High Energy Neutrino Physics with Liquid Scintillation Detectors
大型液体闪烁探测器通常专用于MeV能量范围内的低能中微子测量（例如KamLAND和Borexino）。本文介绍了大型探测器（>1千吨级）在研究来自宇宙射线的高能中微子相互作用和作为长基线中微子探测器方面的潜在应用。一般来说，当人们考虑像Hanohano和LENA这样的大型新仪器时，他们已经放弃了用更高能量的中微子相互作用进行有用测量的可能性，因为这些仪器产生的光足以照亮每一个光电倍增管，而且闪烁光是各向同性的。在这里，我们考虑到费马的原则，它告诉我们，事实上，第一个光到达光电倍增管将在或附近的光锥，“费马表面”，方向跟踪信息是可用的。此外，我们已经认识到，粒子类型的区别是可能的（准弹性μ子从电子）。事实上，与SuperKamiokande大小相当的探测器的分辨率可能在角度，能量和可能的粒子类型方面都更好。这一认识为许多应用打开了大门。此外，这种能力可以通过使用（未来）KamLAND在日本Jaeri加速器新的长基线中微子束中检测到的事件来证明，该加速器将于今年开始运行。未来最有吸引力的可能性可能是使用Hanohano作为同一束中的可移动长基线探测器，在欧洲核子研究中心未来的长基线中微子束中使用LENA，以及在Homestake的DUSEL地下实验室中使用LENA。
2009-02-23 hep-ex physics.ins-det
ecCNO Solar Neutrinos: A Challenge for Gigantic Ultra-Pure Liquid Scintillator Detectors
在太阳中通过电子捕获反应在$^{13}{\rm N}$、$^{15}{\rm O}$和$^{17}{\rm F}$上产生的中微子，我们称之为ecCNO中微子，通常不被考虑在太阳中微子分析中，因为预期的通量非常低。实验确定太阳中微子通量的次主导分量非常困难，但可能是有益的，因为它提供了太阳核心金属含量的确定，而且还探测了太阳中微子在过渡区的生存概率在$E_ν\sim 2.5\,{\rm MeV}$。在这封信中，我们认为，这种困难的措施可能是在未来的巨大的超纯液体闪烁体探测器，如LENA。
2014-10-10 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Optical Scattering Lengths in Large Liquid-Scintillator Neutrino Detectors
对于千吨级的液体闪烁中微子探测器，有机溶剂的透明度是至关重要的。本文件报告的光学散射长度的有机溶剂的PXE，LAB和十二烷的下一代实验，如SNO+，Hanohano，或LENA正在讨论的实验室测量。结果包括415至440 nm的波长范围。瑞利和米氏散射以及吸收/再发射过程的贡献进行了讨论。根据目前的结果，LAB似乎是大体积检测器的首选溶剂。
2010-04-06 hep-ex physics.ins-det
How to observe 8B solar neutrinos in liquid scintillator detectors
我们表明，液体有机闪烁体探测器（例如，KamLAND和Borexino）利用nu_e带电电流与自然包含在中微子中的~（13）C核的相互作用，可以测量太阳8B中微子流。中微子事件可以通过利用产生的13 N核随后衰变的时间和空间重合来识别。我们在KamLAND，Borexino和在SNOLab的可能的液体闪烁体探测器的背景进行了详细的分析，表明8B太阳中微子信号可以提取在几年的数据采集具有合理的不确定性。KamLAND应该能够从已经收集的数据中提取大约18个太阳中微子事件。展望了巨型闪烁体探测器（如LENA）的发展前景。
2005-09-22 astro-ph hep-ex hep-ph
Spectroscopy of electron-induced fluorescence in organic liquid scintillators
用~ 10 keV电子激发介质，测量了与LENA探测器相关的几种有机液体闪烁体混合物的发射光谱。结果与紫外光激发光谱进行了比较。两种方法测得的光谱之间有很好的一致性。
2010-01-22 physics.ins-det physics.optics
Fluorescence decay-time constants in organic liquid scintillators
测量了几种基于苯邻二甲苯乙烷（PXE）和线性烷基苯（LAB）溶剂的闪烁体混合物的荧光衰减时间常数。所得到的值是相关的物理性能的拟议的大体积液体闪烁体探测器LENA（低能中微子天文学）。特别是，测量值的影响，通过p -> K+反中微子的质子衰变的搜索在这项工作中进行了评估。
2009-04-29 physics.ins-det
Test of a prototype neutron spectrometer based on diamond detectors in a fast reactor
