The COSINE-100 Data Acquisition System
COSINE-100是一个暗物质直接探测实验，旨在测试DAMA/LIBRA实验观测到的年度调制信号。COSINE-100由8个总质量为106 kg的NaI（Tl）晶体、2200 L液体闪烁体和37个μ子探测器面板组成。本文详细介绍了COSINE-100的数据采集系统，包括晶体事件的波形存储和液体闪烁体和塑料闪烁体μ子否决事件的电荷敏感模数转换器的集成电荷存储。我们还讨论了几个触发条件，以区分信号事件从光电倍增管噪声事件。晶体/液体闪烁体（塑料闪烁体）检测器观察到的总触发率为15 Hz（24 Hz）。
2018-06-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A Study of NaI(Tl) crystal Encapsulation using Organic scintillators for the Dark Matter Search
闪烁的NaI（Tl）晶体用于各种稀有衰变实验，如暗物质搜索。NaI（Tl）晶体的吸湿性使得在这些实验中晶体探测器的构造具有挑战性，并且需要紧密封装以防止空气接触。更重要的是，在低放射性测量中，外部辐射和表面污染的识别对于表征总晶体放射性的来源至关重要。为了同时缓解上述问题，已经进行了具有活性有机闪烁体否决的NaI（Tl）晶体封装的研究。裸露的晶体直接与液体和塑料反射器耦合，以标记从晶体外部穿透的外部辐射。我们报告的脉冲形状歧视的有机闪烁体脉冲的晶体闪烁体在一个单一的探测器设置，使外部伽马射线可识别和长期稳定性测试的探测器设置。
2019-08-12 astro-ph.IM physics.ins-det
A Scintillator and Radio Enhancement of the IceCube Surface Detector Array
预计将对现有的冰立方表面阵列（冰顶）进行升级，增加闪烁探测器和可能的无线电天线。增强的阵列将校准积雪对冰顶探测到的宇宙射线阵雨重建的影响，并提高表面阵列的否决能力。此外，这种无线电天线、反射器和切伦科夫坦克的混合表面阵列将为冰立方实现许多互补的科学目标，例如提高宇宙射线质量组成的准确性，搜索来自银河系中心的PeV光子，或对强子相互作用模型进行更彻底的测试。2018年1月，两个原型站已分别在南极部署了7个闪烁探测器。这些研发研究为以最小的努力集成无线电天线提供了机会。
2019-03-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observation of primary scintillations in the visible range in liquid argon doped with methane
基于含氢原子的液体闪烁体的中子否决探测器是任何地下暗物质搜索实验的组成部分。到目前为止，液态烃的易燃混合物被用作这种探测器中的液体闪烁体。一种安全的替代品可能是基于掺有甲烷的液态氩的液体闪烁体。在本工作中，我们研究了纯液氩及其与甲烷的混合物（CH_4含量从100 ppm到5%）中的初级精馏。在可见光和近红外范围内，在掺甲烷的液氩中首次观察到了初级的光散射，并测量了它们的相对光产额随甲烷含量的变化。
2020-04-28 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Recent status of the Dark Matter search with Edelweiss
雪绒花实验使用具有改进的背景抑制（交错电极设计）的Ge测辐射热计来搜索WIMP暗物质。该装置位于地下实验室，Alumatoire Souterrain de Modane（LSM，法国）。在2009-2010年，该合作成功地操作了10个400 g测辐射热计和一个主动μ子否决屏蔽。发表的分析，这一测量活动进行了优化的WIMP质量超过50 GeV。最近，分析扩展到低质量的WIMP区域使用的质量子集的2009-2010年的数据设置新的限制自旋无关的WIMP核子散射截面。我们目前的低质量WIMP分析，背景调查和最新的测量与一个子集的40个800 g的探测器，将安装在雪绒花III。正在进行的安装工作的Edelweiss-III设置和下一代实验，EURECA的进一步计划进行了讨论。
2013-05-13 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Calibration of the DAMPE Plastic Scintillator Detector and its on-orbit performance
