Muon Energy Measurement from Radiative Losses in a Calorimeter for a Collider Detector
研究高能前沿的未来粒子物理实验的性能要求提出了许多新的挑战，迫使我们找到新的解决方案，用于检测，识别和测量亚核碰撞中的末态粒子。其中一个挑战是在非常高的能量下精确测量μ介子动量，在这种情况下，现实探测器中可想象的磁场提供的曲率被证明不足以实现所需的分辨率。在这项工作中，我们展示了一个全新的途径的可行性测量的μ子的能量的基础上，他们的辐射损失在一个密集的，细分的量热计。这通过在回归任务中使用沉积光子能量的簇的空间信息而成为可能。使用一个均匀的铅钨酸盐量热计作为基准，我们展示了如何能量损失可能提供重要的补充信息的μ子能量估计超过1 TeV。
2020-08-25 hep-ex physics.ins-det
Low-energy negative muon interaction with matter
使用模拟的数据，获得与FLUKA代码，我们得出经验的传播和停止的低能负μ子在氢和选定的固体材料。这些结果有助于μ子俘获和μ子原子光谱实验研究的初步装置设计。给出了传播μ子的动量、空间和角分布参数的近似表达式。在与现有的数据的阻止功率和范围的μ子（他们同意在考虑的能量范围内）相比，这些结果具有的优势，也描述了感兴趣的μ子特性的统计分布。
2016-03-25 physics.atom-ph physics.ins-det
A Compact Apparatus for Muon Lifetime Measurement and Time Dilation Demonstration in the Undergraduate Laboratory
我们描述了一个紧凑的装置，自动测量的电荷平均寿命的大气μ子在塑料闪烁体使用低成本，低功耗的电子和测量大气μ子的停止率作为高度的函数，以证明相对论时间膨胀。该装置是为高年级本科生物理实验室设计的，适用于现场测量。
2005-02-19 physics.ed-ph physics.ins-det
New Frontiers in Muon-Spin Spectroscopy Using Si-Pixel Detectors
针对μSR谱仪空间分辨率不足、μ子停止率低等限制，该研究证明了用超薄硅像素探测器提升μ子停止位置重建能力及探索无触发泵浦-探测方案的可行性，为量子材料研究提供新方法。
2025-04-17 hep-ex physics.ins-det
Muon momentum measurement in ICARUS-T600 LAr-TPC via multiple scattering in few-GeV range
在没有磁场的情况下，利用多重库仑散射测量μ子动量是重建ICARUS-T600液氩TPC中νμ CC事件的关键，正如在费米实验室寻找无菌中微子一样，ICARUS将暴露于~ 1GeV的助推中微子束中。在INFN Gran Sasso地下实验室的周围岩石中，由CNGS νμ的带电电流相互作用产生的约1000个停止μ子的样本提供了几个GeV范围内的理想基准，因为它们的动量可以通过量热测量直接和独立地获得。利用多重库仑散射重建了0.5- 4.5 GeV/c范围内的μ子停止动量，其分辨率范围为10 - 25%，取决于μ子能量、径迹长度和漂移体积中电场的均匀性。
2017-02-28 hep-ex physics.ins-det
MuLan Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant
我们报告的结果从穆兰测量的积极μ子寿命。该实验在Paul Scherrer研究所进行，使用时间结构表面μ子束和分段塑料闪烁体阵列。使用了两种不同的真空中μ介子停止靶：具有大的内部磁场的铁磁箔和处于中等外部磁场中的石英晶体。从总共1.6 x 10^{12}次衰变中，我们得到μ子寿命τ_mu = 2196980.3（2.2）ps（1.0 ppm）和费米常数G_F = 1.1663787（6）x 10^{-5} GeV^{-2}（0.5 ppm）。
2013-01-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Muon polarization in the MEG experiment: predictions and measurements
MEG实验利用世界上最强的低能μ子束之一，以寻找轻子味违反过程$μ^{+} \rightarrow {\rm e}^{+} γ$。我们通过测量作为能量函数的米歇尔衰变正电子角分布的不对称性，确定了在薄停止靶处的剩余束偏振。利用无质量中微子的标准模型预测了产生时μ子束的初始极化为$P_μ = -1$。我们估计我们的剩余μ子极化是$P_μ = -0.85 \pm 0.03 ~ {\rm (stat)} ~ { }^{+ 0.04}_{-0.05} ~ {\rm (syst)}$在停止目标，这是一致的SM预测时，发生在μ子的生产，传播和缓和的目标考虑到去极化效应。为了模拟由μ子辐射衰变引起的${\megsign}$搜索的背景：$μ^{+} \rightarrow {\rm e}^{+} \barν_μ ν_{\rm e} γ$，光束偏振的知识是至关重要的。
2016-04-28 hep-ex physics.ins-det
Measurement of cosmic muon charge ratio with the Large Volume Detector
在意大利INFN Gran Sasso国家实验室（最小深度为3000 m w.e.），使用大体积探测器（LVD）测量了大气μ子的电荷比${k \equiv μ^+/μ^-}$。为了达到这个深度，μ子在海平面上的能量应该大于1.3 TeV。μ子荷电比的定义是利用LVD铁结构中正μ子的终止衰变数和闪烁体中正μ子和负μ子的衰变数。我们得到了μ子电荷比${k}$ ${= 1.26 \pm 0.04(stat) \pm 0.11(sys)}$的值。
2015-02-14 hep-ex physics.ins-det
Mulan: a part-per-million measurement of the muon lifetime and determination of the Fermi constant
