PandaX-III: Searching for Neutrinoless Double Beta Decay with High Pressure Gaseous Time Projection Chambers
PandaX-Ⅲ（粒子和天体物理氙实验Ⅲ）实验将在中国锦屏地下实验室Ⅱ（CJPL-Ⅱ）寻找136 μ m的无中子双β衰变（NLDBD）。在实验的第一阶段，高压气体时间投影室（TPC）将包含200 kg、在10 bar下操作的90%的136氚富集气体。Microbulk Micromegas是一种细间距微图案气体探测器，将用于电荷读出，使我们能够以良好的能量和空间分辨率重建NLDBD事件的轨迹。仿真结果表明，该方法具有良好的背景抑制能力和跟踪信息。在本文中，我们将概述PandaX-III的最新进展，包括20 kg原型TPC的数据采集。
2017-10-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Dielectric Strength of Noble and Quenched Gases for High Pressure Time Projection Chambers
介电击穿强度是用于大型高压气体时间投影室的气体和混合物的关键性能指标之一。本文实验研究了几种重要的时间投影室工作气体和气相绝缘体在100 mbar ~ 10 bar压力范围内的介质击穿强度，气隙尺寸为0.1mm ~ 10 mm，所表征的气体包括氩气、氙气、CO2、CF 4以及90-10氩-CH 4、90-10氩-CO2和99-1氩-CF 4的混合气体。我们开发了一个理论模型，高压击穿的微物理模拟的基础上，使用PyBoltz电子群Monte Carlo结果作为输入汤森和米克放电标准。该模型在高压下具有高度的预测性，显著优于传统的Paschen-Townsend和Meek-Raether模型。在较低的压力-时间-距离，汤森类模型是一个很好的描述惰性气体，而米克类模型提供了一个高度准确的预测绝缘气体。
2021-07-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Proposal of a Geiger-type Single-Phase Liquid Xenon Time Projection Chamber as Potential Detector Technique for Dark Matter Direct Search
以液态氙为靶材料的双相时间投影室是直接寻找暗物质最成功的探测器之一，在过去的几十年里，它使寻找弱相互作用大质量粒子的灵敏度提高了近五个数量级。然而，在下一代暗物质搜索实验（$\sim$ 50吨敏感质量）中，对于双相液体氙时间投影室用作探测器，在达到足够高的漂移电子场强和足够低的背景速率方面，仍然存在很大的挑战。在这里，我们提出了一个单相液体氙时间投影室与探测器的几何形状类似的盖革计数器，作为一个潜在的探测器技术，为未来的暗物质搜索，权衡场的均匀性少孤立的电荷信号。初步的场模拟和信号重建研究表明，这种单相时间投影室在技术上是可行的，并具有足够好的信号重建性能，可用于暗物质的直接搜索。
2021-06-17 hep-ex physics.ins-det
A Novel Self-supporting GEM-based Amplification Structure for a Time Projection Chamber at the ILC
现代时间投影室越来越多地基于微图案气体检测器读出系统。本文介绍了一种气体电子倍增器箔的自支撑安装方法。它基于重量轻的陶瓷网格，并承诺以最小的死区和材料覆盖大的读出区域，同时确保平坦和机械稳定的安装。该结构已在时间投影室原型中进行了测试，使用宇宙μ子轨道。量化了安装结构对电荷测量、径迹重建和单点分辨率的影响。
2015-06-11 hep-ex physics.ins-det
Augmented Signal Processing in Liquid Argon Time Projection Chambers with a Deep Neural Network
液态氩时间投影室（LArTPC）是一种先进的中微子探测器技术，广泛应用于最近和即将到来的加速器中微子实验中。它具有低能量阈值和高空间分辨率，可以全面重建事件拓扑结构。在当前一代LArTPC中，记录的数据由漂移电离电子导线上的感应信号产生的导线上的数字化波形组成，其也可以被视为带电粒子轨迹的二维（2D）（时间与导线）投影图像。对于这样的成像检测器，一个关键步骤是信号处理，其从记录的2D图像重建原始电荷投影。我们首次在LArTPC信号处理中引入深度神经网络，以改善信号感兴趣区域的检测。通过结合领域知识（例如，匹配来自多个线平面的信息）和深度学习，该方法显示出比传统方法显著的改进。这项工作详细介绍了方法，软件工具，并与现实的检测器模拟评估的性能。
2020-11-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of spark probability of GEM detector for CBM muon chamber (MUCH)