研制了一台基于金刚石探测器的中子谱仪样机。该原型由夹在两个CVD金刚石晶体之间的$^6$ Li中子转换器组成。金刚石晶体的辐射硬度使其适用于低功率研究反应堆，而对伽马射线的低灵敏度和探测器的低漏电流允许达到良好的能量分辨率。两个晶体之间的快速重合被用来剔除背景。探测器使用两个不同的电子链通过几米长的电缆连接到它。第一个链基于传统的电荷敏感放大器，另一个链使用为此目的开发的定制快速充电放大器。样机已在多种中子源上进行了测试，表明了其实用性。特别是，该探测器在TRIGA热反应堆（帕维亚大学LENA实验室）中进行了校准，中子通量为$10^8$ n/cm $^2$ s，并在名为FNG的3 MeV D-D单色中子源（ENEA，罗马）中进行了校准，中子通量为$10^6$ n/cm $^2$ s。中子能谱测量是在TAPIRO快堆（ENEA，Casaccia）上进行的，通量为10 $^9$ n/cm $^2$ s。将获得的光谱与蒙特卡罗模拟进行比较，用MCNP和Geant 4对检测器响应进行建模。
2015-05-23 nucl-ex physics.ins-det
Topological track reconstruction in unsegmented, large-volume liquid scintillator detectors
非分段式、大体积液体闪烁体中微子探测器是低能中微子物理研究的关键技术。有效地抑制宇宙μ子相互作用引起的放射性核素本底对于它们在高精度MeV中微子测量中的成功至关重要。我们提出了一种新的技术来重建GeV粒子轨道LS，其主要属性，分辨率的拓扑特征和变化的微分能量损失$\mathrm{d}E/\mathrm{d}x$，允许改进的拒绝策略。不同于常见的轨道重建方法，我们的方法不依赖于具体的轨道/拓扑假设。相反，基于空间和时间中的参考点、在光电传感器处观察到的光子到达时间的分布以及在光子产生、传播和检测（光学模型）方面的检测器的特性，其重建光学光子发射的体素化分布。然后可以应用来自三维数据分析的技术来提取描述拓扑的参数，轨道的方向。我们进行了我们的方法使用单μ子事件高达$10\,\mathrm{GeV}$从Geant 4模拟的LENA探测器的第一次性能评估。目前的结果表明，我们的方法与现有的重建方法是有竞争力的-虽然它的全部潜力尚未被利用。我们还评论其他探测器技术在天体粒子物理学以及在医学成像中的应用，可以受益于我们的方法的基本思想。
2018-06-19 physics.ins-det
Physics Potentials of the Hyper-Kamiokande Second Detector in Korea
Hyper-Kamiokande（Hyper-K）是非常成功的Super-K实验的延续，它将由一个装有26万吨纯净水的大型探测器组成，并配备40%的光覆盖率。Hyper-K的物理课程范围广泛，涵盖粒子物理学到天体物理学和天文学。Hyper-K 1 $^{st}$探测器将在日本建造，2 $^{nd}$探测器将在韩国建造，因为韩国候选场地的基线较长（$\sim$ 1，100 km）和覆盖层较大（$\sim$ 1，000 m），将2 $^{nd}$探测器放置在韩国可提高物理灵敏度。在这次演讲中，我们介绍了韩国Hyper-K 2 $^{nd}$探测器的概况和物理潜力。
2018-11-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Forward proton detectors in heavy ion physics
在重离子碰撞的背景下，考虑了已经存在于大型强子对撞机的前向质子探测器。结果表明，这种探测器有可能测量来自旁观者核子的核碎片。研究了不同核的几何接受度，以及核子在核中的运动和实验条件对几何接受度的影响。讨论了从核碎片的测量中重建碰撞的碰撞参量的可能性。
2019-03-22 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Calibration of the momentum scale of a particle physics detector using the Armenteros-Podolanski plot
本文描述了一种粒子物理探测器动量标度的标定方法。该方法依赖于中性粒子的两体衰变中最终状态粒子的质量的确定，然后可以用于获得动量尺度的修正。一个修改后的版本的Armenteros-Podolanski图和$K_S^0 \to π^+ π^-$衰减被用作该方法的原理证明。
2021-01-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Toward precision physics tests with future COHERENT detectors
未来COHERENT探测器将通过精密测量弱混合角和中子核分布半径，推动低能中微子与电弱物理研究。
