
Multiple Coulomb Scattering of muons in Lithium Hydride
多重库仑散射（MCS）是当带电粒子穿过材料时发生的公知现象。在MuScat实验中对穿过低$Z$材料的μ子的测量表明，理论模型和模拟代码，如GEANT 4（v7.0），高估了散射。μ子电离冷却实验（MICE）测量了穿过液氢或氢化锂（LiH）能量吸收剂的μ子束的冷却，作为开发μ子加速器设施（如中微子工厂或μ子对撞机）计划的一部分。发生在吸收材料中的能量损失和MCS是改变冷却通道的性能的竞争效应。因此，需要测量MCS，以验证用于预测未来加速器设施的冷却性能的模拟。我们报告的测量在MICE装置的MCS使用LiH吸收剂和μ子的动量范围内160至245 MeV/c。实测的均方根散射宽度比粒子数据组提出的近似公式预测的均方根散射宽度小约9%。在172，200和240 MeV/c的数据进行比较GEANT4（v9.6）默认散射模型。这些测量结果与最近的GEANT4（v9.6）版本在入射μ子动量范围内的一致性。
2022-09-21 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the Absolute Photon Detection Efficiency of the DUNE Far Detector Vertical Drift X-ARAPUCAs
本研究针对DUNE垂直漂移远探测器的X-ARAPUCA光子探测系统，通过专用液氩低温装置测试不同配置的光子探测效率，优化下一代PDS模块设计以满足实验光产额要求。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), Far Detector Technical Design Report, Volume IV: Far Detector Single-phase Technology
早期宇宙中物质相对于反物质的优势，产生生命所必需的重元素的超新星的动力学，以及质子最终是否衰变-这些处于粒子物理学和天体物理学前沿的奥秘是理解我们宇宙早期演化的关键，它的当前状态，以及它的最终命运。DUNE是一个国际性的世界级实验，致力于解决这些问题，因为它寻找轻子电荷宇称对称性破坏，随时准备捕捉超新星中微子爆发，并寻求观察核子衰变作为标准模型基础的大统一理论的标志。实现DUNE物理计划的核心是一个远探测器，它将罕见事件搜索所需的数万吨基准质量与亚厘米空间分辨率相结合，能够对这些事件进行成像，从而识别众多背景中的物理特征。在单相液氩时间投影室（LArTPC）技术中，电离电荷在液氩中在朝向垂直阳极的电场的影响下水平漂移，在那里它们以精细的粒度被读出。光子探测系统补充了TPC，直接增强了所有三个DUNE物理驱动器的物理能力，并为进一步的物理探索开辟了前景。DUNE远探测器技术设计报告（TDR）描述了DUNE物理程序以及单相和双相DUNE液氩TPC远探测器模块的技术设计。第四卷概述了单相LArTPC的基本工作原理，随后描述了DUNE的实现。每个子系统的详细描述，连接高层次的设计要求和决策，以压倒一切的物理目标的DUNE。
2020-09-08 hep-ex physics.ins-det
