Development of a TPC for an ILC Detector
ILD概念是计划中的国际直线对撞机（ILC）的两个拟议探测器概念之一，预见了一个时间投影室（TPC）作为主要的跟踪探测器。LCTPC（线性对撞机TPC）合作致力于研发，以开发基于最先进技术的TPC。在对较小的原型进行测试后，目前的工作重点是使用直径为770 mm，长度为610 mm的大型原型进行研究。该原型可以容纳7个读出模块，其尺寸与最终TPC中使用的模块相当。构建并测试了使用Micromegas或GEM结构作为气体放大的几个模块原型。除了传统的焊盘读出外，在这些测试中研究了基于TimePix芯片的像素读出，板上最多有8个TimePix芯片。介绍了该技术的研究现状和今后的发展计划。
2012-03-09 physics.ins-det
A Large TPC Prototype with MPGD Readout: Status and Plans
在未来的对撞机实验中使用TPC需要大量的研究和开发。在Eudet计划中，设计和建造了一个基础设施，以允许在现实条件下对TPC原型进行有效测试。基础设施包括位于DESY Hamburg的试验梁设施和多用途TPC现场笼。
2009-03-16 hep-ex 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
The Super-FRS GEM-TPC prototype development - TDR
本文档包含Super-FRS的光束诊断组件跟踪探测器的预设计。GEM-TPC探测器已被建议作为合适的跟踪探测器的离子/碎片束产生的飞行中分离器超级FRS正在建设中的FAIR设施。该探测器概念结合了充气探测器中两种广泛使用的方法，即时间投影室（TPC）和气体电子倍增（GEM）。三代探测器（原型）已在2011年、2012年和2014年使用相对论离子束在GSI进行了测试。由于Super-FRS的高分辨率消色差模式，高度均匀的传输跟踪探测器对于标记离子/碎片束的动量至关重要。它们必须能够提供关于（水平和垂直）偏离标称束流光学的精确信息，同时在逐个事件的基础上使用缓慢提取的束流，以便明确地识别碎片。主要要求是水平和垂直的最大有效面积为（380 x80）mm 2，位置分辨率< 1 mm，最大速率能力为1 MHz，动态范围约为600 fC。沿Super-FRS光束线需要大约32个在真空中工作的跟踪探测器。
2019-06-26 physics.ins-det
A novel method to measure the dE/dx resolution of a TPC prototype using 266 nm UV laser
比能量损失（dE/dx）分辨率对于TPC中的粒子识别和分离是至关重要的。结合环形正负电子对撞机（CEPC）TPC的研制，我们从理论和实验上发现激光电离服从高斯分布。在此基础上，我们开发了一种新的方法，使用266 nm的紫外激光来测量dE/dx分辨率。与传统的粒子束或宇宙射线方法相比，266 nm紫外激光的新方法更方便、灵活。我们用TPC原型验证了该方法的可行性，并将dE/dx分辨率外推到CEPC TPC。dE/dx分辨率的估计没有磁场。
2021-04-08 hep-ex physics.ins-det
A Beam Test of Prototype TPCs using Micro-Pattern Gas Detectors at KEK
我们进行了一系列的光束测试的原型TPC的国际直线对撞机（ILC）的实验，配备了MWPC，MicroMEGAS，或GEM作为读出设备。样机在KEK的试验束中在高达1 T的轴向磁场下成功运行。数据分析目前正在进行中，并与我们的解释一起提出了一些初步结果与GEMS和MicroMEGAS。还给出了所获得的空间分辨率的外推到预期的ILC实验的中央跟踪器的大TPC。
2019-03-14 hep-ex physics.ins-det
Measurement of dE/dx resolution of TPC prototype with gating GEM exposed to an electron beam
时间投影室（TPC）可以使用由读出垫行测量的能量损失（dE/dx）来识别粒子种类。用于国际直线对撞机实验的ILD（国际大型探测器）-TPC的dE/dx分辨率预计将具有高分辨率以进行清晰识别。我们的原型TPC与门控装置（门控GEM），以抑制离子反馈的dE/dx分辨率进行了测量，使用电子测试束在磁场中的设备在DESY。使用该测试光束数据估计ILD-TPC的dE/dx分辨率。测量信号电荷作为光束入射角的函数。在本文中，我们报告的信号电荷和dE/dx分辨率的测量。
2018-01-14 hep-ex physics.ins-det
Particle Identification Studies with an ALICE Test TPC
使用由ALICE TPC场笼原型与最终ALICE TPC读出和电子器件组合组成的测试TPC，测量所识别质子的能量损失分布和分辨率。测量值进行了比较，理论计算和良好的定量协议时，发现探测器的影响被考虑在内。粒子识别的影响进行了讨论。
2007-03-08 physics.ins-det
Study of the d$E$/d$x$ resolution of a GEM Readout Chamber prototype for the upgrade of the ALICE TPC
ALICE合作计划对其中心桶探测器进行重大升级，以便能够应对2020年以后LHC亮度的增加。对于TPC，这意味着用基于GEM（气体电子倍增器）的读出室替代当前使用的门控MWPC（多线比例室）。为了证明，目前的粒子识别能力，通过测量比能量损失的升级后保留，ALICE IROC（内读出室）的原型已在欧洲核子研究中心PS的测试束活动进行了评估。原型的d $E$ /d $x$分辨率已被证明与当前MWPC完全兼容。
