Activities of the Korea ALICE group for the development and production of the next-generation silicon tracker
针对 ALICE 3 硅径迹探测器面积约达 ITS2 五倍带来的量产挑战，韩国 ALICE 小组开展传感器评估、自动化固晶组装与原型模块构建，以建立可扩展的批量生产流程。
2025-10-20 nucl-ex physics.ins-det
MADHAT: A Sensor Prototype for the ALICE 3 Outer Tracker
Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik (HISKP) Forschungs- und Technologiezentrum Detektorphysik (FTD) University of Bonn, Germany（波恩大学赫尔姆霍兹射线与核物理研究所（HISKP）探测器物理研究与技术中心（FTD））
ALICE 3升级计划制造新跟踪探测器，为解决相关问题开发了MADHAT传感器原型，它与最终传感器机械相同，集成加热元件和温度探头，用于研究温度分布、评估电路板设计及实践工业化，文中展示了其设计与首次测量结果。
2026-07-28 physics.ins-det
Characterization of tetrafluoropropene-based gas mixtures for the Resistive Plate Chambers of the ALICE muon spectrometer
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ALICE实验的μ子识别系统是基于电阻板室（RPC）探测器。这些RPC在所谓的最大雪崩模式下使用由正乙烷（C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$）、六氟化硫（SF $_{6}$）和异丁烷（i-C $_{4}$ H $_{10}$）制成的气体混合物操作。所有这些成分都是温室气体：特别是前两种气体，由于欧洲联盟最近的条例，已经逐步停止生产，其成本正在逐步增加。因此，为了减少RPC操作对环境的影响，并且出于经济原因，寻找新的生态友好的气体混合物变得极其重要。由于类似的化学结构，氢氟烯烃似乎是替代C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$的合适的候选物，这是由于它们非常低的GWP，尤其是具有商品名HFO 1234 ze的正丙烯（C $_{3}$ H $_{2}$ F $_{4}$）。为了确定符合未来几年ALICE环境运行要求的环保气体混合物，已经建立了一个专门的实验装置，对有前途的气体混合物进行研发研究。测量已经进行了一个小尺寸的RPC配备了前端的电子设备，提供信号放大，开发ALICE操作在高亮度后，LHC长2002。本文讨论了添加CO $_{2}$的HFO 1234 ze基混合物，以及i-C $_{4}$ H $_{10}$和SF $_{6}$在这种混合物中作为猝灭剂的作用。
2019-07-07 hep-ex physics.ins-det
Performance of the ALICE muon trigger RPCs during LHC Run I
大型离子对撞机实验（ALICE）研究在大型强子对撞机（LHC）的超相对论性重离子碰撞中，核物质向被称为夸克-胶子等离子体离子体的退禁闭相的跃迁。ALICE配备了一个μ子光谱仪，用于检测夸克偶素和重味粒子。光谱仪的触发系统由布置在四个检测平面中的72个RPC组成，总面积为140 m^{2}。在LHC运行的前三年，μ子触发系统在pp，Pb-Pb和p-Pb碰撞中完全运行。给出了RPC在整个数据采集周期的性能和稳定性，并讨论了效率、暗计数率、暗电流和团簇大小等参数。
2014-06-13 hep-ex physics.ins-det
Calibration of the photon spectrometer PHOS of the ALICE experiment
本文介绍了ALICE实验中高粒度电磁量能器PHOS的能量刻度过程。讨论了相对增益校准、几何校准和相应的绝对能量标度修正、非线性修正系数的获得以及时间相关校准修正的计算方法，并以$\sqrt{s}$ = 13 TeV质子-质子（pp）碰撞中的PHOS性能为例进行了说明。经过所有修正后，对$p_{\rm{T}} > 1.7$ GeV/ $c$的$π^0$和$η$介子的质量分辨分别为$σ_m^{π^0} = 4.56 \pm 0.03$ MeV/ $c^2$和$σ_m^η = 15.3 \pm 1.0$ MeV/ $c^2$.