暗物质粒子探测器（DAMPE）是一种用于探测高能宇宙射线（如电子、$γ$射线、质子和重离子）的星载仪器。塑料闪烁体探测器（PSD）是DAMPE的最顶层子探测器。PSD被设计成测量入射高能粒子的电荷，并且它还用作区分$γ$ -射线与带电粒子的否决探测器。介绍了PSD在轨标定的步骤，包括基座、倍增极相关、对最小电离粒子（MIPs）的响应、光衰减函数和能量重构5个步骤。介绍了一种重建入射高能宇宙线粒子电荷的方法。每个PSD条带的探测效率均在99.5%以上，PSD对带电粒子的总探测效率在99.99%以上。
2018-10-23 astro-ph.IM
The XENON100 Dark Matter Experiment
XENON 100暗物质实验在时间投影室（TPC）中使用液体氙（LXe）来寻找由暗物质弱相互作用大质量粒子（WIMPs）散射引起的高能核反冲。在本文中，我们提出了一个详细的描述的检测器的设计和目前的性能结果，建立在调试阶段，并在第一次科学运行。XENON 100的活性靶包含62 kg的锂离子，由99 kg的锂离子包围，两者都装有在液体或惰性气体中工作的光电倍增管（PMT）。Lion的目标和否决权都装在一个低放射性的不锈钢容器中，嵌入被动辐射屏蔽层中。该实验被安装在意大利Gran Sasso国家天文台（LNGS）的地下，最近公布了100天暗物质搜索的结果。XENON 100的最终设计目标是，对于100 GeV/c^2的WIMP，实现自旋无关的WIMP-核子散射截面灵敏度σ= 2 × 10 ^-45 cm ^2。
2012-02-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Results on low mass WIMPs using an upgraded CRESST-II detector
CRESST-II低温暗物质搜索旨在通过CaWO $_4$晶体中原子核的弹性散射检测WIMP。我们提出了一个单一的升级检测器模块的低阈值分析的结果。该模块有效地否决了探测器内表面上由$α$ -衰变引起的低能背景。在2013年收集到\unit [29.35]{kg live days}的暴露量后，我们对自旋无关的WIMP-核子散射设定了一个极限，该极限探测了低于\unit [3]{GeV/c $^2$ }的WIMP质量的参数空间的一个新区域，这在以前的直接探测搜索中是没有涵盖的。先前CRESST-II第1阶段（2009年至2011年）讨论的可能超出背景的情况尚未得到证实。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Charge Measurement of Cosmic Ray Nuclei with the Plastic Scintillator Detector of DAMPE
暗物质粒子探测器（DAMPE）的主要目的之一是测量几十TeV或更高能量的宇宙线核，其起源和传播一直是天体物理学研究的热点。DAMPE顶部的塑料闪烁探测器（PSD）旨在测量宇宙射线核的电荷，从H到Fe，并作为一个否决探测器，用于区分伽马射线和带电粒子。本文提出了一种电荷重构方法来优化PSD在电荷测量中的性能。本文在简要介绍了PSD的结构和工作原理的基础上，详细介绍了该方法的基本原理，包括航迹跟踪、PSD对准、光衰减校正、猝灭和均衡校正。结果表明，PSD工作良好，宇宙射线中从H到Fe的几乎所有元素都能在电荷谱中清晰地识别出来。
2018-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
A Method of Alignment of the Plastic Scintillator Detector of DAMPE
暗物质粒子探测器（DAMPE）的塑料闪烁探测器（PSD）设计用于测量宇宙射线电荷（Z），并作为伽马射线识别的否决探测器。为了充分利用PSD的电荷识别潜力，提高其对伽马射线事件的识别能力，我们提出了一种PSD探测器对准方法。考虑到移位和旋转对准校正，导出PSD条的体积中的给定轨道的路径长度。通过对角点通过事例和完全包含事例的能谱分析，得到了所有PSD条的位置移动和旋转，平均值分别约为1mm和0.0015弧度。为了验证对准方法，我们在探测器模拟中引入了PSD条的人工移位和旋转。这些移位和旋转参数可以通过对准过程成功地恢复。作为PSD对准程序的结果，PSD的电荷分辨率根据核从$4\%$提高到$8\%$。
2018-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Conceptual design and simulation of a water Cherenkov muon veto for the XENON1T experiment