2017-07-18 nucl-ex physics.ins-det
Study in a beam test of the resolution of a Micromegas TPC with standard readout pads
2005年6月在KEK PS进行的梁测试的结果。氩-异丁烷混合物的漂移特性已被精确测量，并与预测在0和1特斯拉之间的磁场。均方根点分辨率的一个padrow进行了比较，模拟和分析计算。由于检测器的几何形状和气体性质的基本限制进行审查和检测器的测量性能被发现接近这一限制。线性碰撞TPC的情况下的数值应用。
2007-05-15 physics.ins-det
A Lightweight Field Cage for a Large TPC Prototype for the ILC
我们已经开发和建造了一个原型时间投影室的研究和开发研究的检测器在国际直线对撞机的字段笼。该原型内径为72厘米，长度为61厘米。场笼壁的设计是针对辐射长度的1.21%的低材料预算和Delta（E）/（E）小于或等于10^-4的漂移场均匀性进行优化的。自2008年11月以来，该原型已成为DESY综合测试光束设置的一部分，并用作基于微图案气体探测器的读出设备开发的测试室。
2010-06-16 hep-ex physics.ins-det
Cosmic ray tests of a GEM-based TPC prototype operated in Ar-CF4-isobutane gas mixtures: II
沿焊盘行方向的空间分辨率进行了测量与基于GEM的TPC原型未来的直线对撞机实验，以了解其性能的轨道与有限的投影角度相对于焊盘行法线。由于角垫效应的分辨率的退化被证实是一致的预测一个简单的计算，考虑到簇的大小分布和雪崩波动。
2014-04-03 hep-ex physics.ins-det
MWPC prototyping and performance test for the STAR inner TPC upgrade
研制了新型STAR内时间投影室（iTPC）多壁投影室扇形样机，并在X射线测试系统上进行了测试。在山东大学建立的丝室，丝张力精度优于6 $\%$，丝间距精度优于10 $μ$ m。用$^{55}$ Fe X射线源测得气体增益均匀性和能量分辨率分别优于1 $\%$（RMS）和20 $\%$（FWHM）。iTPC升级项目将替换所有24个STAR TPC内部扇区，作为RHIC束流能量扫描第二阶段计划的关键探测器升级。测试结果表明，所构建的iTPC样机满足项目要求。
2018-05-10 physics.ins-det
Analysis of test beam data taken with a prototype of TPC with resistive Micromegas for the T2K Near Detector upgrade
本文评估了为T2K ND280升级设计的HA-TPC原型，采用ERAM技术，在DESY测试束下测得空间分辨率优于800微米、dE/dx分辨率优于10%，模拟与数据吻合，满足实验要求。
2023-05-16 physics.ins-det
Development of the Front-End Electronics for PandaX-III Prototype TPC
粒子和天体物理学氙实验III（PandaX-III）是一个寻找无中子双β衰变（NLDBD）的实验，使用200千克放射纯高压气态氙TPC，两端装有Micromegas探测器，中间装有阴极。一个小型TPC配备了7个Microbulk Micromegas检测器被开发作为原型检测器。按照X-Y设计，从一个Micromegas模块读出128个通道，其中条带的间距为3 mm（每个方向64个通道）。高度集成的前端电子设备由4个前端卡组成，具有1024个读出通道，用于读出Micromegas阳极信号的电荷，整形后对波形进行整形，并将压缩数据发送到DCM板。前端电子器件的基石是一个64通道专用集成电路，它基于开关电容阵列。前端电子器件的积分非线性小于1%，1 pC。每个读出通道的噪声（RMS）小于0.9 fC，峰值时间为1微秒，范围为1 pC。利用~（56）Fe和~（137）Cs两种放射性源，进行了前端电子学与原型TPC的联合测试，重建了7 Micromegas的命中图。
2018-06-25 eess.SP physics.ins-det
Numerical study of track distortion in the Large Prototype TPC with end-plate based on bulk Micromegas
国际大型探测器时间投影室（ILD-TPC）的当前$\mathrm{R}\&\mathrm{D}$活动涉及采用微图案器件用于气体放大级。7 Micromegas模块，其中委托的大型原型TPC（LPTPC）在DESY的端板上，测试与5 GeV的电子束，在1 T的磁场。在实验期间，在这些模块的边界处观察到信号灵敏度降低以及重构轨道中的失真。模块边界附近的静电场不均匀性被认为是这些观察结果背后的可能主要原因。在目前的工作中，这一假设已被探索使用加菲尔德模拟框架。通过适当的简化，可以包含问题的计算复杂性。与实验结果的定性和定量协议已取得。已经提出了使用相同的模拟框架来缓解问题的可能性。
2020-05-28 hep-ex physics.ins-det
Twin GEM-TPC Prototype (HGB4) Beam Test at GSI and Jyväskylä - a Development for the Super-FRS at FAIR