2019-11-08 physics.ins-det
Construction, Commissioning, and Installation of the Cylindrical GEM Inner Tracker of the BESIII Experiment
针对BESIII内径迹探测器老化问题，本文介绍基于圆柱形GEM技术的新探测器CGEM-IT的建造、调试与安装过程，旨在提升空间分辨率并确保数据采集持续至2030年。
2025-05-27 hep-ex physics.ins-det
Upgrade and commissioning of the ALICE muon spectrometer
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的大型离子对撞机实验（ALICE）旨在研究超相对论能量下的质子-质子和重离子碰撞。该实验的主要目标是评估夸克-胶子等离子体的性质，这是一种夸克和胶子在极端温度和能量密度条件下被释放的物质状态。在LHC的长期关闭期间，ALICE正在对其设备进行重大升级，考虑到LHC运行3，计划于2022年开始。这次升级将使一个新的雄心勃勃的高精度测量方案得以部署。此外，探测器将不得不应对增加的碰撞率，在Pb-Pb碰撞中，碰撞率将高达50 kHz。对于μ子谱仪（MS），ALICE正在实施新的硬件和软件解决方案。安装一个新的顶点跟踪器，μ子前向跟踪器（MFT），在接受MS将改善目前的测量，并使新的。它将允许人们在ALICE中第一次在前向快度区域中分离出对charmonia横截面的瞬发和非瞬发贡献。在MFT中重建的μ子轨道与MS中的μ子轨道的匹配将增加覆盖宽范围的横向动量到pT = 0的顶点能力，并将显着提高不变质量分辨率，从而更好地分离J/psi和psi（2S）状态。此外，将升级μ介子跟踪系统（阴极垫室）和μ介子识别系统（电阻板室）的前端和读出电子设备，以优化探测器在新运行条件下的性能。MS升级的详细描述，以及与宇宙射线和第一个LHC光束的调试结果，将在这次演讲中介绍。
2022-10-22 physics.ins-det
The ALICE detector and trigger strategy for diffractive and electromagnetic processe
大型强子对撞机（LHC）的ALICE探测器由一个中心桶，一个μ子光谱仪，零度量热计和用于触发目的和事件分类的附加探测器组成。描述了用于测量衍射和电磁过程的主要探测器系统。这种测量的触发策略概述。通过讨论Odderon的可能特征，提出了在LHC上研究衍射和电磁过程的物理潜力。
2008-07-09 hep-ex physics.ins-det
Recent results and upgrade of the ALICE muon spectrometer
本研究介绍CERN LHC上ALICE实验μ子谱仪的升级：新增MFT探测器提升前向快度区物理性能，结合Run 3更高的对撞速率与数据量，展示升级后的预期性能与初步结果，助力QGP性质研究。
2024-10-31 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of the ALICE muon trigger system in pp and Pb/en-dashPb collisions at the LHC
ALICE μ子谱仪研究夸克偶素和开放重味粒子的产生。它配备了一个由电阻板室组成的触发系统，通过应用基于横向动量的μ子选择，最大限度地减少了轻强子衰变的背景。该系统在LHC运行I期间一直在持续获取数据;在LHC关闭期间1，它经历了维护和整合操作。在LHC运行II的第一年，该系统完全重新投入使用，参与了pp和Pb/en-dashPb碰撞的数据采集。整个最后的数据采集期间的系统的性能。
2016-05-11 hep-ex physics.ins-det
Level-1 jet trigger hardware for the ALICE electromagnetic calorimeter at LHC
LHC的ALICE实验配备了一个电磁量热计（EMCal），旨在提高其测量喷流的能力。此外，EMCal能够触发高能射流。在先前为光子分光计0级触发器所做的开发的基础上，设计了一种特定的电子升级，以便能够快速触发高能喷流（1级）。通过使用最新一代的FPGA，可以处理26 Gbit/s的瞬时输入数据速率，并在不到4 μs的时间内处理它，使这一发展成为可能。
2010-12-08 hep-ex physics.ins-det
ALICE HLT TPC Tracking of Pb-Pb Events on GPUs
CERN ALICE实验的在线事件重建需要处理能力，以超过200 Hz的速率处理中心Pb-Pb碰撞，对应于约25 GB/s的输入数据速率。在时间投影室（TPC）中重建粒子轨迹是计算最密集的步骤。TPC在线跟踪器的实现结合了元胞自动机和卡尔曼滤波器的原理。图形卡（GPU）的使用加速了这一过程。流水线处理允许并行地在GPU上执行跟踪、在CPU上执行数据传输和预处理。为了使CPU的预处理和后处理与GPU保持同步，流水线使用多个线程。在多个阶段中的跟踪的分裂搜索短的局部轨道段，首先提高数据的局部性，使算法适合于在GPU上运行。由于特殊的优化，这一行动方针并不次于全局方法。由于非关联浮点运算，GPU和CPU跟踪器的二进制比较是不可行的。一个轨道的轨道和集群的集群比较显示了99.999%的一致性。在目前的硬件条件下，GPU跟踪器的性能比CPU版本高出约三倍，使处理器仍可用于其他任务。
2017-12-26 physics.ins-det
The new truly cylindrical tracker for the ALICE ITS3
Università di Torino（都灵大学）
ALICE ITS3 新型跟踪器采用更轻的材料和改进的传感器技术，提升空间分辨率和辐射耐受性，同时降低材料预算。
2025-12-09 physics.ins-det
Large Size GEM for Super Bigbite Spectrometer (SBS) Polarimeter for Hall A 12 GeV program at JLab
我们报告的R&D努力在设计和建造的大尺寸气体电子倍增器（GEM）的质子偏振器后跟踪器（BT）的超级大比特光谱仪（SBS）在大厅A在托马斯·杰斐逊国家实验室（JLab）。SBS BT GEM跟踪器由两组5个尺寸为60 x 200 cm2的大型GEM xchamber组成。GEM腔室是四个GEM模块的垂直堆叠，每个模块的有效面积为60 x 50 cm2。我们已经建造并测试了几个原型，SBS BT的GEM模块的建造正在进行中。我们在本文中描述的设计和建造的GEM模块原型，以及在我们的探测器实验室和费米国家实验室（Fermilab）在测试束进行的测试性能的初步结果。