研究了三重GEM探测器装置在高能簇射环境中的稳定性。为此，在淋浴环境中的火花概率相比，在π介子束的火花概率。
2015-03-31 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A Radial Time Projection Chamber for $α$ detection in CLAS at JLab
杰斐逊实验室研制了一种新的径向时间投影室（RTPC），用于跟踪低能核反冲，以测量专用核反应，如相干深虚康普顿散射和相干介子产生的$^4$ He。在这样的过程中，$^4$ He核在最终状态下保持完整，但是CEBAF大型接受光谱仪（CLAS）无法跟踪低能$α$粒子。在2009年，我们进行了测量，使用CLAS光谱仪补充的RTPC定位直接围绕气态$^4$ He目标，允许检测阈值低至12 $\sim$ MeV的$^4$ He。本文讨论了该实时PC的设计、工作原理、校准方法和性能。
2018-01-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Calibration of calorimetric measurement in a liquid argon time projection chamber
液态氩时间投影室为中微子物理研究和超标准模型物理的探索提供了高分辨率的事件图像和极好的量热分辨率。本文综述了影响探测器响应的主要物理过程，包括电子和场响应、空间电荷效应、电子与杂质的附着、扩散和复合等。我们描述了测量这些效应的方法，这些方法用于校准探测器响应并将测量的原始ADC计数转换为原始能量沉积。
2020-12-02 hep-ex physics.ins-det
soLenoid and time projectioN chAmber for neutron lifetime measurement -- LINA
在中子寿命的测量中，质子计数法和中子计数法之间存在1%的差异。本文提出了一种新的电子计数方法，该方法具有磁场，目标是0.1%的准确度，这将有可能探索的差异。
2016-03-21 nucl-ex physics.ins-det
Fiber-coupled Digital Photo Sensors for Large Time Projection Chambers
本文提出利用光纤耦合数字硅光电倍增管增强大型TPC的光探测与能量分辨率，以改善中微子事件重建和粒子识别。
2025-03-24 hep-ex physics.ins-det
Design, Construction, and Performance of the GEM based Radial Time Projection Chamber for the BONuS12 Experiment with CLAS12
本文介绍了为BONuS12实验开发的基于GEM的径向时间投影室，重点改进了圆柱形放大层的连续GEM箔设计和电极几何均匀性，死区面积小于1%。
2024-02-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance Of A Liquid Argon Time Projection Chamber Exposed To The WANF Neutrino Beam
我们提出的结果的第一次曝光的液体氩TPC的多GeV中微子束。这些数据是在CERN西区中微子设施（WANF）的CHORUS和NOMAD实验之间的50升ICARUS样室中收集的。我们讨论了仪器性能的检测器和它的能力，以确定和重建低多重中微子相互作用。
2006-09-25 hep-ex physics.ins-det
Directional fast neutron detection using a time projection chamber and plastic scintillation detectors
提出了一种基于中子时间投影室（TPC）和位置灵敏塑料闪烁探测器的定向快中子探测新方法。该探测系统仅使用中子TPC就能有效地定位4π视场的热点的近似位置。然后，系统使用TPC和闪烁探测器中的选定符合事件生成热点的高分辨率图像。使用Cf-252源构建并测试了原型。快速搜索的效率达到7.1 × 10 -3。采用简单反投影法进行高分辨率成像，角分辨率为7.8°（半高宽，FWHM）。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
A Time Projection Chamber for High Accuracy and Precision Fission Cross Section Measurements
裂变时间投影室（fissionTPC）是一种紧凑型（直径15 cm）双室MICROMEGAS TPC，设计用于对中子诱发裂变进行精确的截面测量。锕系元素靶被放置在中央阴极上，并用轴向穿过TPC的中子束照射，从而在靶中引起裂变。4 $π$接受裂变碎片和完整的带电粒子径迹重建是裂变TPC的强大功能，它将用于测量裂变截面和检查相关的系统误差。本文详细介绍了裂变TPC的设计要求、设计解决方案和初始性能。
