The CLIC Programme: Towards a Staged e+e- Linear Collider Exploring the Terascale : CLIC Conceptual Design Report
本报告描述了在能量前沿的粒子物理学的基本问题的探索与未来的TeV规模的e+e-线性对撞机的基础上紧凑型线性对撞机(CLIC)的双束加速技术。高亮度高能电子对撞机允许探索标准模型物理学,如希格斯粒子、顶面和规范扇区的精确测量,以及通过直接发现或间接通过高精度观测来进行大量的新物理学研究。鉴于目前的知识水平,在LHC观测到125 GeV的希格斯粒子之后,并等待LHC在8 TeV和14 TeV的进一步结果,一个线性e+e对撞机将是一个理想的物理探索工具,补充LHC。在本文中,给出了CLIC的物理潜力的概述。两个例子的情况下,CLIC加速器建立在三个主要阶段的500 GeV,1.4(1.5)TeV,和3 TeV,连同操作方案,将充分利用机器的能力,探索物理。加速器的设计,施工和性能,以及实验的布局和性能。所提出的分级的例子是伴随着加速器和探测器的成本估计和估计的操作参数,如功耗。在真实的束流条件下,通过探测器模拟说明了由此产生的物理潜力和测量精度。
2012-09-12 physics.acc-ph physics.ins-det
CLIC Detector Main Solenoid Design & Status Report
CLIC探测器概念的磁体系统由中央螺线管与两个前向防干扰和其操作所需的辅助系统组成,包括所谓的推拉方案,允许快速交换束线上的两个探测器。下文概述了探测器主探测器的设计参数。
2012-01-30 hep-ex physics.ins-det
Silicon vertex and tracking detector R&D for CLIC
物理目的是在拟议中的未来高能量线性$e^+e^-$对撞机CLIC构成的探测器系统的性能具有挑战性的要求。特别是,顶点和跟踪探测器必须将几微米的空间分辨率和低材料预算与几纳秒的时间戳精度相结合。对于顶点检测器,细间距传感器,专用65纳米读出ASIC,细间距键合技术,使用焊料凸点或各向异性导电膜,以及单片器件的基础上硅绝缘体技术进行了探索。全单片CMOS传感器与大型和小型收集电极正在调查的大表面CLIC跟踪器。本文概述了CLIC顶点和跟踪探测器的研发,重点关注测试束活动和基于模拟的传感器优化研究的最新结果。
2020-10-21 hep-ex physics.ins-det
The CLIC Detector Concept
紧凑型线性对撞机(CLIC)是未来线性对撞机的概念,它将提供高达3 TeV的e $^+$ e $^-$碰撞。物理学的目标需要一个探测器系统,具有出色的喷射能量和轨道动量分辨率,高效的味道标记和轻子识别能力,完整的几何覆盖范围延伸到低极角,和纳秒级的定时信息,以拒绝光束诱导的背景。为了满足这些要求,正在实施一项广泛的研发方案,以克服目前的技术限制。CLIC探测器概念包括一个低质量的全硅顶点和跟踪探测器系统以及为粒子流分析技术设计的细粒度量热计,周围有一个4 T螺线管磁铁。CLIC探测器概念的要求和设计优化的概述。
2018-02-16 hep-ex physics.ins-det
Detector Systems at CLIC
紧凑型直线对撞机CLIC的设计目的是提供电子+电子碰撞的质心能量高达3 TeV。在这个对撞机的探测器系统必须提供高效的跟踪和优秀的喷流能量分辨率和多TeV的多个喷流和轻子的最终状态的气密性。此外,检测器系统必须能够区分物理事件从大的光束诱导的背景在2 GHz的交叉频率。与ILC的检测器概念类似,CLIC检测器基于使用粒子流算法的事件重建。用于ILC的两个探测器概念ILD和SID被用于CLIC,使用具有密集吸收器的热量计,通过增加紧凑性来限制泄漏,以及修改前向和顶点探测器几何形状和精确的时间戳来应对增加的背景水平。CLIC的整体探测器的概念,特别强调的主要探测器和工程的挑战,如:超薄顶点探测器具有高分辨率和快速的时间戳,强子量热法使用钨吸收剂,和事件重建技术相关的粒子流算法和束背景抑制。
2011-09-15 hep-ex physics.ins-det
A detector for CLIC: main parameters and performance
与最近的CLIC探测器模型CLICdet一起,介绍了一个新的软件套件,用于模拟和重建该探测器中的事件。本文简要介绍了CLICdet,并描述了CLIC实验条件在380 GeV和3 TeV,包括束流诱导的背景。介绍了模拟和重建工具,并获得的物理性能描述的单粒子,粒子射流,射流能量分辨率和味道标记。非常向前的电磁量能器的性能进行了讨论。
2018-12-18 hep-ex physics.ins-det
CLIC Background Studies and optimization of the innermost tracker elements