2015-02-07 physics.ins-det
Performance of Calorimetry in ALICE
大型强子对撞机的ALICE实验研究了标准模型中pp、pA和AA碰撞的强相互作用部分。在物理学计划的范围内，ALICE中的光子，中性介子和喷流的测量由两个电磁量热计进行。由钨酸铅晶体组成的精确和高粒度光子光谱仪（PHOS）以及宽孔径铅闪烁体采样量热计（EMCal）提供了宽运动学范围内光子可观测量的补充测量。量热计触发系统使实验能够有效地利用全部交付的光度，记录用高能光子和喷流增强的数据样本。本文讨论了ALICE电磁量能器在质子-质子到重离子碰撞系统中的性能，并用ALICE电磁量能器系统所收集的数据进行了物理分析。
2018-09-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Development of Compact Muon Spectrometer Using Multiple Pressurized Gas Cherenkov Radiators
在粒子物理和μ子应用中，高分辨率μ子动量测量能力不仅在提供关于亚原子粒子性质的有价值信息方面，而且在提高宇宙射线μ子的利用率方面发挥着重要作用。通常，μ子动量是通过使用强磁场和μ子跟踪器重建弯曲的μ子路径来测量的。或者，飞行时间和切伦科夫环成像器不太频繁地应用，特别是当需要避免磁场时。然而，测量分辨率远低于磁谱仪，约为20%，而使用磁铁和跟踪器时，测量分辨率接近4%或更低。在这里，我们提出了一个不同的范例来估计μ子动量，利用多个加压气体切伦科夫辐射。利用气体介质的折射率随其压力和温度而变化的事实，我们可以优化检测μ子信号的μ子切伦科夫阈值动量水平。通过分析每个切伦科夫辐射体的光子信号，我们证明了在0.1 ~ 10.0GeV/c动量范围内，μ子动量的平均分辨率为{sigma_p}/p < 20%，平均分类率为90.08%.我们预计，我们的新光谱仪将显着提高成像质量，并通过与现有仪器相结合，减少宇宙射线μ子应用中的扫描时间。
2022-06-06 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Silicon Sensors for Trackers at High-Luminosity Environment
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机加速器的计划升级，即大型强子对撞机的高光度（HL）阶段（预计2023年的HL-LHC），将导致比目前跟踪系统设计的更强烈的辐射环境。ALICE、ATLAS、CMS和LHCb实验中的全硅中央跟踪器所需的升级将包括更高的粒度和辐射硬传感器。新传感器的辐射硬度必须比LHC探测器高出大约一个数量级。为了解决这个问题，CERN RD 50合作项目“用于超高亮度对撞机的抗辐射半导体器件的开发”正在进行大规模的研发计划，以开发具有足够辐射耐受性的硅传感器。研究课题包括改进传感器材料的固有辐射耐受性和新颖的探测器设计，这些设计具有降低捕获概率（减薄和3D传感器）、最大化敏感区域（有源边缘传感器）和增强载流子生成（具有固有增益的传感器）等优点。本文将介绍几种探测器技术和硅材料在HL-LHC预期辐射水平下的测量和TCAD模拟的最新结果。
2015-03-12 hep-ex physics.ins-det
The NA62 GigaTracKer: a low mass high intensity beam 4D tracker with 65 ps time resolution on tracks
GigaTracKer（GTK）是CERN NA 62实验的光束光谱仪。该探测器具有具有挑战性的设计规格，特别是峰值粒子通量高达2.0 MHz/mm $^2$，单次命中时间分辨率小于200 ps，每个跟踪平面的材料预算为0.5% X $_0$。为了满足这些要求，特别是在硅混合时间戳像素技术和微通道冷却领域采用了新技术。本文介绍了检测器的设计和实现的性能报告。
2019-07-16 hep-ex physics.ins-det
Equations for solar tracking
微量气体对太阳光的直接吸收可以用来量化它们并研究大气化学。在这样的实验中，主要的光学仪器通常是光栅或傅里叶变换光谱仪。还需要一个基于电动旋转镜的太阳跟踪器来沿着光谱仪轴引导光线，以校正太阳的视旋转。计算给定时间和位置的太阳方位角和高度角可以以高精度实现，但是在定位反射镜时，实际上会出现不同的角度偏移源。几乎总是需要使用靠近光谱仪的光位置传感器对电机进行反馈。本文旨在收集使用广泛使用的太阳跟踪器所需的主要几何公式，该跟踪器基于两个45°反射镜，在光谱仪上安装有光传感器，并以我们小组为大气研究开发的跟踪器来说明它们。
2013-11-11 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.ins-det
Deployment of the readout electronics for the BESIII Cylindrical GEM Inner Tracker
北京谱仪（BESIII）是位于北京正负电子对撞机（BEPCII）的实验装置。最近批准的BESIII数据采集的十年延长促使BEPCII对撞机的升级计划，该实验和一些子探测器组成的光谱仪。目前的内部漂移室正在遭受老化，已经提出用基于圆柱形气体电子倍增器（CGEM）技术的检测器来代替它。CGEM内跟踪器（CGEM-IT）由三层同轴GEM组成。轻量级跟踪器旨在恢复效率并改善z确定和二次顶点位置重建，从而获得更好的性能和更长的使用寿命。研制了一种新型CGEM探测器读出系统，包括一种新的ASIC，称为TIGER（Torino Integrated GEM Electronics for Readout），用于放大和放大CGEM信号。TIGER输出的数据由第一个基于FPGA的模块GEM读出卡收集和处理，该模块负责配置和控制前端ASIC。第二个基于FPGA的模块GEM数据集中器（GEM DC）构建事件包并将其传输到BESIII数据采集系统。在这篇论文中，我将描述整个定制电子链设计的CGEM-IT，以达到预期的性能。我的工作的结构，连同在探测器上进行的测量的结果和与宇宙射线的检测和测试束下获得的数据的分析。
2021-11-16 physics.ins-det
Development and operation of the CGEM Inner Tracker for the BESIII experiment