FAIR[1]设施是一个研究离子和反质子束的国际加速器中心。它正在德国达姆施塔特建造，作为目前GSI研究所的扩展。该设施的一个主要部分将是Super-FRS[2]分离器，该分离器将包括在项目建设的第一阶段。NUSTAR实验将受益于Super-FRS，它将提供前所未有的放射性离子束（RIB）范围。这些实验将在三个不同的分支中使用不同能量和特性的束流;高能量利用在生产过程中产生的相对论能量为300-1500 MeV/u的RIB，低能量分支旨在使用0-150 MeV/u范围内的束流，而环分支将冷却和储存NESR环中的束流。Super-FRS束流诊断室的主要任务是设置和调整分离器，以及提供跟踪和逐事件粒子识别。赫尔辛基物理研究所和GSI的探测器实验室和实验电子学正在联合研发GEM-TPC探测器，该探测器可以满足这种跟踪探测器在跟踪效率、空间分辨率、计数率能力和动量分辨率方面的要求。目前的原型是该类型的第四代，是同一容器内的两个双配置GEM-TPC。这意味着GEM-TPC中的一个在中间平面w.r.t.另一个2016年，该室在于韦斯屈莱加速器上用质子射弹进行了测试，在GSI上用铀、碎片和碳束进行了测试。
2017-11-22 physics.ins-det
Super-FRS GEM-TPC Prototype Development Based on n-Xyter Asic for the FAIR Facility
FAIR设施是一个研究离子和反质子束的国际加速器中心。它正在德国达姆施塔特建造，作为目前GSI研究所的扩展。该设施的一个主要部分将是Super-FRS分离器，该分离器将包括在项目建设的第一阶段。NUSTAR实验将受益于Super-FRS，它将提供前所未有的放射性离子束（RIB）范围。这些实验将在三个不同的分支中使用不同能量和特性的束流;高能量利用在生产过程中产生的相对论能量为300-1500 MeV /u的RIB，低能量分支旨在使用0-150 MeV/u范围内的束流，而环分支将冷却并在NESR环中存储束流。Super-FRS束流诊断室的主要任务是设置和调整分离器，以及提供跟踪和逐事件粒子识别。赫尔辛基物理研究所、夸美纽斯大学和GSI的探测器实验室和实验电子学正处于GEM-TPC探测器的联合研发阶段，该探测器可以满足这种诊断和跟踪室在跟踪效率、空间分辨率、计数率能力和动量分辨率方面的要求。将展示第一个原型的当前状态和使用安装在GEMEX卡上的n-Xyter芯片的测试光束活动S417的初步结果。
2016-12-16 physics.ins-det
Performance evaluation of a GEM-based readout module for the ILC TPC with a large aperture GEM-like gating device by a beam test
在国际直线对撞机（ILC）上利用反冲质量技术对希格斯玻色子进行精确测量时，需要有较高的动量分辨率。国际大型探测器（ILD）设计为通过MPGD读出时间投影室（TPC）满足这一要求，该时间投影室提供约200个采样点，每个采样点的空间分辨率为100 $μ$ m，在3.5 T的磁场中运行。然而，存在一个潜在的问题，即在端平面检测器模块中的气体放大过程中产生的许多正离子将流回到TPC的漂移体积中并使其电场失真。这些正离子必须在到达漂移体积之前通过门控装置去除。我们已经开发了一种类似GEM的门控装置（门控箔），以防止离子回流到漂移体积，并评估其性能。在DESY进行了性能测量，使用5 GeV电子束和1 T磁场中的大型原型TPC。我们已经测量了我们的MPGD模块配备的门控箔和电子传输率的门控设备的空间分辨率。这是世界上第一个配备高性能选通设备的“无线”TPC的测试束实验。在这份报告中，我们提出了我们的空间分辨率和电子传输率的结果。
2020-02-27 physics.ins-det
Activity report of ILD-TPC Asia group
ILD-TPC亚洲组的目标是实现以气体电子倍增器（GEM）为中心跟踪器的高精度时间投影室（TPC）。作为LCTPC合作的一员，我们一直在研究许多研发项目，以构建真正的探测器。本文介绍了我们为实现ILD-TPC所做的努力，大型原型TPC的试验束流结果，局域场畸变，正离子效应和门器件，以及ILD-TPC的关键冷却电子学。
2014-03-30 physics.ins-det
Cosmic ray tests of a GEM-based TPC prototype operated in Ar-CF4-isobutane gas mixtures
在未来的直线对撞机实验中，掺有CF 4的氩气由于其漂移电子的横向扩散小，特别是在强磁场下，有望成为用于时间投影室（TPC）的良好候选气体。为了证实这种气体混合物优于传统的TPC气体，我们进行了宇宙射线测试，使用GEM基TPC主要在0 - 1 T轴向磁场下的Ar-CF 4-异丁烷混合物中操作。给出了气体增益、横向扩散常数等气体特性的测量结果以及空间分辨率的测量结果。
2023-03-21 hep-ex physics.ins-det
A Prototype Combination TPC Cherenkov Detector with GEM Readout for Tracking and Particle Identification and its Potential Use at an Electron Ion Collider
正在开发一种原型探测器，它结合了用于带电粒子跟踪的时间投影室和用于粒子识别的切伦科夫探测器的功能。TPC由一个10 × 10 × 10 cm 3漂移体积组成，其中电荷漂移到10 × 10 cm 2三重GEM检测器。在由2x 10 mm 2 V形焊盘组成的读出平面上测量电荷，V形焊盘在V形方向上提供每点约100微米的空间分辨率以及dE/dx信息。探测器的切伦科夫部分由第二个10 × 10 cm 2的三重GEM组成，顶层有一个光敏CsI光电阴极。该探测器测量由高于阈值的高速粒子在TPC的漂移气体中产生的切伦科夫光。CF 4或CF 4混合物将用作漂移气体，其对UV光高度透明，并且可以提供用于检测切伦科夫光子的优异效率。漂移气体也用作两种GEM探测器的工作气体。原型探测器已经建成，目前正在实验室中用源和宇宙射线进行测试，计划今后进行更多的测试，以便在测试束中研究探测器。