紧凑型直线对撞机(CLIC)的严酷机器背景对跟踪器最内部的设计形成了强烈的约束。在CLIC概念设计报告中,为国际直线对撞机(ILC)开发的探测器概念适用于CLIC环境。我们提出了新的布局的顶点检测器和前向跟踪的CLIC检测器的概念,以及在这些检测器的背景水平。我们还研究了本底速率对有源层厚度和探测阈值等工艺参数的依赖关系。
2012-03-05 hep-ex physics.ins-det
Vertex-Detector R&D for CLIC
基于混合平面像素探测器技术的探测器概念正在为CLIC顶点探测器开发。它包括采用65纳米CMOS技术(CLICpix)实现的快速、低功耗和小间距读出ASIC,通过低质量互连连接到超薄传感器。通过功率脉冲降低读出芯片的功耗,允许基于强制气流的冷却系统。本文综述了CLIC对顶点探测器的要求,介绍了传感器、读出器和探测器集成的研究现状。
2013-12-19 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
New developments in conformal tracking for the CLIC detector
共形跟踪是一种创新的轨道发现策略,用于紧凑型线性对撞机(CLIC),一个拟议的未来电子-正电子对撞机的探测器。它的特点是在一个保角映射平面上使用元胞自动机算法进行模式识别,以重建带电粒子在磁场中的轨迹。该算法的效率和鲁棒性进行了验证,在具有挑战性的光束诱导的背景条件下,预计为3 TeV阶段的CLIC对撞机使用全模拟研究。雄心勃勃的CLIC物理方案所规定的跟踪性能要求已经得到满足。此外,由于其灵活性和几何不可知的性质,该算法也被证明是很容易适应不同的探测器设计和光束条件。
2019-08-01 hep-ex physics.ins-det
Silicon Technologies for the CLIC Vertex Detector
CLIC是一个拟议中的线性电子+电子对撞机,旨在提供高达3 TeV的质心能量的粒子碰撞。精确测量顶夸克和希格斯玻色子的性质,以及寻找超越标准模型的物理需要一个高性能的CLIC探测器。特别地,顶点检测器必须提供仅几微米的单点分辨率,同时不超过每层约0.2%X0的设想材料预算。束-束相互作用和束辐射过程对顶点检测器的时间戳能力提出了约10 ns的额外要求。这些目标只能通过在传感器和ASIC设计以及检测器结构中使用新技术来实现。CLIC顶点检测器的研发计划探索了各种技术,以满足这些需求。使用Timepix 3 ASIC评估了厚度为50-150 μ m的平面传感器的可行性,包括不同的有源边缘设计。CLICpix读出ASIC的第一个原型已经生产出来,并在粒子束中进行了测试,该原型采用65 nm CMOS技术实现,像素尺寸为25 × 25 μ m^2。ASIC的更新版本具有更大的像素矩阵和更高的阈值时间和到达时间测量精度。不同的杂交概念已被开发的传感器和读出ASIC之间的互连,从小间距凸块接合的平面传感器的有源HV-CMOS传感器的电容耦合。基于Geant 4和TCAD的检测器模拟与实验结果进行比较,以评估和优化各种设计的性能。这一贡献给出了一个概述的研发计划进行CLIC顶点检测器,目前正在调查的原型检测器的性能测量。
2017-06-01 hep-ex physics.ins-det
Technologies for Future Vertex and Tracking Detectors at CLIC
CLIC是一个拟议中的线性$e^{+}e^{-}$对撞机,质心能量高达$3\,\textrm{TeV}$。它的主要目标是精确测量顶夸克和希格斯玻色子,以及寻找超越标准模型的物理学。为了满足物理目标,顶点和跟踪探测器不仅需要几微米的空间分辨率和非常低的材料预算,而且还需要几纳秒精度的定时能力,以抑制光束诱导的背景。不同的技术,使用混合硅探测器的顶点探测器,如专用读出ASIC,小间距有源边缘传感器以及电容耦合高压CMOS传感器进行了探索。单片传感器被认为是跟踪探测器的一种选择,并正在设计一个原型,使用CMOS工艺与高电阻率外延层。不同的设计,使用绝缘体上的硅工艺正在调查的顶点和跟踪探测器。所有原型都在实验室和梁测试中进行了评估,并使用新开发的Geant 4和TCAD相结合的模拟工具来评估和优化其性能。本文概述了CLIC顶点和跟踪探测器的研发计划,突出了原型的新成果。
2018-12-06 hep-ex physics.ins-det
Detector Optimization Studies and Light Higgs Decay into Muons at CLIC
紧凑型直线对撞机(CLIC)是未来$e^{+}e^{-}$直线对撞机的概念,质心能量高达3 TeV。CLIC实验的设计是由与物理目标相关的要求以及实验条件驱动的。例如,0.5 ns的两个聚束交叉点之间的短时间和由于beamstrahlung的背景对CLIC实验的设计有直接影响。硅探测器(SiD)是目前正在讨论的国际直线对撞机(ILC)可能探测器的概念之一。在这篇论文中,我们开发了一个修改后的版本的SiD模拟模型CLIC,考虑到具体的实验条件。此外,我们还开发了一个软件工具,通过叠加来自不同模拟事件样本的事件来研究与光束相关的背景对探测器的影响。此外,我们提出了充分的模拟研究,确定的热量计和跟踪系统的性能。我们表明,在CLIC背景的存在下,在SiD的全硅跟踪器的轨道重建是强大的。此外,我们调查钨作为一种致密的吸收材料的强子量能器,这使得一个紧凑的强子量能器,满足要求的能量分辨率和淋浴遏制没有显着增加的线圈半径的建设。最后,在全模拟下研究了光希格斯玻色子玻色子衰变为两个μ子的测量。我们发现,与2 ab $^{-1}$,对应于4年的数据在CLIC的积分亮度,相应的希格斯分支比可以确定的统计不确定性约为15%。