2025-12-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Physics Performance with the CMS Pixel Detector
LHC实验在第一次运行期间产生的结果中有很大一部分是通过精确的顶点检测器实现的。CMS实验的全硅跟踪检测器使用像素检测器来进行顶点化。该会议报告使用四个物理分析作为示例，其中像素检测器用于重建主要顶点，将事件轨迹与堆积分离，和/或确定位移顶点。
2014-12-17 hep-ex physics.ins-det
ATLAS Detector Status and Physics Startup Plans
ATLAS探测器的状态前不久启动的LHC。概述了探测器调试的进展情况以及早期物理分析的计划。
2008-10-17 hep-ex physics.ins-det
Silicon Photomultipliers for High Energy Physics Detectors
本文综述了工作在盖革模式下的多像素硅基雪崩光电二极管，也称为硅光电倍增器（SiPM）的发展现状。特别强调了这种类型的光传感器在高能物理探测器中的应用。
2011-09-22 hep-ex physics.ins-det
Overview of the ATLAS ALFA detectors, performance and physics analysis
本文概述了CERN的LHC中ATLAS探测器内的ALFA前向探测器系统，提供建造细节并总结相关物理分析结果。
2023-07-20 hep-ex physics.ins-det
Superconducting detectors for rare event searches in experimental astroparticle physics
超导探测器已成为实验天体粒子物理学的重要工具，旨在提供对宇宙的基本理解。特别是，这种探测器在涉及稀有事件搜索实验的两个具有挑战性的研究领域，即暗物质的直接探测和无中微子双β衰变的搜索中表现出了出色的潜力。在这里，我们回顾了超导探测器，已经和计划被用于这两类实验。我们首先简要介绍了这两个研究领域的历史，并概述了它们在天体粒子物理学中的意义和挑战。然后，我们提出了一个广泛的概述，各种类型的超导探测器，重点是传感器技术和探测器物理，这是基于量热测量和热流在探测器组件。最后，我们介绍了领先的实验，并讨论了他们的未来前景的探测暗物质和寻找中微子双β衰变超导探测器。
2022-03-23 hep-ex physics.ins-det
Timing detectors for forward physics
讨论了使用精确的飞行时间（ToF）探测器测量质子-质子碰撞中的衍射和电磁过程。利用前向质子的ToF测量的背景抑制的性能。额外的定时测量提供的中央检测器的影响和可能的增益进行了研究。
2019-05-20 hep-ex physics.ins-det
Physics potential of timing layers in future collider detectors
探讨了在未来对撞机探测器的量热计中具有几十皮秒分辨率的计时层的物理潜力。这些研究表明，这些层可以用于粒子识别，并说明了潜在的检测新的事件签名起源于物理超越标准模型。
2020-07-16 hep-ph physics.ins-det
CLIC Detector and Physics Status
这篇对LCWS 2016的贡献介绍了CLICdp合作的最新进展。CLIC分阶段运行的更新方案已经公布;加速器将以380 GeV，1.5 TeV和3 TeV运行。最低的能量阶段是针对精确的希格斯和顶级物理学进行优化的，而更高的能量阶段提供了扩展的希格斯和BSM物理学灵敏度。检测器模型CLIC_SiD和CLIC_ILD已被单个优化检测器CLICdet取代。目前正在进行性能研究和技术研发，以满足这种探测器设计的要求。
2017-03-26 hep-ex physics.ins-det
Forward Physics Capabilities of CMS with the CASTOR and ZDC detectors
两个量热计CASTOR和ZDC通过扩展前向区域的快度覆盖范围来增强LHC CMS检测器的气密性。在描述了这些探测器之后，介绍了它们的前向物理能力。后者包括部分子簇射、多部分子相互作用、衍射和超高能宇宙射线模型的研究。要测量的过程，以限制这些主题是多喷流事件的前向喷流，中央向前活动的相关性，快度差距和向前中子生产。
2010-08-03 hep-ex physics.ins-det
Superconducting Microwave Detector Technology for Ultra-Light Dark Matter Haloscopes and other Fundamental Physics Experiments: Device Physics (Part II)