本文评述了保罗·谢勒研究所的穆兰实验对正μ子寿命的百万分之一测量和费米常数的测定。该实验使用了一种创新的、时间结构的表面μ子束和一个近4 π的、精细分段的塑料闪烁体正电子探测器。两个真空μ介子停止目标：一个铁磁箔与一个大的内部磁场，和一个石英晶体在一个温和的外部磁场。实验得到μ子寿命为2 196 980.3（2.2）ps（1.0 ppm），费米常数为1.166 378 7（6）10^-5 GeV^-2（0.5 ppm）。μ子寿命提高了30倍，这对于精确测量核μ子捕获是很有价值的，而费米常数的相应提高对于精确测试标准模型也是很有价值的。
2021-08-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Evaluation of the mean excitation energy of gaseous and liquid argon
本研究评估了气态和液态氩的平均激发能（I值），通过新计算和现有数据推荐气态氩为(187±4) eV，液态氩为(197±7) eV，以改进阻止本领的精度。
2023-11-14 hep-ex physics.ins-det
Obtaining material identification with cosmic ray radiography
μ子通过物质的过程主要受它们与电子和原子核的库仑相互作用的影响。μ子与电子的相互作用导致持续的能量损失和μ子的停止，而它们从原子核的散射导致角“扩散”。通过测量停止的μ子的数量和μ子轨道的角度变化，我们可以估计密度和识别材料。在这里，我们展示了材料识别使用的数据在洛斯阿拉莫斯与迷你μ子跟踪器。
2012-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Optical Readout of the ARIADNE LArTPC using a Timepix3-based Camera
ARIADNE实验利用1吨双相液氩时间投影室（LArTPC），旨在开发和成熟大规模LAr探测器的光学读出技术。本文介绍了表征，使用宇宙μ子，基于Timepix 3的相机安装在ARIADNE探测器。来自相机的原始数据是原生的3D和零抑制，允许直接的事件重建，并呈现重建的LAr相互作用事件的图库。利用1.6 ns的时间分辨率，在0.54 kV/cm下，LAr中电离电子的漂移速度被确定为1.608 \pm 0.005 mm/μs。能量校准和分辨率是使用贯穿的μ子来确定的。对于所呈现的数据集，发现能量分辨率约为11%。初步研究的能量沉积（dE/dx）作为距离的函数也进行了两个停止μ子事件，并比较GEANT 4模拟显示出良好的一致性。结果表明，这种技术的能力，并讨论了其应用的背景下，未来的千吨级双相LAR探测器，将用于DUNE计划。
2020-12-01 physics.ins-det
Cosmic Ray Radiography of the Damaged Cores of the Fukushima Reactors
μ子在物质中的通过受与电子和原子核的库仑相互作用的支配。与电子的相互作用导致连续的能量损失和μ子的停止。与原子核的相互作用导致角扩散。目前正在研究两种μ子成像方法，即利用宇宙射线μ子的通量衰减和多重库仑散射，作为诊断福岛反应堆受损堆芯的工具。在这里，我们比较这两种方法。我们的结论是，散射方法可以提供有关核心的详细信息。衰减具有低对比度和对核心的小灵敏度。
2012-09-13 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Measurements of Pion and Muon Nuclear Capture at Rest on Argon in the LArIAT Experiment
LArIAT通过测量静止π、μ核俘获后的MeV级孤立能量沉积，实现3.6σ的π-μ鉴别，并指出现有Geant4模拟显著高估blip数。
2024-08-09 hep-ex physics.ins-det
A high-pressure hydrogen time projection chamber for the MuCap experiment
Paul Scherrer研究所的MuCap实验对质子捕获核μ子的基本电弱过程的速率进行了高精度测量，$μ^- + p \rightarrow n + ν_μ$。实验方法基于使用时间投影室（TPC），该时间投射室在10巴的压力下在纯氢气中操作，并用作主动μ子停止靶。TPC在三维空间中探测单个μ子到达的轨迹，而传出衰变（Michel）电子的轨迹则由两个周围的线室和塑料闪烁描迹器测量。μ子和电子探测器一起使得能够精确测量$μp$原子的寿命，由此推导出核μ子捕获率。TPC也被用来监测氢气的纯度，通过检测元素杂质捕获μ子后的核反冲。本文详细介绍了TPC的设计和性能。
2014-05-19 nucl-ex physics.ins-det
Development of a Momentum Determined Electron Beam in the 1 -45 GeV Range
在俄罗斯Protvino的U 70加速器上建立了一条电子束线，其能量范围为1至45 GeV，强子和μ子的污染低，每次加速器溢出在27 GeV时强度高达10^6。基于160微米分辨率漂移室的电子束标记系统能够精确测量电子束相对动量。在45 GeV处，多重散射可以忽略，分辨率σ_pp为0.13%.该装置为在费米实验室进行BTeV实验中研究钨酸铅晶体的性质提供了可能。
2002-08-09 hep-ex physics.ins-det
Calibration of the charge and energy loss per unit length of the MicroBooNE liquid argon time projection chamber using muons and protons
我们描述了一种方法，用于校准的位置和时间依赖的响应的MicroBooNE液氩时间投影室阳极线电离粒子的能量损失。该方法利用交叉的宇宙射线μ子来部分地校正阳极线信号以用于作为时间和位置的函数的多种效应，包括交叉连接的TPC线、空间电荷效应、电子附着到杂质、扩散和复合。然后，使用在探测器的活动区域中起源和停止的完全包含的束诱导的μ子来确定总体能量尺度。用这种方法，我们得到了绝对能量标度不确定度为2%.我们使用停止质子，以进一步完善高度电离粒子的测量电荷和能量损失之间的关系。这种数据驱动的检测器校准改进了总沉积能量的测量和基于每单位长度的能量损失作为残余范围的函数的粒子识别。作为例子，探测器标定后质子选择效率提高了2%.