2014-03-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Charge-Focusing Readout of Time Projection Chambers
时间投影室（TPC）在粒子物理、核物理和国土安全领域有着广泛的应用。对于具有高分辨率读出的TPC，读出电子器件通常主导最终检测器的价格。我们已经开发出一种新的方法，可用于构建大规模的探测器，同时限制必要的读出区域。通过用电场聚焦漂移电荷，我们将允许小面积的电子器件对大得多的检测器体积的粒子探测敏感。由此带来的成本降低在需要大规模探测器的研究领域可能很重要，包括暗物质搜索和特殊核材料的探测。我们目前的模拟使用的软件包加菲尔德的聚焦结构与原型TPC与像素读出。这种设计应该能够实现显著的聚焦，同时保持对入射粒子的方向灵敏度。我们还提出了第一个实验结果，并与模拟比较。
2013-04-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance study of a $3\times1\times1\mbox{ m}^3$ dual phase liquid Argon Time Projection Chamber exposed to cosmic rays
本文报道了用4吨（3 $\times$ 1 $\times$ 1~m $^3$）有效质量（体积）液态氩时间投影室（TPC）在双相模式下收集的宇宙线数据的分析结果。我们提出了一个详细的研究TPC的响应，其主要的检测器参数和性能。这些结果对于双相技术的理解和进一步发展非常重要，这要归功于对关键方面的验证，例如从液体到气体的电子提取及其通过整个一平方米读出平面的放大，增益稳定性，纯度和读出视图之间的电荷共享。
2021-04-16 hep-ex physics.ins-det
MicroBooNE: A New Liquid Argon Time Projection Chamber Experiment
液态氩时间投影室探测器非常适合研究中微子相互作用，并且是未来能够测量表征中微子振荡的参数的大质量探测器的一个有趣的选择。这些探测器将细粒度跟踪与量热法相结合，具有出色的成像和粒子识别能力。在这次演讲中，将介绍MicroBooNE实验的细节，这是一个175吨的LArTPC，将于2011年开始暴露于费米实验室的助推器中微子光束线。MicroBooNE区分电子和光子的能力使实验在低能中微子相互作用测量中具有独特的能力。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
Extraction efficiency of drifting electrons in a two-phase xenon time projection chamber
本文介绍了在两相氙时间投影室中，准自由电子从液相到气相的引出效率的测量。测量范围的电场从2.4到7.1千伏/厘米的液体氙，对应于4.5至13.1千伏/厘米的气态氙。提取效率继续增加，在最高的提取领域，这意味着额外的电荷信号，可以通过仔细的高电压工程的栅极阳极区域在两相氙探测器中获得。
2018-01-07 hep-ex physics.ins-det
The Yale liquid argon time projection chamber
在本文中，我们给出了一个在耶鲁大学设计，建造和运行的液氩时间投影室的全面描述。我们目前的结果，从校准运行的宇宙射线已被观察到的探测器，在美国的第一个。
2008-04-02 physics.ins-det
HERETIX: A Hermetic, Enriched, Rare-Event Time Projection Chamber in Xenon
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Münster（明斯特大学）
提出HERETIX，一种双嵌套时间投影室的多吨级液氙探测器，同时优化弱相互作用大质量粒子搜索和$^{136}$Xe无中微子双β衰变探测，通过密封蓝宝石容器实现超低本底，10年曝光后$0\ u\eta\eta$半衰期灵敏度达$3.2 \ imes 10^{28}$年。
2026-06-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A new method to search for highly ionizing exotic particles, monopoles and beyond, using time projection chamber
针对高电离粒子导致探测器饱和的问题，提出基于时间投影室的新探测方法，并验证了磁单极子触发案例。
2024-03-18 hep-ex physics.ins-det