2014-02-12 hep-ex physics.ins-det
The Compact Linear e$^+$e$^-$ Collider (CLIC): Accelerator and Detector
紧凑型直线对撞机(CLIC)是一个TeV级的高亮度直线e $^+$ e $^-$对撞机,由欧洲核子研究中心主持的国际合作正在开发中。本文档概述了CLIC加速器和探测器的设计、技术和实现方面。为了最佳地利用其物理潜力,CLIC预计将分阶段建造和运行,质心能量为380 GeV、1.5 TeV和3 TeV,场地长度为11公里至50公里。CLIC采用双束加速方案,其中正常传导的高梯度12 GHz加速结构通过高电流驱动束供电。对于第一级,还考虑了X波段速调管供电的替代方案。CLIC加速器优化、技术开发和系统测试在近年来取得了重大进展。此外,这还提高了380 GeV级的能源效率,降低了约170 MW的功耗,同时降低了约60亿瑞士法郎的成本估计。探测器的概念,它匹配的物理性能要求和CLIC的实验条件,已被完善,使用改进的软件工具进行模拟和重建。在跟踪和量热系统的探测器技术开发方面取得了重大进展。CLIC的第一个能源阶段最早可于2026年开始建造,第一束光束将于2035年提供,这标志着一个跨越25-30年的物理方案的开始,并通过直接搜索和通过对标准模型过程的广泛精确测量,特别是在希格斯和顶夸克部分,提供对超标准模型物理学的出色灵敏度。
2018-12-19 physics.acc-ph physics.ins-det
Tracking performance and simulation of capacitively coupled pixel detectors for the CLIC vertex detector
为了实现对CLIC顶点检测器的挑战性要求,近年来已经考虑了一系列技术选项。一个突出的想法是使用在商业高压CMOS工艺中实现的有源传感器,电容耦合到混合像素读出芯片。最近的研究结果表明,这种方法是可行的,但需要更详细的研究,包括模拟这样的设备的性能。CLICdp合作已经开发了一些ASIC作为其顶点检测器研发计划的一部分,在这里,我们介绍了粘在CLICpix读出芯片上的CCPDv 3有源传感器的性能结果。电荷收集特性和跟踪性能已被测量在整个预期的角度范围内的入射粒子使用120 GeV/c的二次强子束从欧洲核子研究中心SPS。单次命中效率已被观察到超过99%,在整个范围内的轨道入射角,下降到浅的角度。还观察到单次命中分辨率在该范围内是稳定的,分辨率约为6 $μ$ m。测量的电荷收集characteristics进行了比较,使用Sentaurus TCAD有限元模拟包结合电路模拟和参数化的读出芯片的响应进行模拟。模拟也已成功地用于再现电场,耗尽深度和器件的电流-电压特性,并已进一步用于预测未来的器件设计。
2019-01-28 hep-ex physics.ins-det
Pixel detector R&D for the Compact Linear Collider
物理目的是在拟议的未来CLIC高能量线性$e^+ e^-$对撞机构成的探测器系统的性能具有挑战性的要求。特别是顶点和跟踪检测器必须结合精确的测量与鲁棒性对预期的高比率的光束诱导的背景。必须实现几微米的空间分辨率和每个顶点检测器层的辐射长度的0.2%的材料预算以及几纳秒的时间戳精度。这些要求是解决与创新技术在一个雄心勃勃的探测器研发计划,包括硬件开发以及详细的设备和蒙特卡罗模拟的基础上TCAD,Geant 4和Allpix-Squared。各种细间距混合硅像素探测器技术正在研究中的CLIC顶点探测器。具有\SI{25}{\micro\meter}像素间距的CLICpix和CLICpix 2读出ASIC已在\SI{65}{\nano\meter}商业CMOS工艺中生产,并凸点键合到平面有源边缘传感器以及电容器耦合到高压(HV)CMOS传感器。预计大表面($\approx$ \SI{140}{\meter\squared})CLIC跟踪器将采用单片硅跟踪探测器。全单片原型目前正在开发中的高电阻率(HR)CMOS,HV-CMOS和绝缘体上硅(SOI)技术。所有最新原型的实验室和电子束测试都得益于CaRIBou通用读出系统的开发。本次演讲介绍了CLIC像素探测器研发计划的概述,重点是最近的测试光束和模拟结果。
2019-05-10 hep-ex physics.ins-det
Detector Technologies for CLIC