2015-12-17 nucl-ex physics.ins-det
A Time Projection Chamber for High-Rate Experiments: Towards an Upgrade of the ALICE TPC
时间投影室（TPC）是一种用于超高多重性事件的三维跟踪和粒子识别的强大探测器。它是许多实验的中央跟踪装置，例如欧洲核子研究中心的ALICE实验。然而，开关静电门的必要性，这防止了在放大区域中产生的离子进入漂移体积的MWPC，限制了其应用的触发速率的顺序为1 kHz。通过气体电子倍增器（GEM）箔而不是比例线的电荷放大提供了对离子回流的内在抑制，尽管没有达到与选通栅极相同的水平。详细的蒙特卡罗模拟已经表明，由于来自后向漂移离子的残余空间电荷引起的失真可以被限制到几cm，并且因此可以使用标准校准技术来校正。一个原型GEM-TPC已建成的最大的有效体积迄今为止，这种类型的探测器。它已被委托与宇宙学和粒子束在FOPI实验在GSI，并用于物理测量与π介子束。对于ALICE TPC在CERN LHC的未来操作，预计2019年以后的Pb-Pb碰撞率将达到50 kHz，计划用GEM探测器取代现有的MWPC，以连续的无闪烁读出模式操作，从而使事件率增加100倍。作为研发计划的第一步，内部读出室的原型配备了大尺寸的GEM箔，并暴露于来自CERN PS的质子、π介子和电子束。在本文中，新的结果显示关于离子回流，空间和动量分辨率的FOPI GEM-TPC，探测器校准，和dE/dx分辨率与两个探测器原型。将讨论用于ALICE的具有连续读出的GEM-TPC的前景。
2013-03-26 physics.ins-det
First tests of a Micromegas TPC in a magnetic field
自2003年夏天以来，大型Micromegas TPC原型（1000个通道，50 cm漂移，50 cm直径）已在Saclay的2T超导磁体中运行。本文介绍了这种装置和宇宙射线试验的初步结果。使用更简单的探测器与激光源，X射线枪和放射性源的额外的测量进行了讨论。介绍了Micromegas TPC的漂移速度和增益测量、电子附着和老化研究。特别是，使用模拟和测量，它表明，一个$Argon-CF_4$混合物是最佳的操作在未来的直线对撞机。
2004-12-10 physics.ins-det
Performances of two resistive MicroMegas prototypes for the Time Projection Chambers of the T2K Near Detector upgrade
T2K是一个长基线中微子实验，自2009年以来一直在运行，提供了一些世界领先的中微子振荡参数测量。已提议对T2K的近距离探测器ND 280进行升级。它包括安装两个新的时间投影室（TPC），这两个室基于一种新的读出技术：电阻阳极MicroMegas（RMM）。该技术有望减少电子通道的数量，同时保持或改善当前ND 280 TPC的批量MicroMegas性能。已经进行了一系列测试，并正在进行进一步的研究，以验证这种方法。两个RMM原型进行了研究，在专门的波束测试。到目前为止，所有的结果，其中一些仍然是初步的，表明一个更好的性能可以实现，即使与更大的垫，由于RMM的优势。
2020-05-12 physics.ins-det
Performances of a GEM-based Time Projection Chamber prototype for the AMADEUS experiment
大量的高能重离子实验成功地使用了时间投影室作为中心跟踪器和粒子识别探测器。然而，新的高速粒子实验对TPC的性能要求大大超过了传统的多丝正比室（MWPC）的TPC读出能力。气体电子倍增器（GEM）探测器作为放大器件，在提高TPC性能方面具有很大的潜力。在本文中，我们提出了一种新的基于GEM的TPC探测器的研发活动，作为AMADEUS内部的原型，AMADEUS是一个新的实验方案，在DAFNE对撞机在Atenatori Nazionali di Frascati（INFN），旨在进行测量的低能量负K介子相互作用的核。为了评估GEM-TPC的性能，已经实现了漂移间隙高达15 cm的10 × 10 cm 2原型。该探测器在Paul Scherrer Institut（PSI）的pM 1束流设备上进行了测试，使用的是低动量的π介子和质子，没有磁场。测量了氩-异丁烷混合气体的漂移特性，并与Magboltz预测进行了比较.检测效率和空间分辨率作为大量参数的函数，如气体增益，漂移场，前端电子阈值和粒子动量，进行了说明和讨论。粒子识别能力和测量的能量分辨率在异丁烷为基础的气体混合物也报告。
2013-02-13 hep-ex physics.ins-det
A tagged low-momentum kaon test-beam exposure with a 250L LAr TPC (J-PARC T32)
2010年初，我们在J-PARC PAC上提出了一个R $&$ D计划，该计划针对大型（100千吨级）液氩TPC，适合于与J-PARC中微子束一起研究中微子扇区中CP破坏的可能性并寻找核子衰变。作为第一步，我们提出了一个测试实验，以确定和测量带电的K介子，包括他们的衰变，在液氩。探测器，一个250升LAr TPC，暴露于带电的K介子，在540-800 MeV/c的动量范围内，在J-PARC慢提取设施的K1.1BR光束线。这对于估计在带电K介子模式（$p \rightarrow \barν K^+$等）中核子衰变搜索的效率和背景是特别重要的，其中K介子动量预计在几百MeV/c范围内。2010年秋季，K1.1BR光束线中的原型装置已经曝光。本文介绍了光束线的能力，探测器原型的建设和设置，以及一些初步的结果。