本文比较了用于腔轴子寻波计等基础物理实验的超导探测器技术，提出在约30 mK下运行、配置弹道声子热隔离的TES可实现5 GHz以上量子极限探测，从而实现基于TES的集成零差探测器，为量子基态微波腔读出实验做出独特贡献。
2024-03-20 hep-ex physics.ins-det
Simulations of Silicon Radiation Detectors for High Energy Physics Experiments
硅辐射探测器是当前和计划中的高能物理对撞机实验的一个组成部分。这些探测器的模拟对于决定操作配置、进行精确的数据分析和开发未来的探测器是必不可少的。在本白皮书中，我们简要回顾了现有的工具，并讨论了未来需要研究和开发的挑战，以便能够应对大型强子对撞机和未来强子对撞机（如FCC-hh和SPPC）的高亮度运行的可预见的极端辐射环境。
2022-12-29 hep-ex physics.ins-det
The Physics Behind the CosmicWatch Desktop Muon Detectors
CosmicWatch桌面μ子探测器是麻省理工学院（MIT）和波兰国家核研究中心（NCBJ）的本科生物理项目，该项目结合了电子商店技术开发的各个方面。该探测器的设计是低功耗和非常便携的，这为学生探索开辟了广泛的物理学。本文档描述了桌面μ子探测器背后的物理原理，并探讨了可以使用探测器进行的可能测量。特别是，我们探索与地磁场，大气条件，宇宙射线簇射成分，物质中的粒子衰减，放射性和泊松过程的统计特性相关的各种物理现象。
2019-07-31 hep-ex physics.ed-ph physics.ins-det
Correlation between radiation processes in silicon and long-time degradation of detectors for high energy physics experiments
在这方面的贡献，基本相互作用过程中引起的辐射在硅和可观察到的影响，限制了在高能物理实验中使用硅探测器之间的相关性进行了研究的框架内的唯象模型，其中包括：产生的主要缺陷在照射开始从硅中的基本相互作用，缺陷的动力学，在pn结探测器水平的影响。由于照射粒子（π介子，质子，中子），他们的通量，硅中的阈值能量的各向异性，杂质浓度和电阻率的起始材料的影响进行了研究作为时间，能量密度和温度依赖性的检测器特性。预测了在LHC和SLHC复杂强子背景场中探测器电参数的预期退化。
2006-11-20 hep-ph physics.ins-det
Supernova neutrino physics with a nuclear emulsion detector
相干中微子-核散射反应的存在，要求评估，任何探测器致力于WIMP搜索，由于传统的中微子源的不可约的背景，同时，它提供了一个独特的机会来揭示超新星中微子。本文详细介绍了一种基于核乳胶技术的新型定向探测器。李克图比检验表明，在运行的最初几年，如果探测器质量为几十吨，就可以观测到超新星信号。本文还讨论了中微子与超新星距离的测定和$^8$ B中微子的观测。
2018-04-20 hep-ph physics.ins-det
Gaseous Detectors: recent developments and applications
长期以来，未来高能物理实验的迫切科学目标是先进探测器技术发展的驱动因素。1968年，探测器仪器概念的真正创新出现了，为大型传感元件阵列开发了完全并行的读出-多线比例室（MWPC），这为Georges Charpak赢得了1992年的诺贝尔物理学奖。自那时以来，快速气体探测器的辐射探测和成像，能够以低质量预算经济地覆盖大的探测体积，在许多物理领域中发挥着重要作用。在过去的十年中，芯片工业中光刻和微处理技术的进步引发了气体检测器领域从线结构到微图案气体检测器（MPGD）概念的重大转变，彻底改变了许多气体检测器应用的单元尺寸限制。高抗辐射性和出色的空间和时间分辨率使它们成为应对下一代对撞机未来探测器挑战的宝贵工具。新的微图案装置的设计似乎适合于工业生产。MPGD直接耦合到CMOS像素读出的新颖结构代表了一个令人兴奋的领域，允许定时和电荷测量以及3D中的精确空间信息。MPGD最初是为高能物理而开发的，其应用已经扩展到核物理、紫外和可见光光子探测、天体粒子和中微子物理、中子探测和医学物理。
2010-08-24 hep-ex physics.ins-det
Silicon detectors for the next generation of high energy physics experiments: expected degradation
在粒子物理学中，从理论和实验两个方面对甚高能量域的研究存在着巨大的兴趣，目的是建立物质基本成分及其相互作用的一般理论。半导体探测器在现代高能物理实验中得到了广泛的应用。它们是高分辨率顶点和跟踪系统以及量热计的元件。这项工作的主要动机是讨论如何制备一些可能的探测器-考虑仅硅选择，以应对HEP挑战的新时代，因为辐照的结果，探测器中的体位移损伤在器件水平上产生影响，限制了它们的长时间利用，增加了漏电流和耗尽电压，最终导致击穿，从而影响检测器系统的寿命。本文讨论了导致探测器性能退化的物理现象，并从器件级分析了其影响（漏电流和有效载流子浓度）在LHC之后的下一代强子对撞机、下一代轻子和伽马-伽马对撞机以及天体粒子实验中预期的辐射环境中，在长时间连续辐射条件下，不同的技术选择。预测结果允许更好的决定，以获得更硬的参数辐射的设备。