北京谱仪（BESIII）实验的数据采集延长至至少2030年，导致加速器和探测器都进行了升级。一个创新的圆柱形气体电子倍增器（CGEM）正在建设中，以升级内部跟踪器，这是遭受老化。CGEM内部追踪器（CGEM -IT）旨在恢复效率并增强次顶点位置的重建。在1 T的磁场中的重建需要模拟读出和对优于5 ns的时间分辨率的电子贡献。整个系统由大约10，000个电子通道组成，CGEM-IT最内层必须保持14 kHz/条带的峰值信号命中率。CGEM读出系统基于创新的TIGER ASIC，该ASIC采用110 nm CMOS技术制造。一个特殊的读出链组成的GEM读出卡（GEMROC）的数据采集开发。自2020年1月以来，三层中的两层配备了最后的电子设备，一直在北京运行，在一个测试设施中收集宇宙射线数据，由于疫情，该测试设施由意大利集团远程控制。由于无法对圆柱形探测器进行进一步测试，2021年7月，在CERN进行了一次测试，最终的电子配置在一个由四个三重GEM平面探测器组成的小型原型上。在本报告中，将介绍CGEM-IT项目的总体状况，特别强调测试梁数据收集的结果。
2022-12-21 hep-ex physics.ins-det
The ALICE Experiment Upgrades
ALICE实验在2019年至2021年期间受益于长周期，以扩大其物理能力，并充分受益于运行3中LHC亮度的增加。内部跟踪系统已被一个基于MAPS技术的新硅跟踪器所取代，在μ子谱仪前面增加了一个新的跟踪装置，以提高其顶点能力。用于TPC读出的线室已被新的GEM探测器取代，这将最大限度地减少离子回流，并允许连续数据采集：此外，还安装了一个专门用于快速触发的新探测器阵列。在软件方面，增加了新的第一遍重建，以处理和减少数据流和存储。这些升级将与未来ALICE升级的展望一起提出，鉴于LHC运行4，其中将包括用升级的硅器件和高粒度电磁和强子量能器（FOCAL）替换ITS内部跟踪层。
2022-01-21 physics.ins-det
A Compact High-Resolution Muon Spectrometer Using Multi-Layer Gas Cherenkov Radiators
在粒子物理学和宇宙射线μ子应用中，高分辨率μ子动量测量能力不仅在提供有关亚原子粒子性质的有价值信息方面，而且在提高μ子的利用率方面发挥着重要作用。目前，μ子动量是通过使用强磁场和μ子跟踪器重建μ子路径来估计的。或者，飞行时间或多库仑散射技术不太频繁地应用，特别是当需要避免使用磁场时。然而，测量分辨率比磁谱仪低得多，在0.5至4.5 GeV/c的μ子动量范围内约为20%，而使用磁铁和跟踪器时则接近10%或更低。在这里，我们提出了一个不同的范例来估计μ子动量，利用多层加压气体切伦科夫辐射。利用气体折射率随压力和温度变化的事实，我们可以优化μ子切伦科夫阈值动量，μ子信号将被检测到。通过对切伦科夫辐射光信号的分析，我们证明了在0.1 ~ 10.0GeV/c的范围内，对于大量的辐射体，μ子的实际动量可以用± 0.05GeV/c的最小分辨率来估计。结果还表明，我们的谱仪在0.1至10.0 GeV/c的动量范围内对μ子动量进行了正确分类（~87%分类率）。我们预计我们的新光谱仪将提供一个替代笨重的磁铁，而不会降低测量分辨率。此外，我们预计它将显着提高成像质量或减少宇宙μ子应用中的扫描时间，通过与现有仪器相结合。
2021-11-17 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Front-end electronics for ALICE dimuon trigger RPCs
一个专用的前端电子已经开发的触发室的ALICE μ子光谱仪，将在未来的大型强子对撞机在欧洲核子研究中心。这些触发室是基于RPC（电阻板室）工作在流光模式。电子通道的数量（约21000）和RPC脉冲信号具有特定特性的事实，导致使用新的鉴别技术设计8通道前端ASIC。介绍了ASIC的工作原理，讨论了其抗辐射性能。特别强调了约4000个芯片的生产特性。
2005-01-07 hep-ph physics.ins-det
Operation and performance of the ALICE Muon IDentifier RPCs during LHC Run3
本文评估ALICE在LHC Run 3升级后，MID阻性板室以低增益、无触发连续读出模式运行的稳定性与性能。
2025-02-19 hep-ex physics.ins-det
Calibration and Performance of the Upgraded ALICE Inner Tracking System
本文介绍了ALICE实验升级后的ITS2像素径迹探测器的校准流程与运行性能，该探测器基于MAPS技术，将碰撞参数分辨率提升至约30 μm，并在LHC Run 3中实现了高质量数据采集。
2024-09-29 hep-ex physics.ins-det
AMS tracking in-orbit performance
AMS-02是一台高精度磁谱仪，用于测量GeV至TeV能量范围内的宇宙射线。它的跟踪器由九层双面硅微带传感器组成。它们被用来定位宇宙射线在0.14 T磁场的圆柱形磁铁的轨迹，从而测量它们的刚度$p/Z$和电荷符号。此外，它们还提供绝对电荷$|Z|$的高分辨率测量。该探测器的设计是在空间工作，每次撞击的位置分辨率约为10 $μ$ m，电荷识别能力高达$Z=26$。在这次演讲中，我描述了该探测器组件的轨道性能及其对光谱仪整体性能的影响。
2015-09-07 hep-ex 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
Multi-Wire 3D Gas Tracker for Searching New Physics in Nuclear Beta Decay
在低能前沿进行的超越标准模型（SM）的新物理学研究是对在高能对撞机上进行的实验的补充。在低能量下测试SM和超越SM的方法中，有核和中子β衰变中的精确谱形和相关系数测量。为了研究β谱形状中的微小效应，我们建造了一台特殊的谱仪。它由一个3D低压气体跟踪器（带有六边形单元的漂移室，在两个导线端部读出信号）和塑料放电器组成，用于触发数据采集和β粒子能量记录。表征过程的结果表明，在一系列实验中使用这样的气体跟踪器的可能性与低能量的电子，最小的运动学恶化的β粒子跟踪是有益的。该技术也计划应用于中子衰变相关实验。在本文中，第一次应用这种跟踪器在高精度β谱形状的研究进行了讨论。介绍了测试技术、调试结果和未来展望。
2018-10-05 physics.ins-det
FPGA Online Tracking Algorithm for the PANDA Straw Tube Tracker