ArgoNeuT: A Liquid Argon Time Projection Chamber Test in the NuMI Beamline
液氩时间投影室探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。在这些会议记录的细节ArgoNeuT试验束项目后，将简要介绍探测器技术。ArgoNeuT是一个175升的探测器，暴露在费米实验室的NuMI中微子束线下。在ArgoNeuT中观察到的第一个中微子相互作用将被呈现，以及对该数据样本进行的各种物理分析的讨论。
2009-10-18 hep-ex physics.ins-det
Gaseous and dual-phase time projection chambers for imaging rare processes
通过气体和双相时间投影室的稀有粒子相互作用的检测和成像的现代方法进行了讨论。我们介绍和研究它们的基本工作原理和使能技术资产。
2017-10-07 physics.ins-det
Beam induced space-charge effects in Time Projection Chambers in low-energy nuclear physics experiments
时间投影室（TPC）中的跟踪能力强烈地由漂移场的均匀性决定。离子回流在各种气体检测器中，主要由放大过程中的二次电离过程引起，长期以来一直被认为是漂移场失真的来源。本文报道了在用主动靶时间投影室（AT-TPC）进行的低能核物理实验中，漂移区一次电离过程引起的束流感生空间电荷效应。使用详细的电子输运模拟所观察到的效果的定性解释。由于离子迁移率是空间电荷效应中的一个关键因素，因此需要仔细优化气体特性。最后讨论了跟踪失真对跟踪算法性能的影响。
2019-07-17 nucl-ex physics.ins-det
Liquid-Argon Time Projection Chambers in the U.S
液态氩时间投影室（LAr TPC）探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。本次演讲将讨论最近美国在大规模千吨级探测器的LAr TPC技术开发方面的工作，包括ArgoNeuT（氩中微子测试）测试束项目的细节，该项目是一个175升的LAr TPC暴露于费米实验室的NuMI中微子束线。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
Digital imaging of charged particle track structures with a low-pressure optical time projection chamber
我们描述的第一个结果获得的轨道结构成像系统测量的电离拓扑结构的带电粒子在低压气体。该检测方法基于填充有低压三乙胺（TEA）的时间投影室（TPC）。电子，质子和较重的离子的电离轨道的图像，并进行了分析。
2004-10-27 physics.ins-det
Performance of a Time-Projection-Chamber with a Large-Area Micro-Pixel-Chamber Readout
研制了探测体积为23*28*31 cm ^3的微型时间投影室，并对其基本性能进行了测试。微TPC由一个探测面积为31*31 cm ^2的微像素室作为二维成像装置和一个有效面积为23*28 cm ^2的气体电子倍增器作为前置气体倍增器组成。微型TPC在50，000的气体增益下运行，并测量了能量分辨率和空间分辨率。
2007-01-08 physics.ins-det
High Rate Resistive Plate Chamber for LHC detector upgrades
在LHC实验中用作μ子探测器的标准酚醛树脂电阻板室（RPC）的探测率的限制已经阻止了在CMS和ATLAS探测器中的高速率区域中使用这种探测器。这些探测器的一种替代方案是用低电阻率玻璃板（$10^{10} {\rm Ω.cm}$）制成的RPC，DESY的射束测试表明，这种探测器可以在几千Hz/cm $^2$下以高效率（> 90%）工作。
2012-11-24 hep-ex physics.ins-det
A comparison between scintillation light Analog and Digital trigger for large volume Liquid Argon Time Projection Chambers
大体积液氩时间投影室（LAr-TPC）被用于中微子物理和稀有事件研究。这些探测器大多利用液态氩的闪烁光作为触发器。可以采用两种不同的方法来为这些检测器提供有效的触发系统，这依赖于对来自光电检测器（如光电倍增管或硅光电倍增器）的信号的模拟或数字处理。每种方法都有各自的优点和缺点，因此混合解决方案的实现可以从这两种方法中受益。为此，一个创新的电子板原型已被设计和提出用于大容量LAr-TPC探测器。
2020-04-10 hep-ex physics.ins-det