2020-02-25 hep-ex physics.ins-det
Components Qualification for a Possible use in the Mu2e Calorimeter Waveform Digitizers
费米实验室的Mu2e实验寻找在原子核的库仑场中μ子到电子的带电味违反转换。该探测器由一个吸管跟踪器和一个CSI晶体电磁量能器组成，两者都装在一个超导螺线管中。位于低温恒温器内部的前端和数字电子设备都将在1 T磁场下的真空中操作，必须维持来自μ子停止目标的中子和电离粒子的高通量。这些苛刻的实验条件使得量热波形数字化仪的设计具有相当大的挑战性。所有选定的商业设备必须单独进行测试，并在高磁场中进行辐射硬度和操作鉴定。目前，在数字化仪位置的预期粒子通量和光谱还没有完全模拟，我们正在使用初步的粗略估计来选择第一个原型的组件。我们正在使用选定的组件获得鉴定程序的经验，但只有在完成剂量和中子通量模拟时，选择才会冻结。第一次资格竞选的实验结果。
2017-10-05 hep-ex physics.ins-det
Design, Commissioning and Performance of the PIBETA Detector at PSI
我们描述的PIBETA探测器的设计，结构和性能的精确测量的分支比的π β衰变，π + -> π 0 e+ nu，在保罗谢勒研究所。探测器的中心部分是一个240模块的球形纯CsI量热计，覆盖3* π sr立体角。热量计补充了一个主动准直器/光束降能器系统，一个主动分段塑料目标，一对低质量圆柱形线室和一个20元素的圆柱形塑料闪烁体hodoscope。整个探测器系统被安置在一个温度控制的铅砖外壳内，外壳内依次排列着宇宙μ介子塑料否决计数器。在1999/2000年的两个为期三个月的光束周期内，采用1.3*E3 pi+/s和1.3*E6 pi+/s之间的pi+停止率进行调试和校准数据。我们检查的时间，能量和角探测器的分辨率为光子，正电子和质子的能量范围为5-150兆电子伏，以及宇宙μ子的探测器的响应。我们说明了各种罕见的π介子和μ介子衰变及其相关背景的检测器签名。
2003-12-04 hep-ex physics.ins-det
Muon capture on light isotopes in Double Chooz
利用设计用于测量中微子混合角$θ_{13}$的双双光子探测器，测量了$μ^-$在$^{12}$ C、$^{13}$ C、$^{14}$ N和$^{16}$ O上的俘获产物。在489.5天的时间内，已经收集了阻止宇宙PDMATHAMN的$2.3\times10^6$，其中$1.8\times10^5$被捕获在内部探测器闪烁体或丙烯酸容器中的碳、氮或氧核上。使用瞬发中子发射（适用时），随后的β衰变，以及在某些情况下，$β$ -延迟中子标记产生的同位素。迄今为止，对$^{12}\mathrm C(μ^-,ν)^{12}\mathrm B$率的最精确测量报告为：核捕获的$6.57^{+0.11}_{-0.21}\times10^{3}\,\mathrm s^{-1}$或$(17.35^{+0.35}_{-0.59})\%$。通过标记发射γ的激发态，已确定基态到$^{12}$ B的跃迁速率为$5.68^{+0.14}_{-0.23}\times10^3\,\mathrm s^{-1}$。测量迄今未观察到的反应$^{12}\mathrm C(μ^-,να)^{8}\mathrm{Li}$、$^{13}\mathrm C(μ^-,ν\mathrm nα)^{8}\mathrm{Li}$和$^{13}\mathrm C(μ^-,ν\mathrm n)^{12}\mathrm B$。此外，人口$β$…
2016-05-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of the CMS electromagnetic calorimeter in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
本文报告了CMS电磁量能器在LHC Run 2期间13 TeV质子-质子对撞中的运行性能，通过改进校准与能量测量方法，在更严苛的高亮度条件下实现了与Run 1相当的能量分辨率。
2024-09-05 hep-ex physics.ins-det