2011-05-29 physics.ins-det
Development of a Time Projection Chamber Using Gas Electron Multipliers (GEM-TPC)
我们研制了一个用于高能重离子碰撞实验的气体电子倍增器（GEM-TPC）时间投影室。为了研究其性能，我们进行了3种气体（Ar（90%）-CH 4（10%），Ar（70%）-C2 H6（30%）和CF 4）的束流测试。探测效率为99%，空间分辨率为79 $μ$ m的焊盘-行方向和313 $μ$ m的漂移方向。测试结果表明，GEM-TPC满足高能重离子碰撞实验的要求。介绍了GEM-TPC的结构和性能。
2006-09-23 physics.ins-det
Cosmic Ray Tests of the Prototype TPC for the ILC Experiment
时间投影室（TPC）是国际直线对撞机（ILC）实验中心跟踪器的有力候选者，我们已经在高达4 T的磁场下进行了一系列宇宙线实验，使用了一个小型的TPC原型，其读出装置为多丝正比室（MWPC）或气体电子倍增器（GEM）。我们首先证实了在4 T的强轴向磁场下，MWPC读出不能作为ILC-TPC的后备选项，因为其空间分辨率严重受到线平面附近的所谓E x B效应的影响。GEM读出，另一方面，被发现是几乎没有的E × B效应，如预期的，并给出了由漂移电子的横向扩散（扩散限制）确定的分辨率。此外，与MWPC相比，GEM允许更广泛的气体混合物选择。在我们迄今为止尝试的气体中，Ar-CF 4-异丁烷的混合物，其中MWPC可能易于放电，似乎有希望作为ILC-TPC的工作气体，因为其小的扩散常数，特别是在强磁场下。我们报告测量的漂移特性的混合物，包括扩散常数作为电场的函数，并将它们与Magboltz的预测进行比较。还提出了一个基于GEM的ILC-TPC的空间分辨率估计的测量与原型。
2009-05-18 hep-ex physics.ins-det
Spatial resolution of a GEM readout TPC using the charge dispersion signal
国际直线对撞机（ILC）的探测器的中央带电粒子跟踪器正在考虑采用大体积的时间投影室（TPC）。为了满足具有可管理数量的读出焊盘和电子通道的~100微米的ILC-TPC空间分辨率挑战，正在开发微图案气体检测器（MPGD），其可以使用宽度与比例线/阴极焊盘TPC相当的焊盘。我们已经建立了一个原型GEM读出TPC与2毫米x 6毫米的垫使用的新概念的电荷分散在MPGD与电阻阳极。在无磁场的Ar/CO_2（90：10）宇宙线实验中，测量了小角度径迹的横向分辨率与漂移距离的关系。具有电荷分散读出的GEM-TPC分辨率明显优于用常规直接电荷读出技术进行的先前测量。
2006-10-26 physics.ins-det
Discharge probability studies with multi-GEM detectors for the ALICE TPC Upgrade
大型时间投影室（TPC）是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中跟踪和识别带电粒子的主要装置。在2019-2020年的第二次长时间关闭之后，LHC将以高达50 kHz的相互作用速率提供Pb束碰撞，这大约是TPC目前读出速率的50倍。为了充分利用LHC的潜力，TPC读出室将升级为气体电子倍增器（GEM）技术。为了确保升级后的腔室在恶劣的LHC环境中的稳定行为，启动了一项专门的研发计划，以优化GEM堆的几何形状及其在放电方面的高压配置。我们总结了用高度电离α粒子照射的3-和4-GEM原型进行的放电概率测量。
2018-07-09 physics.ins-det
Spatial Resolution of a Micromegas-TPC Using the Charge Dispersion Signal
国际直线对撞机的时间投影室将需要测量大约200个轨道点，分辨率接近100 $μ$ m。微图案气体检测器（MPGD）读出TPC可以利用使用亚毫米宽度焊盘的现有技术以检测器成本和复杂性的大幅增加为代价来实现期望的分辨率。我们最近应用了一个新的MPGD读出概念的电荷分散的原型GEM-TPC和实现良好的分辨率与垫的宽度类似的比例线TPC的可行性。用Micromegas TPC放大级重复电荷分散研究。我们在这里提出我们的第一个结果Micromegas-TPC分辨率与电荷色散。与Micromegas读出的TPC分辨率相比，我们早期的创业板的结果和预期的分辨率从电子统计和横向扩散在气态TPC。
2005-10-11 physics.ins-det
Results from a Prototype Combination TPC Cherenkov Detector with GEM Readout
组合时间投影室-切伦科夫原型探测器已被开发作为未来电子离子对撞机探测器研发计划的一部分。该原型在费米实验室试验束设施进行了测试，以提供原理证明，证明该探测器能够测量粒子轨迹，并在一个共同的探测器体积内提供粒子识别信息。TPC部分由一个10 x10 x10 cm 3的场笼组成，它将电荷从磁道传递到10 x10 cm 2的四重GEM读出器。通过在2x 10 mm 2锯齿形焊盘阵列上插入簇的命中位置来重建磁道。切伦科夫组件由分割成3x 3正方形焊盘的10 x10 cm 2读出平面组成，也耦合到四重GEM。当径迹穿过TPC的漂移体积时，所产生的切伦科夫光能够通过构成场笼一侧的稀疏排列的导线逃逸，面对切伦科夫探测器的CsI光阴极。切伦科夫检测器因此在无窗、接近聚焦配置中操作以获得高效率。纯CF 4用作两个检测器组件的工作气体，主要是由于其对深紫外线的透明度以及其高N 0。从光束测试的结果，以及其粒子ID能力的结果将进行讨论。