Beam particle tracking with a low-mass mini time projection chamber in the PEN experiment
国际PEN合作的目标是获得π介子电子衰变$π^+ \to e^+ν_e(γ)$（又名$π_{e2}$）的分支比，其相对精度为$5\times 10^{-4}$或更高。PEN装置包括多个检测系统，所有检测系统都对PEN事件重建贡献重要信息。本文讨论了用于π介子、μ介子和正电子束粒子跟踪的小型时间投影室（mTPC）的设计、性能和蒙特卡罗模拟。我们还审查了使用提取的轨迹坐标的分析，特别是在构建关键的可观测的判别背景过程中，并在最大限度地提高基准体积的目标，其中衰变事件顶点可以接受分支比提取，而不引入偏见。
2021-05-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Construction and Assembly of the Wire Planes for the MicroBooNE Time Projection Chamber
在本文中，我们描述了MicroBooNE时间投影室的读出平面是如何构造、组装和安装的。我们介绍了使用半自动绕线机的单根导线准备和导线载板的组装。给出了探测器框架上的导线安装和导线张紧的细节。严格的质量保证计划确保了读出平面的完整性。在施工和安装的所有阶段进行的不同测试为成功实现MicroBooNE线平面提供了关键信息。
2017-02-23 hep-ex physics.ins-det
Development of a time projection chamber with a sheet-resistor field cage
研制了一种采用商用电阻片的新概念时间投影室（TPC），并对其性能进行了测试。SR-microTPC由于其连续的薄层电阻率而具有产生比具有电阻链的常规TPC更均匀的电场的潜力，并且其生产将比常规TPC更容易。这项研究中使用的材料，Alumines-Vynilas，被发现是薄，透明和低放射性的。对宇宙μ子的性能测试显示出非常有希望的结果，包括展示了良好的跟踪性能。这种类型的TPC田间笼可以为广泛使用的常规田间笼提供替代方案
2019-04-09 hep-ex physics.ins-det
Cosmic Ray Test of Mini-drift Thick Gas Electron Multiplier Chamber for Transition Radiation Detector
在宇宙线测试系统中，对有效读出面积为10 $\times$ 10 cm $^{2}$、电离间隙为11.3 mm的厚气体电子倍增器（THGEM）室和两个常规气体电子倍增器（GEM）室进行了测试。厚的电离间隙使THGEM室成为小型漂移室。这种微漂移THGEM室被建议作为一个过渡辐射探测器（TRD）的一部分，用于识别电子离子对撞机（EIC）实验中的电子。通过该宇宙线测试，THGEM电离室在-3.65 kV下获得了大于94 $\%$的效率和220 $μ$ m的空间分辨率$\sim$。由于其出色的空间分辨率和厚电离间隙，THGEM室显示出出色的径迹重建能力。文中还介绍了THGEM腔的增益均匀性和稳定性。
2015-02-17 hep-ex physics.ins-det
Application of Time Projection Chambers with GEMs and Pixels to WIMP Searches and Fast Neutron Detection
本文介绍了在充气时间投影室中利用核反冲探测中性粒子的工作。我们采用气体电子倍增器（GEM）来放大信号和硅像素电子检测雪崩电荷。这些技术允许以低噪声、改进的位置和时间分辨率以及高效率来检测目标气体中的电离。我们回顾了前几年获得的实验结果，并报告正在进行的模拟研究和建设的第一个原型在夏威夷大学。我们还提出了使用这样的探测器进行方向敏感的搜索的WIMP暗物质和快中子从裂变材料的前景。
2012-06-11 hep-ex physics.ins-det
Numerical Modelling of Active Target Time Projection Chamber for Low Energy Nuclear Physic
开发基于流体动力学的数值模型模拟主动靶时间投影室，研究SAT-TPC原型机性能并优化束流与阳极读出方案，通过与粒子模型对比验证了模型有效性。
2024-09-24 nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the two-photon absorption cross-section of liquid argon with a time projection chamber
本文报道了在时间投影室（LAr TPC）探测器中激光诱导266 nm液态氩的多光子电离。由激光束产生的电子信号是用于校准和监测下一代大质量LAr TPC的强大工具。我们设计和测试的探测器使我们能够以前所未有的准确度和精度测量LAr的双光子吸收截面：sigma_ex=（1.24 \pm 0.10 stat \pm 0.30 syst）10^{-56} cm ^4 s {-1}。