XENON是一个暗物质直接探测项目，由一个充满液态氙作为探测介质的时间投影室（TPC）组成。下一代探测器XENON 1 T的建造目前正在意大利Gran Sasso国家天文台（LNGS）进行。它的目的是在自旋无关的横截面$2 \cdot 10^{-47} ~ \mathrm{cm}^{\mathrm{2}}$的WIMP质量约50 GeV/c的$^{2}$，这需要减少两个数量级的氙100，当前一代的检测器相比，背景的敏感性。一个能够标记μ子和μ子诱导背景的有源系统对于实现这一目标至关重要。因此，研制了一个高度和直径为$\sim$ 10 m的水切伦科夫探测器，配备了8英寸光电倍增管，并由反射箔包覆。我们提出了这种探测器的设计和优化研究，这已经进行了一系列的蒙特卡罗模拟。μ子否决将对μ子（$>99.5%$）和岩石中μ子相互作用产生的次级粒子簇射（$>70%$）达到非常高的探测效率。类似的效率将获得XENONnT，XENON 1 T的升级，这将在以后将WIMP灵敏度提高另一个数量级。在这里研究的切伦科夫水盾中，XENON 1 T中的μ子诱导中子的背景可以忽略不计。
2015-02-25 astro-ph.IM physics.ins-det
Studies of the muon-induced neutron background in LSM: detector concept and status of the installation
冷暗物质（CDM）的一个很好的候选粒子是超对称中性伴子，或者更一般的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。在直接检测实验中，WIMP与检测介质的预期相互作用率低于0.01事件/kg/天。这使得背景条件的良好知识非常重要，特别是随着检测器灵敏度的不断提高。背景成分之一与宇宙μ子有关，特别是μ子诱导的中子。详细的研究进行了雪绒花合作在这方面的介绍。这项活动包括GEANT 4模拟与完整的事件拓扑结构，以及一个专门的测量与一个新的中子计数器安装在2008年秋季在LSM（Alternatoire Souterrain de Modane，法国）。这个计数器被纳入现有的μ子否决系统，从而允许监测与入射μ子一致的中子。
2009-02-27 astro-ph.IM
Assessment of backgrounds of the ANAIS experiment for dark matter direct detection
在ANAIS（用碘化钠闪烁体进行年度调制）项目中，已经进行了大量的工作来表征碘化钠晶体的背景。本文对Alpha Spectra公司生产的三台12.5kg NaI（Tl）蒸发器的本底模型进行了计算。和操作的Canfranc地下实验室一起提出了评估的背景前景，为整个实验。基于定量活度的模型很好地描述了不同条件下从阈能到高能的测量光谱。在感兴趣的区域，晶体体污染是主要的背景源。~（210）Pb、~（40）K、~（22）Na和~ 3 H的贡献最大。通过在晶体基体或液体闪烁器Veto（LSV）中进行反符合操作，可以有效地抑制40 K和22 Na的辐射，通过改进晶体生产方法可以减少210 Pb的辐射，通过在生产过程中屏蔽宇宙射线可以减少3 H的产生。假设最后表征的探测器的活动，对于总质量为112.5 kg的9个晶体，在1至4 keV的区域内，预期的本底率为2.5计数/（keV kg d），通过使用LSV，本底率可以降低到1.4计数/（keV kg d）。
2016-07-22 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Study of Cosmogenic Neutron Backgrounds at LNGS
宇宙μ介子相互作用是地下探测器寻找稀有事件时背景的重要贡献者。通常，中子在这种背景中占主导地位，因为它们在否决系统中特别难以屏蔽和检测。由于实际的背景数据很少，没有很好的记录，模拟研究必须用于设计屏蔽和预测背景率。这意味着任何仿真代码的验证是必要的，以确保可靠的结果。这项工作研究的FLUKA模拟代码的验证，并报告了嵌入在水箱和液体闪烁体屏蔽液氩两相探测器的宇宙起源背景的模拟结果。
2012-10-09 astro-ph.IM physics.ins-det
The neutron veto of the XENONnT experiment: Results with demineralized water
本文报道XENONnT实验中子否决系统在去离子水阶段的首批结果，其中子探测效率达82%，对类WIMP中子信号标记效率达53%，显著抑制暗物质搜寻中的放射性中子本底。
2024-12-18 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
