The ArgoNeuT Detector in the NuMI Low-Energy beam line at Fermilab
ArgoNeuT液氩时间投影室在费米实验室NuMI束线的长时间运行期间收集了数千个中微子和反中微子事件。本文重点介绍了探测器的主要布局和相关技术特点，包括低温设备、时间投影室、读出电子学和离线数据处理。探测器调试阶段，物理运行，和第一中微子事件显示也报告。在数据采集过程中，电离电子漂移速度和寿命的检测器的主要工作参数的表征，在液体氩中，通过去μ介子数据获得完成本报告。
2012-06-05 hep-ex physics.ins-det
Improved Limits on Millicharged Particles Using the ArgoNeuT Experiment at Fermilab
在费米实验室，用ArgoNeuT探测器暴露于主注入器束的中微子中，对毫荷电粒子进行了搜索，这是标准模型的一个简单扩展。ArgoNeuT液氩时间投影室探测器通过检测可见电子反冲来搜索毫荷电粒子。我们寻找一个事件签名与两个软命中（兆电子伏级的能量沉积）与上游目标对齐。对于$1.0$ $\times$ $10^{20}$质子在靶上的探测器曝光，观察到一个候选事件，与预期背景一致。这种搜索对电荷在$10^{-3}e$和$10^{-1}e$之间、质量在$0.1$ GeV到$3$ GeV范围内的毫荷电粒子敏感。这种测量提供了在这个大的未探索的参数空间区域中对毫荷电粒子的主要约束。
2020-08-13 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Performance of cryogenic charge readout electronics with the ARGONTUBE LAr TPC
Argontube是一种液态氩时间投影室（TPC），电子漂移长度可达5米，配备有低温电荷敏感前置放大器。在这项工作中，我们提出了其性能的结果，包括新的低温电荷敏感前置放大器与以前使用的室温操作的电荷前置放大器的比较。
2014-10-30 hep-ex physics.ins-det
Impact of xenon doping in the scintillation light in a large liquid-argon TPC
氙掺杂液氩的使用是大型纯液氩TPC的一种有前途的替代方案。掺氙液氩不仅增强了光的产生，减轻了由于杂质而可能造成的抑制，而且增加了闪烁光的波长，扩大了有效的瑞利散射长度，改善了检测均匀性。ProtoDUNE Dual-Phase是一个300吨有效体积的LAr TPC，是深层地下中微子实验（DUNE）的原型，DUNE是一个用于长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的双站点实验。Protodune Dual-Phase在欧洲核子研究中心用纯液态氩和氙掺杂液态氩收集宇宙μ介子数据一年多。将介绍闪烁光中氙的存在的影响及其与纯液氩数据的比较。这些结果是感兴趣的任何未来的大型LAr TPC。
2021-09-13 hep-ex physics.ins-det
The DarkSide-20k TPC and Underground Argon Cryogenic System
黑暗面-20 k（DS-20 k）将利用液态氩的物理和化学特性，直接寻找暗物质。TPC将采用具有许多新颖特性的紧凑集成设计，以实现地下氩气的\SI{20}{t}基准体积。地下氩（UAr）来自地下CO $_2$井，并耗尽放射性同位素$^{39}$ Ar，大大提高了实验对暗物质相互作用的灵敏度。DS-20 k的UAr的$\mathcal{O}$（\SI{100}{t}）的采购和运输成本很高，已经设计、建造和测试了专用的单闭环低温系统来处理有价值的UAr。我们提出了DS-20 k TPC设计和UAr低温系统的第一个结果的概述。
2022-11-21 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
TPB-coated Light Guides for Liquid Argon TPC Light Detection Systems
液氩时间投影室（LArTPC）中的光检测系统需要检测氩闪烁期间产生的128 nm光。大多数探测器使用四苯基丁二醇（TPB）将光波长转换到光电倍增管（PMT）可见的范围内。这些程序总结了涂覆有TPB基质的光导的特性，该基质在UV透射丙烯酸中比现有的LArTPC光收集系统更紧凑。
2013-07-30 hep-ex physics.ins-det
Millicharged Particles in Liquid Argon Neutrino Experiments
我们研究了液态氩（LAr）中微子探测器寻找毫荷电粒子的潜力，这是标准模型的一个很好的扩展。位于撞击目标的强质子束下游的探测器可能暴露于大通量的毫荷电粒子。毫荷电粒子相互作用主要是通过低动量交换产生电子反冲事件附近的检测器阈值。最近，费米实验室的ArgoNeuT探测器展示了亚MeV的探测能力，这是一种暴露于NuMI中微子束的小型LAr探测器。尽管高背景率和它的小尺寸，我们表明，ArgoNeuT是能够探测未探索的参数空间与其现有的数据集。特别是，我们表明，在LAr探测器的出色的空间分辨率允许拒绝背景，需要两个软命中，与上游目标对齐。我们进一步讨论了这些类型的搜索在未来更大的LAr中微子探测器，如DUNE近探测器的前景。