2005-12-31 hep-ph physics.ins-det
Implication of the Temperature-Dependent Charge Barrier Height of Amorphous Germanium Contact Detector in Searching for Rare Event Physics
具有非晶Ge（a-Ge）接触的锗（Ge）探测器的探索引起了人们对稀有事件物理（例如暗物质和无中微子双β衰变）的研究的关注。沉积在探测器表面的a-Ge接触的电荷势垒高度（CBH）对于抑制探测器的漏电流以实现低能量探测阈值和高能量分辨率是至关重要的。本文分析了三种锗探测器中a-Ge接触的温度依赖性CBH，研究了体漏电流（BLC）特性。这些探测器是在南达科他大学用国产晶体制造的。当探测器在反向偏置模式下工作时，CBH由BLC确定，其中保护环结构将BLC与表面漏电流（SLC）分离。结果表明，CBH具有温度依赖性。CBH变化与温度的直接关系与在a-Ge和结晶Ge的界面上产生的势垒不均匀性有关。使用高斯分布模型的三个探测器的界面处发生的不均匀性进行了分析。a-Ge接触的CBH被投影到零温度。本文讨论了零温CBH对a-Ge接触Ge探测器在寻找稀有事件物理中的意义。
2021-04-02 hep-ex physics.ins-det
Initial performance studies of a general-purpose detector for multi-TeV physics at a 100 TeV pp collider
本文介绍了模拟探测器响应多TeV物理在未来的圆形对撞机（FCC-hh）或超级质子-质子对撞机（SppC），旨在碰撞质子束的质心能量为100 TeV。这些未来实验的前所未有的能源制度提出了新的要求，探测器技术，可以使用本文提出的详细GEANT 4模拟研究。在FCC-HH或SppC实验的物理研究设计的探测器的初始性能描述与测量的单粒子的横向动量高达33 TeV的重点。在50 GeV到26 TeV的横动量范围内，我们还研究了强子喷注的重构。量热法的粒度要求进行了研究，使用强子簇射实现的两粒子空间分辨率。
2017-06-09 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Forward Physics Project
我们描述的ATLAS正向物理项目的主要组成部分，即可移动的束管，跟踪和定时探测器，允许检测完整的质子在LHC的最终状态。位置探测器由6层三维硅探测器组成，由为ATLAS开发的FE-I4芯片读出。快速计时探测器是由石英基切伦科夫探测器连接到微通道板光电倍增管，然后是放大，测量和记录事件时间的电子元件以及稳定的参考时钟信号，确保10-15皮秒的时间分辨率。
2013-02-04 hep-ex physics.ins-det
Impact of Detector Simulation in Particle Physics Collider Experiments
在过去的三十年里，粒子与物质相互作用的精确模拟和探测器几何形状的建模已被证明是国际高能物理（HEP）实验计划成功的关键。例如，在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）的CMS和ATLAS粒子物理实验中，基于Geant 4的模拟软件的详细探测器建模和精确物理是这些合作的决定性因素，可以比以往任何强子对撞机实验更快地提供卓越质量的物理结果。这篇评论文章突出了粒子物理对撞机实验的探测器模拟的影响。它提出了许多使用模拟的例子，从探测器设计和优化，通过软件和计算开发和测试，在使用模拟样本的情况下，在物理结果的精度和出版周转，从数据采集到提交的差异。它还提出了成本和经济影响的模拟CMS实验的估计。未来的实验将使用越来越复杂的探测器收集更多数量级的数据，这对模拟和重建软件的性能造成了沉重的负担。因此，探索解决方案，以加快模拟和重建软件，以满足日益增长的需求，计算资源在一个时间的平面预算是一个值得立即关注的问题。文章最后简要讨论了正在考虑的潜在解决方案，这些解决方案基于利用多核机器中的核心数量增长，使用新一代协处理器，以及重新设计HEP代码以实现并发和并行计算。
2017-06-14 hep-ex physics.ins-det
Silicon detectors: damage, modelling and expected long-time behaviour in physics experiments at ultra high energy