First Results from the DarkSide-50 Dark Matter Experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso
我们报告了DarkSide-50的第一个结果，这是一个直接搜索在地下大萨索国家实验室（LNGS）中运行的暗物质的项目，并搜索可能由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）引起的罕见核反冲。该暗物质探测器是一个有效质量为（46.4+-0.7）kg的液氩时间投影室，在30 t有机液体闪烁体中子否决器内运行，该中子否决器又安装在1 kt水切伦科夫否决器的中心，用于宇宙射线的剩余通量。我们在这里报告的空结果的暗物质搜索（1422+-67）千克d暴露与大气氩气填充。这是用氩靶进行的最灵敏的暗物质搜索，对应于WIMP质量为100 GeV/c^2时，WIMP-核子自旋无关截面的CL上限为90%，为6.1 × 10 ^-44 cm ^2。
2015-02-27 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
A FLUKA Study of $β$-delayed Neutron Emission for the Ton-size DarkSide Dark Matter Detector
在已发表的宇宙起源背景研究中，对一吨级暗物质暗物质的搜索，只考虑了与宇宙起源μ子或μ子诱导簇射相一致的瞬发中子背景，尽管不需要观测起始粒子。本论文现在报告的宇宙起源背景的规模从$β$ -延迟中子发射产生的宇宙起源活动在黑暗面的初步调查。该研究发现，探测器基准体积中$β$缓发中子的本底率约为< 0.1个事件/年。然而，需要进行详细的研究，以获得更准确的估计数。应将结果与DarkSide液体闪烁体内PMT的放射性背景事件率（0.2事件/年）进行比较。
2014-07-25 astro-ph.IM physics.ins-det
The electronics of the HEPD of the CSES experiment
中国地震电磁卫星（CSES）旨在为从空间监测地震做出贡献。这次空间任务由中国和意大利合作领导，将研究电磁性质的现象及其与地球物理活动的关系。这颗卫星将于2017年发射，将搭载几种仪器：两个磁力计、一个电场探测器、一个等离子体分析仪、一个朗缪尔探测器和高能粒子探测器（HEPD）。由意大利合作建造的高密度电子探测器将研究内范艾伦辐射带的时间稳定性，调查磁层、电离层和对流层电磁发射以及地震电磁扰动引起的被困粒子的沉淀。它由两层塑料触发器和一个热量计组成。入射粒子的方向由双面硅微带探测器的两个平面提供。HEPD能够分离电子和质子，并识别高达铁的原子核。HEPD还将研究宇宙射线的低能量成分。HEPD包括以下子系统：检测器、电子设备、电源和机械。电子学可分为三个模块：硅探测器、闪烁体探测器（触发、能量和否决探测器）和全局控制和数据管理。在本文中的HEPD的电子学和它的主要特点的描述将被提出。
2017-01-26 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The Electronics and Data Acquisition System of the DarkSide Dark Matter Search
通常从天文测量推断，暗物质（DM）约占宇宙能量密度的27%。如果DM是一种亚原子粒子，那么一个可能的候选者就是弱相互作用大质量粒子（WIMP），而黑暗面-50（DS）实验就是直接寻找WIMP-核碰撞的证据。DS位于意大利Gran Sasso国家实验室（LNGS）的地下，由三个活跃的嵌入式组件组成：外层水否决（CTF），液体闪烁体否决（LSV）和液氩（LAr）时间投影室（TPC）。本文介绍了DS探测器的数据采集和电子系统，旨在检测这种碰撞的剩余电离。
2015-01-22 astro-ph.IM physics.ins-det
A detection system to measure muon-induced neutrons for direct Dark Matter searches
μ子诱导的中子构成了许多低计数率实验（即直接寻找暗物质）中的重要背景成分。在这项工作中，我们描述了一个中子探测器来测量这种背景在地下实验室，在Modane的Souterrain的。该系统是基于1立方米的Gd-加载闪烁体，它是与符合μ子探测的EDELWEISS-II实验的μ子否决。该系统于2008年秋季安装，并通过了一系列调试测试，证明其功能齐全。数据采集工作正在持续进行，计数率已达到每天1 μ子感生中子的数量级。