2019-08-01 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Design and operation of ARGONTUBE: a 5 m long drift liquid argon TPC
液态氩时间投影室（LArTPC）是未来大质量中微子观测站和质子衰变研究的主要探测器。在本文中，我们提出的设计和操作，以及实验结果ARGontube，LArTPC正在运行的AEC-LHEP，伯尔尼大学。该探测器的主要目标是证明在液氩中长距离电荷漂移的可行性。LArTPC技术的许多其他方面也进行了研究，如电压倍增器，以产生高电压的液氩（格雷纳赫电路），低温净化系统和应用的多光子电离液氩的紫外激光。第一次观测和研究了由宇宙μ子和紫外激光束脉冲引起的轨迹，漂移距离可达5米，这是迄今为止达到的最长距离。
2013-05-31 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction for Liquid Argon TPC Neutrino Detectors Using Parallel Architectures
中微子是很少相互作用的粒子，因此识别它们需要产生大量数据的大型探测器。随着探测器尺寸的增加，以现有的计算能力处理这些数据变得越来越困难。在液氩时间投影室（TPC）中，来自中微子相互作用的带电粒子产生电离电子，这些电离电子在电场中向一系列收集线漂移，收集线上的信号用于重建相互作用。目前在费米实验室收集数据的MicroBooNE探测器有8000根电线，而计划中的未来实验（如DUNE）将有100倍以上的电线，这意味着重建事件所需的时间将相应增加。液氩TPC重构代码的现代化，包括矢量化、并行化和GPU代码可移植性，将有助于缓解这些挑战。跨多个实验使用的\texttt{LArSoft} \xspace框架内的液氩TPC命中查找算法已经被矢量化和并行化。这在Intel架构上的独立版本中将算法的速度提高了十倍。此新版本已重新并入\texttt{LArSoft} \xspace，因此可普遍使用。这些方法也可应用于其他低层的线信号重建算法，如反卷积。本文将介绍这种现代化的液态氩TPC线改造的应用和性能。
2020-07-09 hep-ex physics.ins-det
Scintillation light detection in the long-drift ProtoDUNE-DP liquid argon TPC
ProtoDUNE-DP是一个6x6 x6 m3的液氩时间投影室（LArTPC），于2019-2020年在CERN的中微子平台上运行，作为DUNE远探测器的原型。DUNE是一个用于长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的双站点实验。这些探测器中的光信号对于提供精确的计时能力至关重要。在ProtoDUNE-DP中，宇宙μ子在LArTPC中产生的闪烁光由放置在距离相互作用点7 m处的光电倍增管（PMT）收集。闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对一些液态氩特性的理解。
2021-06-29 hep-ex physics.ins-det
Q-Pix: Pixel-scale Signal Capture for Kiloton Liquid Argon TPC Detectors: Time-to-Charge Waveform Capture, Local Clocks, Dynamic Networks
提出了一种用于千吨级液态氩时间投影室（TPC）探测器的电离信号捕获和波形数字化方案。该方案基于像素级自触发“电荷积分/复位”模块、以不受约束的频率运行的本地时钟和动态建立的数据网络。该计划有利于详细捕获的波形的任意复杂性从一系列不同的时间间隔，其中每个对应于一个固定的电荷积分。基于本征$^{39}$ Ar衰变电流的绝对电荷自动校准过程是主要的益处。具有自引导网络生成功能的扁平电子架构可提供极高的抗单点故障能力。集成的光子探测，虽然高度投机，也可能是可能的。目标是优化发现潜力。很多事情都可能处于危险之中。
2018-09-26 hep-ex physics.ins-det
Testing of High Voltage Surge Protection Devices for Use in Liquid Argon TPC Detectors
本文介绍了高压压敏电阻和气体放电管压敏电阻作为液氩时间投影室探测器浪涌保护器件的性能。在空气（室温）和液态氩（90~K）中表征了每种类型器件的绝缘和箝位行为，并验证了它们在低温条件下在高电压和高能量浪涌下的鲁棒性。在150 kV高压放电过程中的保护液氩中的脆弱组件也被证明。对每件器械进行氩污染和发光效应测试，并将两者限制在预期不会对液态氩时间投影室功能产生显著影响的水平。这两种设备的研究被证明是适合于高压浪涌保护应用在低温探测器。
2014-06-23 hep-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
A Factor of Four Increase in Attenuation Length of Dipped Lightguides for Liquid Argon TPCs Through Improved Coating
本文介绍了在液氩时间投影室中制造探测闪烁光用光导的新技术。这些可以用于未来的中微子实验，如SBND和DUNE。这些新的结果建立在浸涂技术，以前报道，并在这里进行审查。该方法的改进表明，与过去的研究相比，光导的衰减长度提高了四倍。测得的衰减长度>2 m，与材料的体衰减长度一致。本文提供了机械浸渍系统的示意图。该系统显示出导致涂层具有< 10%的变化