2019-04-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Study of the response of a large volume TPC prototype for the CYGNO experiment at LNGS
本研究针对CYGNO实验的50升大体积TPC原型LIME开展校准与稳定性研究，提出环境效应控制方法与新型数据均衡技术，初步验证了定向暗物质探测的技术路线。
2025-10-01 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the drift field in the ARGONTUBE LAr TPC with 266~nm pulsed laser beams
ARGONTUBE是一种液氩时间投影室（LAr TPC），具有由Greinacher电压倍增器电路原位产生的漂移场。我们目前的结果上的漂移场分布的测量ARGONTUBE使用直电离轨道产生的强紫外激光束。我们的分析是基于一个简化的模型的充电的多级Greinacher电路来描述的电压场笼环。
2014-10-30 hep-ex physics.ins-det
A GEM based TPC for beam monitoring
近年来，气体电子倍增器已被证明是高束流率下可靠的放大级，并且也可用于时间投影室。本课题组研制了1 dm $^3$活性体积双GEM TPC，空间分辨率为50 $μm$和280 $μ$ m。定制设计的FPGA数据采集系统可实现约100 kHz $\cdot$ mm $^{-2}$的速率能力，提供出色的逐道位置和角度信息，分别优于0.1 mm和1 mrad。该系统的宽动态范围使得能够使用电离测量从$^{4}$ He到$^{86}$ Kr进行识别。其中两个TPC计划以串联模式运行，以过滤关闭时间粒子并实现更高的角分辨率。
2020-09-04 hep-ex physics.ins-det
A TPC with Triple-GEM Gas Amplification and TimePix Readout
我们目前的测量与创业板为基础的TPC原型和TimePix CMOS ASIC作为电荷收集阳极。在DESY的5 GeV电子束中进行了小型原型测试。测试了不同的GEM方向和几何形状。它示出的点分辨率为短的漂移距离优于20微米。在100 MHz时钟频率下，时间分辨率优于10 ns。此外，与放大的像素大小的实验研究解决。为了研究更长漂移距离的性能，在波恩运行了一个漂移长度为26 cm的腔室。还使用GEM和TimePix进行读出，记录了宇宙μ子和Sr90源的数据。空间分辨率和集群特性的漂移距离的依赖进行了研究。
2009-01-30 hep-ex physics.ins-det
Test of a Liquid Argon TPC in a magnetic field and investigation of high temperature superconductors in liquid argon and nitrogen
本文介绍了在0.55 T磁场中对小型液氩时间投影室（LAr TPC）进行的宇宙线μ子实验。未观察到磁场对成像特性的影响。鉴于未来大型磁化LAr TPC，我们研究了直接在探测器的LAr中操作高温超导（HTS）螺线管的可能性。在液氮和液氩温度下测量了高温超导电缆在外加磁场中的临界电流$I_c$，并制作了一个小型的高温超导螺线管原型。
2010-10-27 physics.ins-det
Scintillation light production, propagation, and detection in the 4-ton dual-phase LAr-TPC demonstrator (data analysis and simulations)
深层地下中微子实验（DUNE）远探测器（FD）将由四个10千吨液态氩（LAr）时间投影室（TPC）组成，使用单相和双相技术。双相技术预见到在信号收集之前在气相中的电荷放大，并且遵循分阶段的方法来证明其在DUNE FD规模上的可行性。2017年，一个3 x 1 x 1 m $^3$体积的4吨演示器暴露于宇宙μ子，并在电荷提取和光收集方面展示了预期的性能。一个更大的原型（ProtoDUNE-DP），有效体积为6x6 x6米$^3$，目前正在欧洲核子研究中心调试。在这些探测器中的光子探测系统是至关重要的，以提供触发信号，给出一个绝对的时间参考的电荷采集系统的罕见的非束事件，并提供补充量热法。概述了对4吨演示器中收集的光的分析。这些原型证实了光检测系统的性能，以基于闪烁光信号提供触发，表征LAr对交叉μ子的响应并监测LAr纯度。分析的数据进行了比较与MC模拟，以改善了解较少的LAr光学参数，如瑞利散射长度的值。
2019-11-15 physics.ins-det
Electroluminescence collection cell as a readout for a high energy resolution Xenon gas TPC
AXEL是一种高压氙气TPC探测器，用于无中微子双β衰变研究。我们使用比例闪烁模式与一个新的电致发光光探测系统，以实现高能量分辨率的大型探测器。该检测器还具有跟踪能力，这使得显着的背景抑制。为了展示我们的检测技术，我们构建了一个10 L的原型检测器，充满了高达10 bar的氙气。在122 keV处，原型探测器获得的能量分辨率为4.0 $\pm$ 0.30 $\%$，外推到$^{136}$的$0νββ$衰变Q值时，对应于0.9 ~ 2.0%.