介绍了一种基于FPGA的在线跟踪算法，用于PANDA谱仪的螺线管场螺旋线轨道重建。该算法采用4636根吸管的吸管跟踪器探测器，包括一个复杂的跟踪器和一个跟踪器。该算法在Xilinx Virtex-4 FX 60 FPGA芯片上进行了测试，采用不同类型的事件，以不同的事件率。对于平均6个带电磁道，每个事件的处理时间为7 $μ$ s。在1GeV/c处，$p_t$（$p_z$）的动量分辨率约为3%（4%）.与在2.26 GHz单核Intel Xeon E5520 CPU芯片上运行的算法相比，处理时间提高了3个数量级。该算法可以处理严重重叠的事件，这是典型的交互率超过10 MHz。
2016-06-23 physics.ins-det
Calibration of the Upgraded ALICE Inner Tracking System
ALICE实验已经用一个由24000多个单片有源像素传感器芯片组成的7层像素跟踪器取代了它的内部跟踪系统，以满足LHC运行3的物理程序的要求。升级后的内部跟踪系统（ITS 2）已在LHC长时间关闭2期间安装在ALICE实验中，并于2022年7月开始在运行3开始时采集数据，质子-质子碰撞的能量为$\sqrt{s}$ = 13.6 TeV。它拥有125亿像素，是迄今为止在高能物理实验中安装的最大像素探测器。为了保证稳定的操作和始终如一的高数据质量，必须对探测器进行定期校准。校准程序的主要部分包括像素阈值的调谐和后续测量以及噪声通道的确定。特别是阈值扫描的复杂性与像素数量呈线性关系，这就是为什么ITS 2的阈值扫描是一个前所未有的挑战。这项工作描述了架构的校准框架，它已经开发使用的ITS 2和ALICE数据处理层的探测器控制系统。第一阈值和噪声校准的结果进行了现场显示。
2023-02-01 physics.ins-det
The tracking detector of the FASER experiment
FASER是一个新的实验，旨在寻找新的轻弱相互作用长寿命粒子（LLP），并研究在欧洲核子研究中心的LHC碰撞的非常前沿区域的高能中微子相互作用。实验装置位于ATLAS相互作用点下游480米处，与光束碰撞轴对齐。FASER探测器包括四个由硅微带探测器构成的相同跟踪站。其中三个跟踪站组成了一个跟踪光谱仪，使FASER能够检测仪器内部LLP衰变的衰变产物，而第四个站用于中微子分析。该光谱仪自2021年3月起安装在LHC综合体中，而第四个站尚未安装。FASER将在LHC于2022年初恢复运行时开始物理数据采集。本文介绍了跟踪光谱仪的设计、建造和测试，包括相关的部件，如机械、读出电子学、电源和冷却系统。
2022-05-31 hep-ex physics.ins-det
Performance of the RPC-based ALICE muon trigger system at the LHC
ALICE（A Large Ion Collider Experiment）的前向μ子谱仪配备有由电阻板室（RPC）的四个平面制成的触发系统，其布置在两个站中，每个站具有两个平面，总面积约为140 m2。该系统提供了具有合适的横向动量选择的单μ子和双μ子触发器，针对夸克偶素和开放重味的物理学进行了优化。在大型强子对撞机数据采集的前两年（2010年和2011年），72个RPC在pp和Pb-Pb碰撞中都以高度饱和的雪崩模式运行。积分电荷平均约为1.3 mC/cm 2，最暴露的探测器为3.5 mC/cm 2。本文介绍了两个主要结果。第一个结果是RPC性能的确定，特别关注的主要检测器参数，如效率，暗电流和暗速率的稳定性。第二个结果是测量μ子触发性能在Pb-Pb碰撞在sqrt（s_NN）= 2.76 TeV，在触发决策逻辑的可靠性和稳定性。
2012-11-08 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance and aging studies for the ALICE muon RPCs
本研究回顾了LHC Run2期间ALICE μ子RPC的性能稳定性，针对暗电流上升问题开展氩等离子体老化测试，为升级阶段的探测器更换决策提供依据。
2021-01-28 hep-ex physics.ins-det
Progress in developing a spiral fiber tracker for the J-PARC E36 experiment
本文报道了日本质子加速器研究中心（J-PARC）E36实验用螺旋光纤跟踪器（SFT）的最新进展。这个正K介子衰变实验的主要目标是使用停止的K介子束，测试轻子味普适性，以寻找粒子物理学标准模型之外的物理。对于这个实验，我们目前正在升级的E246设备，其中包括超导环形光谱仪以前使用的高能加速器研究组织（KEK），日本。进行高精度测量将依赖于有效地检测和跟踪带电粒子（即，正μ子和正电子）。与现有的三层多丝正比室相结合，SFT包括四层带，每层包含1 mm直径的双包层塑料包层光纤;带以两个螺旋缠绕在探测器系统中心的K介子停止目标周围。闪烁光子由多像素光子计数器读出，该多像素光子计数器通过透明光纤延伸部连接到闪烁光纤。初步的台架测试表明，原型两层光纤带具有99.6%的检测效率在1-光电子阈值。最后，SFT成功地组装在靶座周围。
2014-11-25 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Fast TPC Online Tracking on GPUs and Asynchronous Data Processing in the ALICE HLT to facilitate Online Calibration
ALICE（大型重离子实验）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的四个主要实验之一，LHC是当今世界上最强大的粒子加速器。高级触发器（HLT）是一个大约200个节点的在线计算场，它实时重建ALICE探测器测量的事件。HLT使用自定义的在线数据传输框架在计算节点之间分发数据和工作负载。ALICE采用几个校准敏感子探测器，例如TPC（时间投影室）。为了精确重建，HLT必须在线执行校准。在线校准可以使某些离线校准步骤过时，从而可以加快离线分析。展望2020年开始的ALICE Run III，在线校准成为必要。用于轨道重建的主要检测器是TPC。重建TPC中的轨迹是事件重建过程中计算量最大的步骤。因此，快速跟踪实现是非常重要的。重建的TPC轨道为校准奠定了基础，使快速在线跟踪成为强制性的。我们提出了几个组件开发的ALICE高电平触发器执行快速事件重建，并提供在线校准所需的功能。第一个课题是提出一种基于元胞自动机和卡尔曼滤波器的TPC跟踪器，它采用GPU来加速处理。我们的TPC跟踪算法已在2011年和2012年成功用于铅-铅和质子-铅运行。我们对它进行了改进，以利用新GPU的功能，并将其移植到支持OpenCL，CUDA和CPU的单一通用源代码中。这使我们独立于供应商。作为第二个主题，我们提出了在线校准所需的框架扩展。...