紧凑型直线对撞机(CLIC)是一个正在开发的高能高亮度线性电子-正电子对撞机。预计将分三个阶段建造和运行,质心能量分别为380 GeV、1.5 TeV和3 TeV。它提供了一个丰富的物理程序,包括直接搜索以及通过广泛的精确测量标准模型过程,特别是在希格斯玻色子和顶夸克部门的新物理的探测。这种测量所需的精度以及束尺寸和时间结构所施加的特定条件对探测器的设计和技术提出了严格的要求。这包括具有小单元的低质量顶点和跟踪系统、高粒度成像量热计以及所有子系统的精确命中时间分辨率和功率脉冲操作。CLIC探测器系统的概念设计于2012年发布。从那时起,在CLICdp,CALICE和FCAL合作范围内,对硅顶点和跟踪探测器以及量热计进行了雄心勃勃的研发计划,以创新技术解决具有挑战性的探测器要求。本文介绍了CLIC的实验环境和探测器要求,并回顾了探测器技术研发的现状和未来计划。
2019-05-07 physics.ins-det
CLICTD: A monolithic HR-CMOS sensor chip for the CLIC silicon tracker
CLIC Tracker Detector(CLICTD)是一款单片像素化传感器芯片,采用$180$ nm成像CMOS工艺,构建在高电阻率外延层上。在CLIC跟踪检测器研究的背景下设计的芯片包括${16\times128}$伸长像素的矩阵,每个像素测量${300\times30}$ $μ$ m $^2$。为了确保及时收集电荷,每个细长像素被分割成八个子像素,每个子像素包含一个收集二极管和一个单独的模拟前端。在像素上数字逻辑中执行具有$10$ ns时间仓的同时$8$位时间测量和具有可编程范围的$5$位能量测量。的主要设计方面,以及从实验室测量与CLICTD芯片的第一个结果。
2020-04-06 hep-ex physics.ins-det
Boron-10 lined RPCs for sub-millimeter resolution thermal neutron detectors: Conceptual design and performance considerations
提出了一种基于薄间隙电阻板室(RPC)的位置灵敏热中子探测器的新概念,并讨论了其可行性。介绍了几种实现多层和倾斜几何结构的RPC堆栈的检测器架构。的蒙特卡罗模拟研究的结果表明,预期的探测效率和空间分辨率的主要探测器的设计参数的效果。
2018-06-19 physics.ins-det
Finite Elements Magnetic Analysis of the CLIC MDI Region
考虑到当前的CLIC SiD探测器设计和机器参数L*,最终聚焦四极QD 0将被放置在实验本身内部。从集成的角度来看,这种配置非常具有挑战性。在若干其他方面中,铁主导的QD 0将需要有源磁屏蔽以避免与由检测器的主螺线管产生的磁场的不期望的相互作用。这种屏蔽将由超导反螺线管提供,本文旨在描述用于设计这样的设备的方法,所获得的结果和仍然需要解决的问题。
2012-02-28 physics.acc-ph physics.ins-det
Test-beam characterisation of the CLICTD technology demonstrator - a small collection electrode High-Resistivity CMOS pixel sensor with simultaneous time and energy measurement
CLIC跟踪器检测器(CLICTD)是单片像素传感器。它是在一个180纳米CMOS成像过程中制造的,修改了一个额外的深低剂量的n型注入,以获得全面的横向耗尽。该传感器采用小型收集二极管,这对于实现低输入电容至关重要。CLICTD传感器是作为紧凑型直线对撞机(CLIC)跟踪探测器研究的技术演示器而设计的。它的设计特点是广泛的兴趣超出CLIC,为HL-LHC跟踪探测器升级。它有两种不同的像素风格:一种是连续的深n型注入,另一种是分段的n型注入,以确保快速收集电荷。像素矩阵由测量$300 \times 30$微米的$16\times128$检测通道组成。每个检测通道被分割成八个子像素,以减少数字电路的数量,同时保持小的收集电极间距。本文介绍了CLICTD传感器在粒子束中的特性测试结果。通过同时使用超过阈值的时间和到达时间测量功能,详细比较不同的像素味道。最值得注意的是,测量到低至$(5.8 \pm 0.1)$ ns的时间分辨率和低至$(4.6 \pm 0.2)$微米的空间分辨率。命中检测效率被发现是远高于99.7%的阈值的顺序为几百个电子。
2021-02-08 hep-ex physics.ins-det
Silicon Vertex & Tracking Detectors for the Compact Linear Collider