2017-11-24 hep-ex physics.ins-det
AXEL: High-pressure Xe gas TPC for BG-free $0\nu2β$ decay search
AXEL是一个高压氙气时间投影室，用于无中微子双β衰变（0 n2 b）研究。AXEL具有称为ELCC的独特读出系统，该系统具有细胞结构和光电传感器，以检测电离电子产生的电致发光。我们证明了ELCC的性能与一个小的原型探测器（AXEL-HP 10 L）。在0 n ~ 2b Q值处，能量分辨率为0.82 - 1.74%（FWHM）。我们正在构建一个新的原型（AXEL-HP 180 L），以研究在0 n2 b的Q值的能量分辨率与单元结构的ELCC的新设计，新开发的电子板，场成形电极，和Cockcroft-Walton型高压电源。对于未来的1吨级大型AXEL探测器，我们正在开发新的背景减少技术;机器学习，正离子检测和主动屏蔽选项的拓扑识别。
2019-10-01 physics.ins-det
LIME -- a gas TPC prototype for directional Dark Matter search for the CYGNO experiment
本文介绍了CYGNO实验50升气体TPC原型LIME的设计与性能测试，通过X射线源评估其稳定性与能量分辨率，并结合蒙特卡洛模拟分析地下背景，为方向性暗物质探测演示装置优化提供关键依据。
2023-06-29 physics.ins-det
HARPO: beam characterization of a TPC for gamma-ray polarimetry and high angular-resolution astronomy in the MeV-GeV range
时间投影室（TPC）可用于通过将光子转换成e+e-对来测量伽马射线的偏振，其具有在MeV-GeV能量范围内的优异的角度精度和灵敏度。气密性氩偏振仪（HARPO）原型的建立，以证明这一概念。它最近在日本的NewSUBARU设施的偏振光子束中进行了测试。我们提出了这个数据采集运行，它证明了HARPO TPC的出色性能。
2015-03-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Time Projection Chamber (TPC) Detectors for Nuclear Astrophysics Studies With Gamma Beams
在美国的HIgS设施和预计在ELI-NP设施，现在在罗马尼亚建造的伽玛束，提出了独特的新的机会，以推进核天体物理学的研究;其中最重要的是解决开放的问题，在恒星氦燃烧过程中通过精确测量12 C（a，g）反应的氧形成。时间投影室（TPC）探测器与低压气体（作为一个积极的目标）的工作非常适合这样的研究。本文综述了HIγS装置光读出TPC（O-TPC）和ELI-NP装置电子读出TPC（ELITPC）的研究进展和未来计划。
2018-12-22 nucl-ex physics.ins-det
The Forward TPC system of the NA61/SHINE experiment at CERN: a tandem TPC concept
本文介绍了在CERN SPS加速器上进行的NA 61/SHINE实验的前向时间投影室（FTPC）系统。该TPC系统采用了一种新颖的串联TPC设计，以减少源于粒子轨迹与事件触发器不同步的背景。FTPC系统由具有交替漂移场方向的三个室组成。这些腔室直接安装在NA 61/SHINE探测器的束线区域，在中等到高强度（10-100 kHz）的强子或离子束中。串联TPC系统已被证明是能够拒绝的时间背景轨道不与主要的相互作用。此外，该系统执行跟踪和包容性的dE/dx粒子识别的粒子和附近的光束动量。这表明，基于串联TPC的腔室设计也可以用于需要低材料预算、跟踪能力和需要dE/dx粒子识别的其他实验应用中，同时存在相对高的粒子通量。
2020-07-17 hep-ex physics.ins-det
Design and performance of a high-pressure xenon gas TPC as a prototype for a large-scale neutrinoless double-beta decay search
本文介绍了一种用于大规模无中微子双β衰变研究的具有电致发光细胞读出结构的高压氙气时间投影室。为了评估探测器的性能并验证其设计，正在建造一个180 L的原型，并已进行了部分探测器的调试。在511 keV下，4.0 bar下获得的能量分辨率为1.73 $\pm$ 0.07%（FWHM）。用外推法估计$^{136}$无中微子双β衰变β衰变Q值的能量分辨率在0.79 ~ 1.52%（FWHM）之间。重建的事件拓扑显示了跟踪终点所特有的模式，该模式可用于区分$0νββ$信号和伽马射线背景。
2020-02-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Searching for short baseline anomalies with the LAr-TPC detector at shallow depths
ICARUS合作组成功地运行了GranSasso实验室的液体氩时间投影室（LAr TPC）、一种新型的连续灵敏的泡室中微子探测器和来自CERN SPS的地下中微子束。ICARUS现在可以在8 GeV的FNAL-Booster上移动，以便在距离目标较浅和较短的距离内搜索LSND类中微子电子异常，其中三个实验将同时研究三个不同位置的中微子。新的和实质性的修改，以使ICARUS可操作的存在下，这样一个大的宇宙射线μ子背景。
2014-08-27 physics.ins-det
Performance of a MICROMEGAS-based TPC in a high-energy neutron beam