在这方面的贡献，材料的结构修改和设备的退化进行建模，并与实验数据进行比较，更多的结晶度，温度，晶体取向和氧浓度，考虑到存在的新的主要四重协调缺陷，除了空位和间隙。对下一代高能物理实验如LHC、SLHC、VLHC或ULHC中探测器在具体环境中的行为进行了一些估计。
2006-11-15 hep-ph physics.ins-det
A new detector for deep inelastic physics
大型强子电子对撞机（英语：Large Hadron Electron Collider，简称LHeC）是一个建议中的大型强子对撞机的升级，提供高能量、高亮度的电子-质子和电子-离子碰撞，与大型强子对撞机的第二阶段同时运行。的LHeC探测器的关键要素和物理方案的要求进行了概述，然后由基线LHeC探测器设计的简要说明。
2013-10-11 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
SNOWMASS Neutrino Frontier NF10 Topical Group Report: Neutrino Detectors
我们在这里讨论未来的中微子探测器的物理目标范围从eV到EeV尺度。重点是未来使能此类探测器的技术，而不是现有的探测器或正在建造的探测器。该报告包括中微子物理学各领域的方法：液态惰性和其他低温探测器，包括LAr和LN 3 TPCs;光子探测器，包括能够实现混合切伦科夫/闪烁探测器的技术;低阈值探测器，使用各种技术探测物理学，如相干中微子-核散射或宇宙背景中微子探测;超高能探测器，包括光学和无线电探测器，以及用于大型强子对撞机前沿物理设施的跟踪探测器
2022-11-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Underground physics without underground labs: large detectors in solution-mined salt caverns
当前的一些物理学课题，包括长基线中微子物理学、质子衰变搜索和超新星中微子搜索，都希望有一天能在屏蔽的地下场所建造巨大的（50千吨到百万吨）粒子探测器。在今天的实践中，这需要昂贵的挖掘和稳定矿井中的大房间。在本文中，我们建议利用溶采盐所产生的洞穴。挑战在于，这些洞穴必须充满加压流体，并且不允许人类进入。我们勾勒出一些可能的方法，在盐穴中安装熟悉的探测器技术，在这些限制。所讨论的一些探测器也适用于深海实验，对此作了简要讨论。这些草图看起来具有挑战性，但可行，似乎对探测器的能力没有什么重大影响。该方案为未来探测器大型项目节省大量成本提供了途径。
2014-09-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Liquid noble gas detectors for low energy particle physics
本文综述了能阈在keV范围内的液态惰性气体辐射探测器的现状，这些探测器在直接寻找暗物质、相干中微子散射测量和其他低能粒子物理实验中具有重要意义。重点是这些探测器的操作原理和最重要的仪器方面，主要是那些在双相模式下操作。最近的技术进步和光子探测和电荷读出的相关发展的背景下，它们的适用性，这些实验进行了讨论。
2013-04-29 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
New directions for surrogate models and differentiable programming for High Energy Physics detector simulation
Paul Scherrer Institute（保罗·谢勒研究所）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Universität Hamburg（汉堡大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
在未来的实验设施中，高能物理探测器模拟的计算成本将超过目前可用的资源。为了克服这一挑战，正在探索使用机器学习方法的代理模型的新想法，以取代计算昂贵的组件。此外，微分编程已被提出作为一种补充方法，提供可控和可扩展的仿真例程。在本文件中，新的和正在进行的努力，代理模型和差分编程应用于探测器模拟的背景下，2021年粒子物理社区规划练习（“雪团”）进行了讨论。
2022-03-15 cs.LG hep-ex hep-ph
Fast timing detectors with applications in cosmic ray physics and medical science
本文探讨LGAD硅探测器在空间宇宙射线测量与癌症闪光束流治疗剂量监测两类场景中的应用。