CLIC是一个拟议中的线性$e^+e^-$对撞机,质心能量高达3 TeV。它的主要目标是精确的顶夸克,希格斯玻色子和超越标准模型物理。除了几微米的空间分辨率和非常低的材料预算外,顶点和跟踪探测器还需要具有几纳秒精度的计时能力,以抑制光束诱导的背景粒子。不同的技术,使用混合硅探测器的顶点探测器,如专用的65 nm读出ASIC,小间距传感器以及使用各向异性导电膜的键合进行了探索。单片传感器是当前跟踪探测器的选择,使用180 nm高电阻率CMOS工艺的原型已经设计和生产,目前正在评估中。不同的设计,使用绝缘体上的硅工艺正在调查的顶点和跟踪探测器。所有原型都在实验室和束流测试中进行了测试,并使用新开发的Geant 4和TCAD相结合的模拟工具来评估和优化其性能。本文概述了CLIC顶点和跟踪探测器的研发计划,突出了原型的新成果。
2020-02-24 physics.ins-det
The Long Baseline Neutrino Experiment (LBNE) Water Cherenkov Detector (WCD) Conceptual Design Report (CDR)
为长基线中微子实验远探测器的水切伦科夫探测器选项编写的概念设计报告。
2012-04-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Conceptual design and first results for a neutron detector with interaction localization capabilities
提出了一种新的高精度探测器,用于研究β缓发中子发射和直接反应研究中的中子。中子探测器与Xn跟踪(NEXT)阵列的目的是保持高的固有中子探测效率,同时减少中子能量测量的不确定性。单个NEXT模块由薄塑料闪烁体段组成,每个闪烁体段都是光学分离的,能够区分中子-伽马。每个分段的模块耦合到位置敏感的光电探测器,使得能够高精度地确定中子到达时间和有效体积内的相互作用位置。设计研究已经进行了模拟和实验测试的基础上,导致原型单位的建设。使用$^{252}$ Cf中子源和加速器产生的单能中子测量的第一结果。
2019-06-05 physics.ins-det
Conceptual Design Studies for a CEPC Detector
环形正负电子对撞机(CEPC)的物理势可以通过两个互补设计的探测器来显著增强。提出了一种基于国际直线对撞机硅探测器的探测器方案。提出了几个简化的这种检测器的预期在CEPC的较低的能量。一些成本优化的检测器说明使用全检测器模拟。我们表明,拟议的变化将使达到物理目标的CEPC。
2016-04-07 hep-ex physics.ins-det
CLIC e+e- Linear Collider Studies
本文件提供了从CLIC e+e-线性对撞机研究到欧洲粒子物理战略更新过程的输入。它代表CLIC/CTF 3合作和CLIC物理和探测器研究提交。它描述了粒子物理学中的基本问题的探索,在能源前沿与未来TeV规模的电子+电子-线性对撞机的基础上紧凑型线性对撞机(CLIC)的双束加速技术。高亮度高能电子对撞机允许探索标准模型物理学,如希格斯粒子、顶面和规范扇区的精确测量,以及通过直接发现或间接通过高精度观测来进行大量的新物理学研究。鉴于目前的知识水平,在大型强子对撞机上观测到一个\sim 125 GeV的类希格斯粒子之后,并等待进一步的8 TeV和14 TeV的LHC结果,一个线性e+e对撞机将是一个理想的物理探索工具,补充大型强子对撞机。两个例子的情况下,CLIC加速器建立在三个主要阶段的500 GeV,1.4(1.5)TeV,和3 TeV,连同布局和性能的实验,并伴随着成本估算。通过现实束流条件下的探测器模拟来说明由此产生的CLIC物理潜力和测量精度。
2012-08-07 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Physics highlights at ILC and CLIC
在这个讲座中,回顾了e+e线性对撞机实验ILC和CLIC的物理潜力.实验条件进行了比较,在强子对撞机和精密实验,补充强子对撞机的内在价值进行了讨论。ILC和CLIC的探测器概念概述了其最重要的方面有关的精密物理。从物理程序和基准研究的亮点。它表明,线性对撞机是一个有前途的工具,补充大型强子对撞机在必要的方式来测试标准模型和寻找新的物理。
2014-06-17 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Conceptual Design of PID Detectors for the EicC Spectrometer
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院近代物理研究所)
针对中国电子离子对撞机(EicC)的粒子鉴别需求,提出了包括桶部DIRC、端盖RICH和低动量区TOF在内的切伦科夫探测器概念设计,并通过GEANT4模拟优化了性能。
2026-05-22 hep-ex physics.ins-det
Conceptual study of a two-layer silicon pixel detector to tag the passage of muons from cosmic sources through quantum processors