2010-12-19 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Enhancing Neutrino Event Reconstruction with Pixel-Based 3D Readout for Liquid Argon Time Projection Chambers
在本文中，我们探讨了中微子事件重建的潜在改进，三维像素化读出可以提供一个二维投影线读出液氩时间投影室。我们在这两种设计的两种通用的理想化检测器配置中模拟和研究事件，使用深度卷积神经网络对每个样本中的事件进行分类，以比较最佳2D结果和最佳3D结果。在几乎所有的情况下，我们发现，3D读出提供更好的重建效率和纯度比2D投影线读出，与3D的优势是特别明显的更复杂的拓扑结构，如电子中微子带电电流事件。我们的结论是，使用3D像素化探测器可以显着提高未来的液态氩TPC实验物理计划，如DUNE的范围和影响。
2020-01-23 hep-ex physics.ins-det
First Demonstration of a Pixelated Charge Readout for Single-Phase Liquid Argon Time Projection Chambers
液态氩时间投影室（LArTPC）已被选定为未来的长基线深地下中微子实验（DUNE）。为了使LArTPC在DUNE的高多重性近探测器环境中工作，需要一种新的电荷读出技术。传统的电荷读出技术引入了固有的模糊性，结合缓慢的检测器响应，这些模糊性限制了LArTPC的性能，直到现在。在这里，我们提出了一种新的像素化电荷读出，使LArTPC的完整的3D跟踪能力。我们将电荷读出链的信噪比提高到14左右，并演示了由像素读出产生的3D空间点上的径迹重建。这种像素化的电荷读出使LArTPC成为DUNE近探测器复合体的可行选择。
2018-01-26 hep-ex physics.ins-det
Performance of the Cathode Strip Chamber endcap muon detectors in Run 2
自2012年LHC运行1结束以来，CMS阴极条室（CSC）端盖μ子探测器的最外环已被添加到CMS阴极条室（CSC）端盖μ子探测器中，CSC最内环的读出电子设备已被升级，以适应运行2中预期的更大亮度和碰撞能量。建造、安装和调试这些新的腔室和电子设备需要付出巨大的努力。本次演讲总结了此次升级期间所做的改进，并介绍了CSC探测器在运行2早期阶段的性能。
2015-10-29 hep-ex physics.ins-det
DNN-based Signal Processing for Liquid Argon Time Projection Chambers
针对液氩时间投影室中感兴趣区域识别的难题，提出将其转化为图像分割任务并采用U-ResNet架构的深度学习信号处理方法，性能优于传统方法且鲁棒性强，已被短基线中微子项目采用。
2025-10-27 hep-ex physics.ins-det
Negative ion Time Projection Chamber operation with SF$_{6}$ at nearly atmospheric pressure
我们提出的漂移速度和迁移率的一些创新的负离子气体混合物在近大气压的基础上SF $_{6}$作为电负性捕获剂和纯SF $_{6}$在不同的压力下，与NITEC检测器进行测量。NITEC是一种时间投影室，漂移距离为5 cm，由GEMPix读出，GEMPix是一种耦合到Quad-Timepix芯片的三层薄GEM，对55 $\times$和55 $μ$ m $^2$像素中每个像素上的沉积电荷直接敏感。我们的研究结果有助于扩大知识的创新使用SF $_{6}$作为负离子气体，并扩展到三重薄宝石负离子操作的可能性第一次。最重要的是，我们的研究结果显示了在610托下使用He：CF $_4$：SF $_{6}$进行负离子操作的可行性，为1巴下一代定向暗物质探测器打开了非常有趣的可能性。
2017-10-05 hep-ex physics.ins-det
Combination of two Gas Electron Multipliers and a Micromegas as gain elements for a time projection chamber
我们测量了一种新的组合的两个气体电子倍增器与Micromegas作为放大装置在高速率气体时间投影室使用的属性。这种设计的目标是最大限度地减少这种探测器的漂移体积中的空间电荷的积累，以消除标准的门控网格及其产生的死区时间，同时保持良好的跟踪和粒子识别性能。我们测量了正离子回流和能量分辨率在各种元素的增益和电场，使用各种气体，并另外研究了串扰效应和放电率。在增益为2000时，该配置实现了低于0.4%的离子回流和优于$^{55}$ Fe X射线的$σ/\text{E}=12\%$的能量分辨率。