2017-12-26 physics.ins-det
A Cylindrical GEM Inner Tracker for the BESIII experiment at IHEP
北京电子能谱仪III（BESIII）是一个多用途探测器，收集北京高能物理研究所主办的北京正负电子对撞机II（BEPCII）碰撞提供的数据。自运行以来，BESIII收集了世界上最大的J/π和π（2s）样品。由于亮度增加到其标称值10^33 cm-2 s-1和老化效应，MDC在第一层的效率相对于2014年的值降低了35%。由于BESIII必须收集到2022年的数据，并有机会继续到2027年，意大利合作提出用三个独立的圆柱形三重GEM（CGEM）层取代MDC的内部部分。CGEM-IT项目将部署几个新的功能和创新方面的其他目前基于GEM的探测器：μTPC和模拟读出，与时间和电荷测量将允许达到130 μm的空间分辨率在1 T磁场的BESIII合作的要求。在本程序中，将介绍项目状态的更新，特别关注带有测试梁数据的平面和圆柱形原型的结果。这些结果超出了磁场中GEM技术的现有技术水平。
2018-07-02 hep-ex physics.ins-det
Commissioning and first performances of the ALICE MID RPCs
本文介绍ALICE实验在LHC Run 3中将μ子触发系统升级为MID，采用FEERIC前端电子学以降低RPC老化并提升计数率能力，并报告调试阶段RPC的性能结果。
2022-11-21 nucl-ex physics.ins-det
Performance of a resistive plate chamber equipped with a new prototype of amplified front-end electronics
ALICE是大型强子对撞机实验，致力于研究重离子碰撞。在前向快度下，μ子谱仪可以从低质量介子、夸克偶素、开重味强子以及弱玻色子中探测μ子。利用由72个阻性板室（RPC）组成的触发系统实现了基于横向动量的μ子选择。对于LHC运行1和正在进行的运行2，RPC已经配备了称为ADFEE的非放大FEE。然而，考虑到运行3（2021-2023）预期的亮度增加，已经探索了使用放大的FEE的可能性，以便通过减少每次撞击的电荷来改善计数率限制并防止探测器老化。这种新型电子学的原型（FEERIC）在装备ALICE洞穴中的一个RPC之前已经被开发并首先用宇宙射线进行了测试。本文将回顾装备这种新型FEE的RPC的最重要的性能指标-效率、暗电流、暗率、团簇尺寸和总电荷-并与ADEIC读出的其他指标进行比较。在5和13 TeV的pp碰撞和在5 TeV的Pb-Pb碰撞中。
2016-06-24 hep-ex physics.ins-det
R&D studies on eco-friendly gas mixtures for the ALICE Muon Identifier
用于欧洲核子研究中心大型强子对撞机ALICE实验的μ子谱仪的电阻板室（RPC）目前在最大雪崩模式下工作，具有低阈值，前端电子设备没有放大。RPC探测器在LHC的整个运行1（2010 $-$ 2013）和正在进行的运行2（2015 $-$ 2018）期间对当前气体混合物表现出良好的操作稳定性。气体混合物由$C_{2}H_{2}F_{4}$、$SF_{6}$和$iC_{4}H_{10}$组成。由于前两种气体具有很高的全球升温潜能值，由于欧洲联盟最近的限制和条例，它们有可能在未来几年内逐步停止生产。因此，为了减少温室气体的排放，寻找一种新的生态友好型气体混合物变得极其重要。此外，本发明的$iC_{4}H_{10}$成分使得当前的气体混合物可燃。不易燃成分，或至少不易燃的浓度，将是可取的，使探测器的操作更简单和更安全。为了在即将到来的高亮度运行中确定适合满足ALICE μ子标识符要求的气体混合物，已使用专用实验装置对具有小尺寸RPC的有前途的气体混合物进行研发研究。氢氟烯烃（$HFOs$）由于其非常低的GWP而成为替代$C_{2}H_{2}F_{4}$的合适候选物，特别是在室温下不可燃的$HFO1234ze$。目前正在对添加各种气体的以$HFO$为基础的混合物进行几项试验，并已取得令人鼓舞的结果。此外，已经研究了使用$CO_{2}$作为猝灭剂，因为它可能代表避免混合物可燃性的有效解决方案。…
2018-06-05 physics.ins-det
The Cylindrical GEM Inner Tracker of the BESIII experiment: prototype test beam results
正在研制一个圆柱形GEM探测器，作为BESIII光谱仪的升级内跟踪器。它将由围绕交互点的三层圆柱形三重GEM组成。该实验正在北京（中国）的e + e-对撞机BEPCII上进行数据采集，GEM跟踪器将于2018年安装。利用欧洲核子研究中心（CERN）SPS H4线上的μ子束，对三重GEM在强磁场中的性能进行了测试。使用不同的增益，气体混合物，有和没有磁场的效果和分辨率进行了评估。在单坐标视图上，在许多操作布置中，所获得的效率为97 - 98%。平面GEMs的空间分辨率已经评估了两种不同的算法的位置确定：电荷质心和微时间投影室（mu-TPC）的方法。这两种模式是互补的，并且能够处理当运行在磁场中时电子雪崩的不对称性，以及非正交入射轨道。在没有磁场的情况下，电荷质心的分辨率低于100微米，在磁场高达1 T的情况下，分辨率低于200微米。mu-TPC模式显示能够改善这些结果。在圆柱形原型的首次束流测试中，探测器在不同的电压配置和粒子强度下具有很好的稳定性。分辨率评估正在进行中。