2023-11-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Pisa and the Collider Detector at Fermilab: a History of the Establishment of Precision Physics With a Calorimetric Spectrometer at a Hadron Collider
这是一个个人的和公认的以美国为中心的尝试，总结了比萨CDF集团对费米实验室CDF探测器的概念设计，建造和早期操作的基础影响。在可能的情况下，我试图回到原始文件。
2018-08-13 hep-ex physics.hist-ph physics.ins-det
Primer on Detectors and Electronics for Particle Physics Experiments
本书简要介绍了为高能粒子物理实验设计的粒子探测器所使用的技术。目标读者是刚开始实验室工作的学生，尤其是本科生。
2019-06-11 physics.ins-det
SAMPIC: a readout chip for fast timing detectors in particle physics and medical imaging
本文介绍了法国SAMPIC公司和法国LAL公司研制的新型快速定时读出芯片SAMPIC，以及使用该芯片进行的各种测试结果。
2015-03-16 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Physics Perspectives with the ePIC Far-Forward and Far-Backward detectors
本文介绍EIC的ePIC远前向与远后向探测器，阐述其用于亮度监测、散射电子测量及小角度粒子标记重建的功能，并展示其拓展的前向物理研究潜力。
2024-09-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Baby MIND detector first physics run
Baby MIND是一个磁化铁中微子探测器，作为日本T2K束线上WAGASCI的下游磁化μ子范围探测器。Baby MIND与其他WAGASCI子探测器的第一次物理运行于2019年11月至2020年2月期间（T2K运行10）进行，共交付了$4.8 \times 10^{20}$质子靶（POT）。初步结果显示婴儿MIND的数据质量，探测器性能和铁的中微子相互作用的例子在第一次物理运行。
2020-04-10 physics.ins-det
On the physics and technology of gaseous particle detectors
尽管气体基本粒子探测器已经有了悠久而富有成果的历史，但今天仍然是高能和核物理实验以及一般辐射探测的重要支柱。在这里，我们简要介绍了一些气体探测器的主要技术和应用，以及一些未解决的气体放电物理方面的实际意义。
2010-03-15 physics.ins-det
Physics and Detectors at CLIC: CLIC Conceptual Design Report
本文介绍了基于紧凑型直线对撞机（CLIC）技术的未来多TeV电子对撞机的物理潜力和实验。考虑的物理方案包括已知量的精确测量以及物理学超越标准模型的发现潜力。该报告描述了CLIC所需的探测器性能，考虑到了相互作用点环境，特别是光束诱导背景。两个探测器的概念，设计高度颗粒量热计和国际直线对撞机（ILC）的概念研究的基础上，描述和用于研究这样的对撞机的物理范围和潜力。探测器子系统和主要的工程挑战的说明。这些CLIC检测器概念的整体性能证明了个别subdetector系统的性能的研究，以及六个基准物理过程的完整模拟研究。这些全探测器的模拟和重建研究包括波束诱导背景和物理背景过程。在优化探测器概念并采用重建算法之后，结果显示出非常有效的背景抑制，并清楚地证明了CLIC在精确质量和截面测量方面的物理潜力。最后，给出了CLIC探测器和物理研究的未来计划的概述，并列出了CLIC探测器所需的关键探测器R&D主题。
2012-02-27 physics.ins-det
Particle Physics Readout Electronics and Novel Detector Technologies for Neutron Science
传统的热中子探测器是基于氦-3作为转换和探测材料，由于其大的中子截面。鉴于欧洲中子源（ESS）等几个中子散射设施的升级和建设，以及同时出现的氦-3短缺，已经引入了新的探测技术。最突出的一个是使用具有大的热中子截面的固体转换器，例如钆和硼。这些材料在受到中子撞击时会释放出带电粒子。然后，该技术依赖于带电粒子的检测和/或跟踪，如在粒子物理学的检测器中。同时，这需要将读出通道增加一个数量级，其优点是与传统的中子探测器相比还将位置分辨率增加相同的量。一个典型的例子是由欧洲核子研究中心气体探测器组和欧洲核子研究中心探测器组联合开发的用于欧洲核子研究中心NMX仪器的钆气体电子倍增器（GdGEM）探测器。在这方面的贡献，我们的一些努力转移粒子物理探测器和读出电子学中子科学将被提交。我们采用了VMM 3a芯片，最初设计的ATLAS新的小轮升级，读出基于GEM的中子探测器。Timepix 3芯片用于中子时间投影室以及读出中子敏感微通道板探测器。这些读出芯片集成到RD 51合作的可扩展读出系统中。