针对宇宙μ子诱发量子处理器辐射错误的问题,本文通过稀释制冷机几何模型研究双层硅像素探测器的标记效率,并提出深低温、低功耗、可实时辅助量子纠错的探测器研发计划。
2023-12-07 physics.ins-det quant-ph
Conceptual Design of a New Large Superconducting Toroid for IAXO, the New International AXion Observatory
国际轴子天文台将安装新一代轴子探测器,轴子是一种假设粒子,被假定用于解决粒子物理学标准模型中出现的难题之一,即强CP问题。新的IAXO实验旨在实现对轴子和光子之间耦合的一个数量级的灵敏度,超过目前最先进的探测器的极限,以欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜(CAST)为代表。IAXO探测器依靠分布在非常大的体积上的高磁场将太阳轴子转换为X射线光子。利用ATLAS圆筒和端盖环形线圈的设计,CERN目前正在设计一个大型超导环形磁体,以提供所需的磁场。新的环形线圈将由8个1米宽、20米长的跑道线圈组成。环形的尺寸约为4米直径和22米长。其设计用于实现5.4 T的峰值磁场,储存能量为500 MJ。描述了达到最大探测器产量的磁场优化过程。此外,还进行力和应力计算,以选择材料并确定其结构和尺寸。文中还讨论了导体尺寸、失超保护和低温设计等问题。
2012-12-19 physics.ins-det
Performance of Particle Flow Calorimetry at CLIC
粒子流方法的量热法可以提供前所未有的喷流能量分辨率在未来的高能对撞机,如国际直线对撞机(ILC)。然而,在拟议的多TeV紧凑型直线对撞机(CLIC)的粒子流量热法的使用提出了一些重大的新挑战。在更高的喷射能量下,探测器占用增加,并且从单个粒子中分辨能量沉积变得越来越困难。CLIC的实验条件也比以前的正负电子对撞机更具挑战性,光束诱导背景的水平增加,聚束间距仅为0.5 ns。本文介绍了修改PandoraPFA粒子流算法,以提高喷射能量超过250 GeV的喷射能量重建。然后,它引入了一个组合的定时和p_T削减,可以应用于重建的粒子,以显着减少的背景。系统地研究了射流能量分辨率与射流能量和角度的关系,并通过研究CLIC背景下W和Z粒子的能量和质量分辨率来评估其物理性能。最后,给出了横向动量缺失的解析解,并对伪动量缺失进行了量化。本文提出的结果表明,高粒度粒子流量热法导致一个强大的和高分辨率的重建喷射能量和双射流质量CLIC。
2012-09-18 hep-ex physics.ins-det
The conceptual design of the miniBeBe detector proposed for NICA-MPD
我们提出的概念设计的miniBeBe探测器建议安装为0级触发的NICA-MPD的TOF。我们讨论的设计和几何阵列的敏感部件,读出电子设备以及所设想的机械支持。我们还提出了p + p和Bi + Bi碰撞的模拟结果,以研究其作为多重性的函数的能力,既可以作为TOF的0级触发器,也可以作为束-气相互作用否决权,并定位束-束相互作用顶点。
2020-11-25 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Conceptual design and progress of transmitting $\sim$ MV DC HV into 4 K LHe detectors
本文针对双相 TPC 需将约 MV 直流高压引入 4 K 液氦环境的挑战,提出了一种可靠的高压传输设计,并报告了 100 kV 直流馈通装置的制造进展,该技术也可为月球或火星基地建设提供参考。
2023-10-19 astro-ph.IM physics.ins-det
From precision physics to the energy frontier with the Compact Linear Collider
紧凑型直线对撞机(CLIC)是一种高亮度对撞机,它将使电子与其反粒子,正电子发生碰撞,能量范围从几百千兆电子伏特(GeV)到几兆电子伏特(TeV)。通过覆盖大的能量范围,并最终达到多TeV的$e^+e^-$碰撞,CLIC的科学家们旨在提高对自然界基本组成部分的理解,并发现新的粒子或其他物理现象。CLIC是一个国际项目,世界各地的研究所参与了加速器,探测器和物理研究。第一次$e^+e^-$碰撞在CLIC预计在2035年左右,之后的高亮度阶段的大型强子对撞机在欧洲核子研究中心。
2020-01-15 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Conceptual design of the BRIKEN detector: A hybrid neutron-gamma detection system for nuclear physics at the RIB facility of RIKEN