2017-07-03 physics.ins-det
Research and development in cylindrical triple-GEM detector with $μ$TPC readout for the BESIII experiment
第三代北京电子能谱仪（BESIII）是用于高能物理研究的仪器。寻找新粒子并测量其性质或研究罕见的过程是为了了解这些测量是否证实了标准模型，并寻找超越它的物理学。探测器确保重建属于亚原子领域的事件。由于装置的辐射水平，BESIII内跟踪器的操作和效率受到影响。需要一种新的探测器来保证更好的性能并改进物理研究。圆柱形三重GEM探测器（CGEM）是对这一需求的回答：它将保持内部跟踪器的优异性能，同时提高光束方向上的空间分辨率，从而更好地重建次级顶点。CGEM的技术挑战与其空间限制和所需的圆柱形状有关。同时，检测器必须确保接近1的效率和优于150 $μ$ m的稳定空间分辨率，与轨道入射角和1 T磁场的存在无关。在2014-2018年期间，CGEM-IT已经设计和建造。通过几个测试束和模拟的最佳配置从几何和电气的观点已经被发现。这允许测量与CGEM-IT相互作用的带电粒子的位置。两种算法已被用于此目的，电荷质心和$μ$ TPC，一种新的技术，由ATLAS在MicroMegas中引入，并在这里开发的第一次为三GEM探测器。一个完整的三GEM仿真软件已经开发，以提高知识的检测过程。该软件在BESIII离线软件中再现CGEM-IT行为。
2019-04-13 hep-ex physics.ins-det
The Heavy Photon Search Experiment
近年来，由于天体物理观测的异常现象，人们对包括所谓的隐藏扇区在内的新物理模型的兴趣有所增加。杰斐逊实验室提出的重光子搜索（HPS）实验将寻找一种新的力的媒介，一种GeV级的大质量U（1）矢量玻色子，重光子，它通过动力学混合获得与带电物质的弱耦合。HPS探测器是一种基于偶极磁体的大接受度前向谱仪，由硅跟踪器-顶点器、钨酸铅电磁量能器和μ子探测器组成。HPS将搜索在高能电子与高Z靶相互作用中产生的重光子的e+e-或mu+mu-衰变，可能具有移位的衰变顶点。本文介绍了该探测器的结构和灵敏度。
2013-01-07 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Development of a GEM-TPC prototype
GEM箔用于TPC的放大级而不是传统的MWPC允许人们绕过选通的必要性，因为由于非对称场配置，反向漂移被抑制。通过这种方式，可以实现一种新颖的连续运行的TPC，这代表了PANDA中央跟踪器的一种选择。一个直径为300毫米、长度为600毫米的中型原型将在GSI的FOPI光谱仪内使用中等能量（E = 1-3AGeV）的碳或锂束进行测试。在现实的实验条件下，这种检测器测试应该使我们能够验证单个轨道的空间分辨率和位移顶点的重建能力。利用FOPI谱仪和GEM-TPC进行了一系列π介子束的物理测量。
2009-11-04 physics.ins-det
Charge sharing and alignment performance of bent ALPIDEs measured with low-energy protons
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；European Organisation for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Université de Strasbourg, CNRS, IPHC UMR 7178（斯特拉斯堡大学、法国国家科学研究中心、高能物理研究所）；Ruprecht Karls Universität Heidelberg（海德堡大学）
本研究利用低能质子束测试弯曲ALPIDE芯片的电荷共享与对准性能，验证了弯曲MAPS传感器在高能物理应用中的可行性。
2026-06-29 physics.ins-det
Fabrication of low-cost, large-area prototype Si(Li) detectors for the GAPS experiment
为了满足通用反粒子谱仪（GAPS）实验的特殊要求，研制了一种Si（Li）探测器的制作工艺。Si（Li）探测器特别适合于GAPS探测方案，其中几个探测器平面作为目标，以减缓和捕获进入奇异原子的反粒子，以及光谱仪和跟踪器来测量产生的衰变X射线和湮灭产物。这些探测器必须提供这种技术所需的吸收深度、能量分辨率、跟踪效率和有效面积，所有这些都在南极长期气球飞行的显著温度、功率和成本限制范围内。我们在这里报告的原型2”直径，1-1.25毫米厚，单条硅（锂）探测器的制造和性能，提供必要的X射线能量分辨率为$\sim$ 4 keV的单位面积的成本远低于以前获得的商业探测器。目前正在对这种制造程序进行优化，以用于GAPS飞行探测器的4”直径、2.5 mm厚、多条几何形状。
2018-07-20 astro-ph.IM physics.ins-det
The Tangerine project: Development of high-resolution 65 nm silicon MAPS