2022-07-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Physics Potential of an Advanced Scintillation Detector: Introducing THEIA
水基液体闪烁体的最新发展以及高效率和高精度定时光传感器的同时发展为一种能够进行非常广泛的物理程序的新型大规模探测器开辟了可能性。该计划将涵盖核、高能和天体物理学的主题，范围从能够覆盖相空间的倒置层次区域的下一代无中微子双β衰变搜索，到超新星中微子探测、核子衰变搜索以及中微子质量层次和CP破坏相的测量。本文描述了导致这种可能性的技术突破，以及由此实现的广泛的物理计划。本文是在伦敦NuPhys 2014会议上发表的演讲的总结。
2015-04-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Considerations for an Integrated Detector Design at FCC-ee: A Human-AI Exploration
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
通过物理学家与AI助手的对话，探讨FCC-ee探测器设计，从初始概念到修正方案，展示人机协作在实验物理设计中的潜力与局限。
2026-05-25 cs.AI hep-ex physics.ins-det
Development of an array of HPGe detectors with 980% relative efficiency
新物理学的兴起推动实验寻找越来越罕见的相互作用。因此，探测器需要提高灵敏度和特异性，并且必须对材料进行筛选，以确定其是否具有天然存在的、产生背景的放射性。此外，用于筛选的探测器必须接近物理搜索探测器本身的灵敏度，从而激励能够进行物理搜索和背景筛选的探测器的迭代开发。我们报告的设计，安装和性能的一种新型的，低背景，14元素的高纯锗探测器命名为CAGe（CUP阵列锗），安装在阳阳地下实验室在韩国。
2020-09-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A Silicon Photonic Transmitter for High Energy Physics and Cryogenic Detectors
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Washington（华盛顿大学）
本研究设计了一款可在室温和低温下工作的硅光发射机，含微环调制器与协同设计的CMOS串化器及驱动器，用于极端环境下物理探测器的读出。
2026-08-21 physics.ins-det
2D Detectors for Particle Physics and for Imaging Applications
对用于粒子探测以及医学和天文X射线成像的探测器的需求不断推动新型像素探测器的发展。迄今为止，像素检测器技术的现有技术是混合像素检测器，其中传感器和读出集成电路在不同的衬底上处理并且经由高密度互连结构连接。虽然这些探测器在技术上被掌握，使得可以并且正在建造大规模粒子探测器，但是对下一代粒子探测器的改进性能的需求要求开发单片或半单片方法。鉴于医学成像的需求在某些关键方面是不同的，这些应用的发展，开始作为粒子物理学的副产品，是非常独立的。新的方法导致新的信号处理概念和互连技术，以满足非常高的动态范围和大面积检测器的需求。综述了混合和（半）单片像素探测器的发展现状，以及它们在粒子物理和成像应用中的不同途径。
2005-04-01 physics.ins-det
Getting ready for Physics at the LHC with the CMS Detector
为了准备LHC的物理实验，CMS实验必须进行数据采集。在研究新的物理学之前，必须很好地理解这些数据。另一方面，有一些标准的过程，从以前的实验和模拟中众所周知，这将有助于理解LHC早期探测器的数据。
2006-04-13 physics.ins-det
Enhancing the LBNF Physics Programs With A high-resolution Magnetized Detector
长基线中微子设施（LBNF）为中微子物理提供了前所未有的强度。我们讨论了一个建议，以提高LBNF物理程序在费米实验室的高分辨率磁化探测器在附近的网站。该探测器主要基于重新使用现有的超导磁体和电磁热量计，并辅以新的低密度吸管跟踪器。我们还讨论了所提出的设计的长基线振荡分析，以及精确测量（反）中微子相互作用的物理机会。
2019-10-15 physics.ins-det