2010-06-15 astro-ph.IM
A Balloon-borne Measurement of High Latitude Atmospheric Neutrons Using a LiCAF Neutron Detector
PoGOLino是一种基于中子探测器的中子探测器。其主要目的是为PoGOLite仪器提供关于高纬度平流层上部热能和非热能中子通量的数据。PoGOLite是一种球载硬X射线偏振仪，其主要背景源来自高能中子。没有对计划飞行纬度和高度的中子环境进行测量。此外，这种中子环境随着海拔、纬度和太阳活动而变化，这三个变量将在整个PoGOLite飞行过程中变化。PoGOLino由两个掺铕的锂钙铝氟化物（Eu：LiCAF）闪烁体组成，每个闪烁体夹在两个氧化锗（BGO）闪烁晶体之间，用于抑制γ射线和带电粒子产生的信号。这使得即使在高辐射环境中也可以测量中子通量。在两个单独的能带中子的测量是通过将一个LiCAF探测器内的一个缓和聚乙烯屏蔽，而第二个探测器保持未屏蔽。PoGOLino仪器于2013年3月20日从瑞典北部的Esrange航天中心发射到30.9公里的高度。探测器的设计和读出系统的描述。还将描述使用PLANETOCOSMICS和Geant 4对大气中子环境进行的一组详细模拟。在飞行过程中测得的中子通量的比较预测的基础上，这些模拟将提出和PoGOLite背景的后果将进行讨论。
2013-11-21 astro-ph.IM physics.ins-det
Design of a mobile neutron spectrometer for the Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS)
针对深地下实验室稀有事件搜寻的环境中子本底问题，设计了基于俘获门控谱学技术的LNGS移动式中子探测器，模拟验证其可在高γ本底下测量低通量环境中子，助力提升实验灵敏度。
2023-11-07 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Results from the first use of low radioactivity argon in a dark matter search
液态氩是一种明亮的闪烁体，具有强大的粒子识别特性，使其成为直接探测暗物质搜索的有吸引力的目标。DarkSide-50暗物质搜索报告了使用低放射性氩靶获得的第一个WIMP搜索结果。DarkSide-50是一个暗物质探测器，使用两相液氩时间投影室，位于Gran Sasso国家实验室。地下氩中的Ar-39含量比大气氩低（1.4 +- 0.2）× 10^3。我们报告了（2616 +- 43）kg/d数据的无背景空结果，累积超过70.9个存活日。当结合我们以前使用大气氩气的搜索时，90% C. L.基于在WIMP搜索区域中发现的零事件，WIMP-核子自旋无关截面的上限为2.0 x 10^-44 cm ^2（8.6 x 10^-44 cm ^2，8.0 x 10^-43 cm ^2），WIMP质量为100 GeV/c^2（1 TeV/c^2，10 TeV/c^2）。
2016-04-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Muon and Cosmogenic Neutron Detection in Borexino
Borexino是LNGS的液体闪烁体探测器，设计用于探测来自太阳、超新星、核反应堆和地球的中微子和反中微子。这些信号的微弱性质需要对低于几MeV的背景进行强抑制。所有探测器组件的非常低的固有放射性污染需要伴随着有效的识别μ子和μ子诱导的背景。μ子沿着其轨道通过探测器产生不稳定的核，其衰变可以模拟预期的信号;对于半衰期超过几秒的同位素，由μ子相关否决引起的死时间变得不可接受的长，除非其应用可以限制在μ子轨道上的子体积。因此，不仅以非常高的效率识别μ子，而且精确地重建它们的轨道对于实验的物理程序是至关重要的。Borexino内部探测器被一个外部水切伦科夫探测器包围，该探测器在完成这项任务中起着重要作用。检测器的设计原理和它们的实现进行了描述。采用的策略，以确定μ子进行审查，并评估其效率。整体μ子否决效率被发现是99.992%或更好。提出了自组织航迹重构算法。它们的性能测试对μ子事件的已知方向，如那些从CNGS中微子束，测试轨道可从一个专用的外部μ子跟踪器和宇宙μ子的角分布反映了当地的过载配置文件。获得的角分辨率为3-5度，横向分辨率为3 - 5 -50厘米，取决于交叉μ子的碰撞参量。实现有效地标记宇宙成因中子的方法也被提出。
2011-02-16 astro-ph.IM physics.ins-det