Tangleys项目旨在开发新的最先进的高精度硅探测器。该项目的一部分目标是开发一种单片有源像素传感器，采用新型65 nm CMOS成像工艺，具有小收集电极。这是该过程在粒子物理学中的第一个应用，并且它非常有趣，因为与其他过程相比，它允许增加逻辑密度并降低功耗和材料预算。这个过程被设想用于例如下一个ALICE内部跟踪器升级，以及电子离子对撞机的实验。为期三年的Tangleys项目的最初目标是开发和测试一种65 nm CMOS成像工艺的传感器，该传感器可用于DESY的测试光束望远镜，提供出色的空间分辨率和高时间分辨率，从而展示该工艺的能力。该项目涵盖了传感器研发的各个方面，从使用模拟的电子和传感器设计，到实验室和测试梁中的原型测试芯片特性。传感器设计模拟是通过使用技术计算机辅助设计和高统计蒙特卡罗模拟使用Allpix平方框架的详细电场模拟的强大组合来执行的。该过程中的第一个原型测试芯片已经设计和生产，并在实验室和测试梁上成功运行和测试。
2022-06-11 hep-ex physics.ins-det
Recent Progress on 3D Silicon Detectors
3D硅探测器，其中电极垂直于表面穿透传感器体，最近经历了从研发到工业化到首次安装在真正的高能物理实验中的快速发展。自2015年6月以来，ATLAS Insertable B-Layer首次使用3D像素探测器获取碰撞数据。与此同时，在前向跟踪器中安装3D像素探测器的准备工作正在推进，如ATLAS前向质子探测器或CMS-TOTEM质子精密光谱仪。对于这些实验，主要要求是薄的边缘和应对非均匀照射的能力。这两个都已经被证明是由3D像素探测器实现的。对于主要实验的高亮度LHC像素升级，3D探测器是最内层像素层的有希望的候选者，以应对高达$2\times10^{16}$ \，n $_{eq}$ /cm $^2$的恶劣辐射环境，这要归功于它们在低工作电压和功耗以及中等温度下的出色辐射硬度。本文将对与上述项目相关的三维探测器的最新进展和未来计划进行概述。
2015-11-06 physics.ins-det
Statistical investigation of the large-area Si(Li) detectors mass-produced for the GAPS experiment
为通用反粒子谱仪（GAPS）实验开发的锂漂移硅（Si（Li））探测器具有厚（~2.2 mm）的敏感层，大（10 cm）的直径，以及在相对较高的工作温度（约-40 ℃）下出色的能量分辨率（20-100 keV X射线约4 keV）。大批量生产的GAPS硅（锂）探测器已被执行，以构建一个大容量的硅跟踪器的GAPS。我们首次成功实现了大面积Si（Li）探测器的量产，成品率高达90%。在大规模生产过程中记录和收集了与探测器制造相关的有价值的数据集，例如探测器性能和制造参数。本研究使用统计方法分析数据集，目的是全面检查批量生产，并获得有价值的见解的制造方法。检测器和条带之间的性能参数（漏电流和电容）的足够均匀性被发现，表明高质量和稳定的批量生产。我们还搜索探测器性能和制造参数之间的相关性，通过使用数据挖掘技术。传统的多变量分析（多元回归分析）和机器学习技术（回归树分析）的互补使用，它被发现，锂漂移过程中作出了显着贡献的性能参数的成品检测器。详细调查的漂移过程中使用的环境数据，物理解释。我们的研究结果为这种大面积Si（Li）探测器的制造方法提供了有价值的见解，并鼓励未来需要大体积硅跟踪器的项目。
2022-05-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Recent Progress on the GAPS Time of Flight System
通用反粒子谱仪（英语：General AntiParticle Spectrometer，缩写：GAPS）是一种球载宇宙射线反物质实验，使用奇异原子技术，消除了传统磁谱仪使用的强B场的要求。它将对反氘核敏感，其动能为0.05-0.25 GeV /核子，这是间接暗物质探测的高度积极的候选者。此外，GAPS将提供$0.07<T<0.25$ GeV反质子谱的新信息。GAPS设计基于锂漂移硅跟踪器和塑料闪烁体飞行时间（TOF）系统。后者是本文的重点。目前，TOF系统包括由132个计数器组成的覆盖38 $^2$面积的外部“伞”和具有64个计数器和15 $^2$面积的几乎密封的内部“立方体”。柜台将采用创新的碳纤维结构机械固定在吊舱上。196个计数器的每一端将使用基于硅光电倍增器（SiPM）的模拟前端读出，该模拟前端具有高增益定时通道和低增益触发通道。高增益通道通过使用DRS-4 ASIC的定制读出板进行采样和数字化。本地触发器监控所有392个计数器端的多个可编程阈值水平。主触发器分析本地触发器命中模式，并启动感兴趣事件的TOF读出。然后，中央计算机分析和估计关键的可观测数据。本文总结了TOF系统的设计、性能和原型开发，以及2019年和2020年系统建设和集成的前进道路。
2020-01-29 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The High Energy Light Isotope eXperiment program of direct cosmic-ray studies
本文介绍 NASA 资助的 HELIX 气球载宇宙线仪器，其结合超导磁谱仪、TOF 与 RICH 探测器，测量至 3 GeV/n 并计划扩展至 10 GeV/n 的轻同位素能谱，以揭示次级宇宙线传播及反物质超出来源。
2023-12-11 astro-ph.IM physics.ins-det