MICROMEGAS（MICRO-MEsh Gaseous Structure）电荷放大结构在许多检测应用中得到了广泛的应用，特别是作为时间投影室（TPC）的电荷读出的增益级。在这里，我们报告的MICROMEGAS TPC的行为时，在高能量（高达800兆电子伏）的中子束操作。据发现，中子引起的反应可以引起放电，在一些漂移气体的混合物是稳定的，在没有中子束。放电由靠近MICROMEGAS的反冲离子引起，其沉积高比电离密度并具有有限的扩散时间。对于二元漂移气体，增加分子组分（骤冷气体）相对于惰性组分的百分比并且在较低压力下操作通常改善稳定性。
2017-12-04 nucl-ex physics.ins-det
Design Studies for a TPC Readout Plane Using Zigzag Patterns with Multistage GEM Detectors
一个新的时间投影室（TPC）目前正在开发中的sPHENIX实验在RHIC。TPC将在每一端使用多级GEM探测器读出，并将被分为半径约40个焊盘层。每个衬垫层都需要提供~250微米的空间分辨率，这必须以最小的通道数实现，以便最大限度地降低检测器的总成本。目前的建议是将焊盘制成锯齿形，以增强相邻焊盘之间的电荷共享。这将允许将命中位置内插到高精度的可能性，从而导致比读出焊盘的2 mm间距好许多倍的位置分辨率。本文讨论了为优化TPC读出板锯齿形焊盘的尺寸和形状而进行的各种模拟研究，以及制造过程中的技术挑战。本文还描述了在实验室中使用高度准直X射线源进行测量获得的第一个原型读出板的性能。
2018-01-08 physics.ins-det
Simulating the Charge Dispersion Phenomena in Micro Pattern Gas Detectors with a Resistive Anode
国际直线对撞机（ILC）的TPC将需要测量大约200个轨道点，横向分辨率接近100微米。分辨率的目标是超越传统的比例线/阴极垫TPC和微图案气体检测器（MPGD）的能力正在开发，以满足这一挑战。然而，标准MPGD读出技术将难以实现如最初设想的具有2 mm X 6 mm焊盘的ILC-TPC分辨率目标。对较小宽度焊盘的提议将提高分辨率，但将需要更大数量的读出通道并增加TPC检测器的成本和复杂性。电荷分散的新MPGD读出概念具有在不诉诸较窄焊盘的情况下实现ILC-TPC分辨率目标的潜力。这是最近在宇宙射线测试的一个小型原型TPC读出MPGD使用电荷分散技术证明。在这里，我们描述的电荷分散现象的MPGD-TPC的模拟。详细的模拟包括初始电离团簇、电子漂移、扩散效应、本征探测器脉冲形状和电子学效应。模拟结果与实验数据吻合良好，可用于优化TPC的MPGD电荷色散读出。
2006-05-15 physics.ins-det
Progress on a spherical TPC for low energy neutrino detection
球形TPC的新概念针对具有低阈值和背景的相对大的目标质量，保持了极其简单和鲁棒的操作。这种装置将为探测中微子-核相互作用开辟道路，尽管这是一个标准过程，但由于中微子引起的核反冲能量较低，因此仍未被探测到。介绍了在萨克雷研制第一个1 m $^3$样机的进展情况。这种装置的其他物理学目标可能包括超新星探测、低能中微子振荡和中微子非标准性质的研究等。
2005-11-26 physics.ins-det
TPC development by the LCTPC collaboration for the ILD detector at ILC
国际直线对撞机（ILC）的国际大型探测器（ILD）需要显着改进的子探测器系统，以符合预期的性能。它的中心跟踪探测器是一个时间投影室（TPC），它配备了微图案气体探测器（MPGD）读出模块。LCTPC合作成立于2007年，旨在设计基于MPGD的TPC，并构建和测试演示模块。为此，在汉堡的DESY建立了一个实验装置，自2010年以来，在许多成功的测试光束活动中研究了四种不同的读出概念。可以证明，可以达到所需的横向和纵向空间点分辨率。此外，一个新的门控概念的开发，可以有效地消除离子回流，而轻微降低检测器的性能。
2022-03-07 physics.ins-det
Absolute Momentum Calibration of the HARP TPC
在HARP实验中，大角度谱仪使用圆柱形TPC作为主要的跟踪和粒子识别探测器。在HARP测量质子与核靶大角度相互作用中带电π介子的双微分产生截面时，TPC中重构径迹的动量尺度是大多数运动仓最重要的系统误差。HARP TPC在运行时存在一些硬件缺陷和操作错误。因此，重要的是控制和表征其动量校准。虽然不可能将直接粒子束输入TPC的敏感体积中以校准检测器，但是利用一组物理过程和检测器特性来实现设备的精确校准。在下文中，我们回顾了关于HARP TPC中动量测量的主要问题，并描述了为验证动量尺度而进行的交叉检查。结果表明，动量的测量在3%的精度范围内是正确的。
2008-04-30 physics.ins-det
Recent Performance Studies of the GEM-based TPC Readout (DESY Module)
对于计划中的国际直线对撞机（ILC）上的国际大型探测器（ILD），预计将时间投影室（TPC）作为主要的跟踪探测器。为了达到所需的点分辨率，微模式气体检测器（MPGD）将用于放大阶段。一个读出模块使用的堆栈的三个气体电子倍增器（GEM）的气体放大在DESY开发和测试在DESY II测试束设施。在介绍了读出模块和基础设施的测试束设施，性能相关的单点和双击中的分辨率，这些模块的。其次是系统的粒子识别能力的结果，使用特定的能量损失dE/dx，和模拟研究，旨在调查和量化高粒度对dE/dx分辨率的影响。此外，还介绍了一种新的和改进的TPC场笼和用于测试束的LYCORIS大面积硅带望远镜。LYCORIS光束望远镜预计将提供粒子轨迹的精确参考，以验证大型TPC原型测量的动量分辨率。为此，它正在所谓的PCMAG（持续电流磁铁）内的测试束设施中进行安装和测试。
2020-06-24 hep-ex physics.ins-det