BRIKEN是一个复杂的检测系统,将安装在RIKEN西名中心的RIB设施。其目的是探测重离子注入、$β$粒子、$β$射线和$β$缓发中子。整个探测装置包括先进的植入探测阵列(AIDA),两个HPGe三叶草探测器和一个大的166计数器的3He嵌入在高密度聚乙烯矩阵。本文报道了一种新的方法开发的概念设计和优化的3He管阵列,旨在尽可能最好的性能,在中子探测。该算法是基于一个几何表示的两个选定的参数的优点,即平均中子探测效率和效率的平坦度,作为一个功能的几何变量的数量减少。对于每种配置,检测系统本身的响应是从Geant 4中实际实现的系统MC模拟中获得的。这一办法被认为特别有用。一方面,由于所涉及的3He管的不同类型和大量,另一方面,由于带电粒子和伽马射线的辅助检测器引入的额外约束。该算法的鲁棒性,我们已经能够设计一个通用的检测系统,它可以很容易地重新安排成一个紧凑的模式,以最大限度地提高中子检测性能,在成本的伽马射线的灵敏度。总之,我们设计了一个系统,它显示,中子能量高达1(5)MeV,一个相当平坦和高的平均效率为68.6%(64%)和75.7%(71%)的混合和紧凑模式,分别。的BRIKEN系统的性能也被量化现实的MC模拟与不同的中子能量分布。
2016-06-16 nucl-ex physics.ins-det
LGAD Detector Concept for TOPSiDE Project
我们报道了一个低增益雪崩二极管(LGAD)探测器的概念,将集成到TOPSiDE,这是正在开发的EIC(电子离子对撞机)项目。LGAD探测器将取代其位置,以解决TOPSiDE项目的飞行时间测量要求。为了实现所需的10 ps的时序分辨率,LGAD将是完全单片结构,消除了寄生元件的杂交。检测器本身将由LGAD传感器、放大和鉴别以及超阈值时间逻辑元件组成。在这个阶段,我们正在优化LGAD传感器设计,并准备一个基于分立元件的读出电路。在这项工作中,我们将提出一个概念LGAD硅探测器和恒定分数线(CFD)电路实现的模拟结果。概念探测器的时序分辨率用EDA工具模拟,如Silvaco Atlas和LTSpice,并结合Monte-Carlo模拟器将Landau分布解析到电路读出模拟中。我们实现的最佳时间分辨率为23 ps。
2021-12-20 physics.acc-ph physics.ins-det
CLD -- A Detector Concept for the FCC-ee
本说明给出了一个概念性的描述和说明的CLD检测器,在CLIC的检测器的工作的基础上。CLD是未来100公里$e^+e^-$圆形对撞机(FCC-ee)设想的探测器之一。本说明还简要介绍了线性对撞机界使用的模拟和重建工具,这些工具已被改编用于CLD的物理和性能研究。探测器的性能描述在单粒子,粒子射流,射流能量和角分辨率,和味道标记。还讨论了光束相关背景(非相干$e^+e^-$对和同步辐射光子)对性能的影响。
2019-12-12 hep-ex physics.ins-det
Physical Design and Monte Carlo Simulations of a Space Radiation Detector onboard the SJ-10 satellite
SJ-10卫星上的辐射基因盒(RGB)是一种携带小鼠和果蝇细胞的装置,用于测定空间辐射环境的生物效应。计算了不同放射源的屏蔽通量,并利用A-150组织等效塑料获得了γ射线、电子、质子和α粒子在组织中的线性能量传递。然后,设计了一个空间辐射仪器的概念模型,该仪器采用三个半导体子探测器来推导RGB的带电和不带电辐射环境。在三个子探测器中的能量沉积被分类成十五个通道(箱)中的算法来自蒙特卡洛方法。通过蒙特卡罗模拟验证了概念仪器的物理可行性。
2014-04-18 astro-ph.IM physics.ins-det
High Energy Electron Reconstruction in the BeamCal
本文讨论了未来e+e直线对撞机(如ILC或CLIC)前区探测器中的粒子重构方法。在标称亮度下,最里面的电磁量能器经历来自光束诱导背景的高粒子通量。在这一展望中,介绍了背景模拟和信号电子重建的不同方法。
2017-02-21 hep-ex physics.ins-det
Conceptual Design of a Polarized 3He Target for the CLAS12 Spectrometer
我们提出了一个概念设计的极化$^3$他目标杰斐逊实验室的CLAS 12光谱仪在其标准配置。这种双单元靶将利用高磁场下光泵浦技术的进步,在CLAS 12 5 T螺线管内的泵浦单元中产生60\%纵向极化的$^3$ He气体。通过将该气体转移到20 cm长、5 K的靶室中,将产生$3 \times 10^{21}$ $^3$ He/cm $^2$的靶厚度,从而在束流为2.5 $μA$的情况下达到检测器指定的最大亮度。
2019-11-15 nucl-ex physics.ins-det
Conceptual Design of the Modular Detector and Readout System for the CMB-S4 survey experiment