2016-03-28 nucl-ex physics.ins-det
Space charge in liquid argon time-projection chambers: a review of analytical and numerical models, and mitigation methods
本文评述了电离探测器中的空间电荷问题，特别注意了液氩时间投影室的情况。沿漂移和横向重建坐标的影响的解析和数值描述。被认为是有限的电子寿命的情况下，双相离子反馈探测器，和探测器的漂移长度和宽度之间的小和可比的比率。两个设计解决方案，减轻影响进行了讨论。
2020-12-01 physics.ins-det
A Novel Electrical Method to Measure Wire Tensions for Time Projection Chambers
提出了一种新的电学方法来测量多丝漂移室中丝的张力。我们通过在交流信号（$V_{\rm AC} \pm V_{\rm DC}$）上叠加正负直流电压来偏置测试导线两侧的相邻导线，从而产生交变电场。所产生的导线振荡将在其固有频率处显示谐振，并且电容的相应变化将导致可测量的电流。该方案可扩展到多根导线，因此使我们能够在短时间内精确测量大量导线的张力。这种技术也可以应用在低温下，使其成为未来大型时间投影室（如DUNE探测器）的有吸引力的解决方案。我们提出的概念，一个例子的实施和它的性能在现实世界中的情况下，并讨论了电压和电线长度方面的系统的灵敏度的限制。
2018-09-24 hep-ex physics.ins-det
Cosmic Muon Detector Using Proportional Chambers
设计和建造了一套经典的多丝正比室，主要目的是有效地探测宇宙μ子。这些探测器的构造相对简单，同时成本低，使其成为教育目的的理想选择。探测器层对最小电离宇宙μ子的效率超过99%，其位置分辨率约为1 cm，即粒子轨迹清晰可见。直线轨迹的可视化是可能的，使用LED阵列，与识别和锁存的信号驱动显示器。由于腔室的特殊操作稳定性，该设计也可用于宇宙μ子望远镜。
2015-07-28 hep-ex physics.ins-det
Directional Fast Neutron Detection Using a Time Projection Chamber
利用氢气时间投影室测量反冲质子的三维轨迹和比电离，提供了入射快中子的方向信息。在这里，我们展示了定向快中子探测使用这样的设备。获得的宽视场和出色的伽马抑制表明，该设备非常适合于搜索特殊核材料等应用。
2010-10-07 physics.ins-det
TITUS: Visualization of Neutrino Events in Liquid Argon Time Projection Chambers
高能物理实验所记录的数据的数量和复杂性正在迅速增长，并且随着这些增长，可视化这些数据的难度也在增加。为了研究中微子（一种基本粒子）的物理学，科学家们使用了液态氩时间投影室（LArTPC）探测器等技术。LArTPC具有非常高的空间分辨率，可以分辨出许多来自中微子的基本粒子，这些粒子与探测器中的氩气相互作用。可视化这些中微子相互作用对于理解中微子的性质至关重要，而且还可以监测和检查探测器的条件和操作。基于这些想法，我们开发了TITUS，一种事件显示器，可以显示这些中微子探测器记录的图像。TITUS是一款软件，可以读取来自LArTPC探测器的数据（以及相应的模拟），并允许用户以多种方式探索这些数据。TITUS具有灵活性，可实现快速原型设计和定制。
2020-10-25 hep-ex physics.ins-det
Benefits of MeV-scale reconstruction capabilities in large liquid argon time projection chambers
使用真理水平的蒙特卡罗模拟的粒子相互作用在大量的液态氩，我们展示了物理能力，使重建拓扑结构紧凑和孤立的低能量的功能，或“光点”，在大型液态氩时间投影室（LArTPC）的事件。这些特征主要是由光子相互作用的电子产物沉积电离能产生的。LArTPC的光点识别能力是由其独特的大小，位置分辨率精度和低能量阈值的组合。我们表明，考虑在LArTPC物理分析重建的光点可以导致中微子和新的物理相互作用的量热法的实质性改善，并为最终状态的粒子范围内的能量从MeV到GeV规模。光点活动分析也表明，使相互作用的通道和最终状态的粒子类型之间的歧视。除了证明这些收益量热和歧视，光点重建能力和物理结果的一些限制也进行了讨论。
2020-10-21 hep-ex physics.ins-det
Development of time projection chamber for precise neutron lifetime measurement using pulsed cold neutron beams