介绍了宇宙微波背景第四阶段(CMB-S4)地基观测实验中模块化探测器和读出系统的概念设计。CMB-S4将以前所未有的灵敏度绘制宇宙微波背景(CMB)和毫米波天空,使用来自智利和南极洲的50万个超导探测器进行观测,绘制超过60%的天空。检测器和读出系统的基本构建块是在100 mK下操作的检测器模块包,其连接到将信号输出到室温的读出和放大链。它使用喇叭天线耦合正交模换能器(OMT)阵列,将来自天空的光功率收集到直流电压偏置过渡边缘传感器(TES)测辐射热计上。然后,TES中产生的电流信号由两级低温超导量子干涉器件(SQUID)系统放大,该系统具有时分多路复用器以减少线数,并匹配室温电子器件以调节并将信号传输到数据采集系统。灵敏度和系统学要求正在开发的探测器和读出系统在广泛的观测波段(20至300 GHz)和光功率,以实现CMB-S4的科学目标。虽然该设计结合了前几代CMB仪器的成功,但CMB-S4需要比以前任何实验都多一个数量级的探测器。这需要在超过10平方米的硅上制造复杂的超导电路,以及大量的精密布线,组装和低温测试。
2022-08-03 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) and Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) Conceptual Design Report Volume 3: Long-Baseline Neutrino Facility for DUNE June 24, 2015
LBNF/DUNE概念设计报告的这一卷涵盖了DUNE的长基线中微子设施,并描述了LBNF项目,其中包括费米实验室的光束线的设计和建造,费米实验室和SURF的常规设施,以及DUNE远探测器所需的低温恒温器和低温基础设施。
2016-01-21 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Fine-tuning machine-learned particle-flow reconstruction for new detector geometries in future colliders
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);National Institute of Chemical Physics and Biophysics(化学物理与生物物理国家研究所);European Center for Nuclear Research (CERN)(欧洲核子研究中心);SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福线性加速器中心国家加速器实验室)
本研究首次针对粒子流重建提出跨探测器迁移学习方法,通过在 CLICdet 上预训练并在 CLD 上微调,以少量样本达到从头训练性能,加速了未来对撞机探测器的设计与优化。
2025-06-25 cs.LG hep-ex hep-ph
Global detector network to search for high-frequency gravitational waves (GravNet): conceptual design
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology(高能物理研究所,巴塞罗那科学与技术学院);PRISMA++ Cluster of Excellence, Institute of Physics, Johannes Gutenberg University(PRISMA++卓越集群,物理研究所,约翰内斯·古腾堡大学);Helmholtz Institute Mainz(美因茨亥姆霍兹研究所);GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH(GSI重离子研究中心有限公司);Department of Physics, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校物理系);National Institute for Nuclear Physics, Italy(意大利国家核物理研究所);Universität Hamburg(汉堡大学);Rheinische Friedrich-Wilhelms-University(莱茵弗里德里希·威廉姆斯大学);Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia(粒子物理研究所,西班牙科学研究中心-瓦伦西亚大学);Laboratorio Subterráneo de Canfranc(坎夫兰地下实验室)
GravNet旨在通过多地点同步测量探测高频引力波,利用多个探测器信号相关性提升检测精度,探讨引力波性质与起源。
2026-03-25 astro-ph.IM gr-qc hep-ex