在日本质子加速器研究中心（J-PARC）研制了一种用于中子寿命测量的新型时间投影室（TPC）。管理来自自然源和束放射性的大量背景事件是这种测量的一个具有挑战性的方面。为了克服这一问题，开发的TPC具有前所未有的功能，例如在支撑结构中使用聚醚醚酮板和覆盖有$^6$锂富集瓦片的内表面，以吸收异常中子。在本文中，新的TPC的设计和性能的详细报告。
2015-09-11 nucl-ex physics.ins-det
Machine learning method for $^{12}$C event classification and reconstruction in the active target time-projection chamber
本文研究利用VGG和ResNet机器学习模型对主动靶时间投影室中$^{12}$C激发态衰变事件进行分类与重建，ResNet-34分类精确率达0.99，ResNet-18重建能量分辨率优于77 keV，验证了机器学习方法在该类实验数据分析中的有效性。
2023-04-27 nucl-ex physics.ins-det
Upgrading the Inner Tracking System and the Time Projection Chamber of ALICE
欧洲核子研究中心的ALICE实验正在2019-2020年LHC的长周期2（LS 2）期间进行重大升级。关于中央枪管的关键要素是安装新的内部跟踪系统（ITS）和升级大型时间投影室（TPC）。TPC目前正在升级一个新的读出系统，包括新的基于GEM的读出室和新的前端电子设备，使我们能够在连续模式下操作它。基于CMOS单片有源像素传感器的新型ITS将显著提高碰撞参量分辨率和跟踪效率，特别是对于低横向动量的颗粒，以及读出速率能力。在下文中，将概述升级及其组装和调试状态。此外，还将对预计在2025-2026年LHC第三次长时间关闭的ITS升级计划进行展望。对于这次升级，最里面的三层可以用圆柱形探测器层代替，由弯曲的晶圆级CMOS传感器制成，以进一步降低材料预算并提高指向分辨率。
2020-02-02 hep-ex physics.ins-det
Charged particle track reconstruction with S$π$RIT Time Projection Chamber
本文介绍了一个能够对SPDMATHABMM RIT时间投影室记录的重离子碰撞事件进行径迹重建和分析的软件框架SPDMATHABMM RITROOT。将轨迹拟合工具包GENFIT和顶点重建工具包RAVE应用于箱式探测器系统。本文介绍了一种进行螺旋寻迹和处理重叠脉冲的模式识别算法。使用在RIKEN的放射性同位素束设施（RIBF）获得的实验数据的软件的性能进行了研究。本工作的重点是数据从$^{132}$ Sn + $^{124}$ Sn碰撞事件的电子束能量为270 AMeV。粒子识别是使用$\left<dE/dx\right>$和磁刚度，与π介子，氢同位素和氦同位素。
2020-01-11 nucl-ex physics.ins-det
Neutrino-hydrogen interactions with a high-pressure time projection chamber
我们研究了使用横向运动学不平衡技术检测多核目标中纯中微子-氢相互作用的想法[Lu等人，D 92，051302（2015）]在高压时间投影室（HPTPC）中进行。HPTPC具有全立体角接收能力、MeV级质子跟踪阈值、最先进的跟踪分辨率以及10 bar下的O（100 m^3）气体体积，可以为实现该技术提供机会。我们建议在TPC中使用富氢气体以实现具有大氢质量的高检测纯度。利用DUNE实验中的中微子束照射，每年可以实现10^4个中微子-氢事件，纯度超过90%，使用甲烷气体的HPTPC。在本文中，我们提出了一个系统的研究的事件率和纯度的各种氩烷烃混合物，并检查这些气体候选人的TPC跟踪相关的属性。
2020-08-26 hep-ex physics.ins-det
Continuous data acquisition for liquid argon time projection chamber neutrino detectors using FPGA-based real-time compression algorithms
液氩时间投影室（LArTPC）已被提议作为中微子探测器，它结合了大尺寸以最大化中微子相互作用的数量和详细记录的相互作用。以MHz采样率读出数千个通道产生具有毫米级分辨率的中微子-核相互作用的图像，从而能够识别产生的粒子，并提供多个手柄来测量它们的能量，但以牺牲大数据速率为代价。需要连续采集LArTPC数据，以便能够使用高延迟触发器来捕获非加速器射束事件。我们描述的情况下，连续读出的MicroBooNE LArTPC，授予的可能性，从超新星使用SNEWS（超新星预警系统）警报作为延迟触发获取中微子爆发。连续的数据采集是通过使用实时压缩算法（零抑制和霍夫曼压缩）实现在一个FPGA中的读出电子。
2019-09-06 hep-ex physics.ins-det