2016-04-11 hep-ex physics.ins-det
Anode-Coupled Readout for Light Collection in Liquid Argon TPCs
本文将讨论一种在地下超大型液氩时间投影室中读出光子探测器信号的新方法。在该设计中，来自光收集系统的信号经由电容板耦合到TPC线平面。然后，使用与电荷信息相同的电缆和电子器件读出该信号。这极大地有利于光收集：它消除了对独立读数的需要，大大降低了成本;它减少了TPC蒸汽区域中可能产生杂质的电缆数量;并且它减少了低温恒温器壁中可能导致热泄漏和潜在故障点的馈电线数量。我们目前的实验结果表明，一个LArTPC线平面的光子探测器信号的灵敏度。我们还模拟了1 $μ$ s的成形时间和2 MHz的采样率对这些信号在噪声的存在下的效果，并发现可以实现$\sim$ 30 ns的单个光电子定时分辨率。
2015-07-08 hep-ex physics.ins-det
Demonstration of a Lightguide Detector for Liquid Argon TPCs
我们报告了使用丙烯酸光导检测器系统在液氩中进行光检测的演示。这为开发用于大型液态氩时间投影室的廉价、大面积光收集系统提供了机会。该指南是由丙烯酸，与TPB嵌入在一个表面涂层与匹配的折射率。我们研究的早期闪烁光产生的5.3兆电子伏α的响应。我们测量的涂层响应平均为7至8个PE，而理想的预期平均为10个PE。我们估计光沿光导条的衰减长度大于0.5 m。涂层的响应和衰减长度可以得到改善，但是，我们表明，这些结果已经足够触发在一个大型检测器。
2011-01-15 hep-ex physics.ins-det
Performance of a 250L liquid Argon TPC for sub-GeV charged particle identification
作为下一代中微子和核子衰变探测器研制计划的一部分，我们研制了基准质量为150 kg的液态氩TPC探测器。本文介绍了粒子识别性能的检测器使用定义良好的带电粒子（π介子，K介子和质子）的动量约800 MeV/ $c$在J-PARC K1.1 BR束线获得的研究。
2012-06-09 hep-ex physics.ins-det
A pressurized argon gas TPC as DUNE near detector
DUNE是一个新的中微子物理和核子衰变研究的国际实验。它将由两个相距约1300公里的探测器组成，暴露在费米实验室建造的多兆瓦中微子束下。两个探测器中的一个将安装在中微子产生点下游几百米处，其主要作用是表征束流的能谱和成分，并对中微子截面进行精确测量。对于这种所谓的近探测器的设计，DUNE合作组织正在考虑采用加压氩气时间投影室等技术。这样的探测器，由于其低密度和低检测阈值，将允许在氩中详细测量中微子相互作用顶点处的核效应，这被认为是目前中微子振荡测量的最重要的系统不确定性来源之一。
2016-10-25 hep-ex physics.ins-det
Scintillation light detection in the 6-m drift length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
深地下中微子实验（DUNE）是长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的前沿实验。ProtoDUNE-Dual Phase（DP）是一个6x6 x6 m $^3$液氩时间投影室（LArTPC），于2019-2020年在CERN中微子平台上运行，作为DUNE远探测器的原型。在ProtoDUNE-DP中，LArTPC中宇宙μ子产生的闪烁和电致发光由放置在离电离轨道7米远的光电倍增管收集。在本文中，我们提出了性能的ProtoDUNE-DP光子探测系统，比较不同的波长移动技术和使用的氙掺杂LAr作为一个有前途的选择，为未来的大型LArTPC。闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对液态氩特性的理解。
2021-11-18 hep-ex physics.ins-det
Muon-induced background to proton decay in the $p \rightarrow K^{+}ν$ decay channel with large underground liquid argon TPC detectors
LBNE和LAGUNA-LBNO等大型液氩TPC探测器计划将能够测量质子寿命，其性能将优于质子衰变通道$p \rightarrow K^{+}ν$中的切伦科夫探测器。在为这种实验所建议的大深度处，宇宙成因μ子簇中可能产生一个不可忽略的孤立带电K介子源。我们提出了一个宇宙成因μ介子背景质子衰变的$p \rightarrow K^{+}ν$通道的估计。在MUSIC框架下模拟了μ子向4km深度的输运，并利用Geant 4软件模拟了μ子和次级粒子向20 kt LAr圆柱靶的输运。考虑100年的暴露时间，根据我们的模拟预测，在90 $\%$ CL下，$< 0.0012$事件率/kt/年。
2015-04-24 hep-ex physics.ins-det
Benchmarking TPB-coated Light Guides for Liquid Argon TPC Light Detection Systems
来自液态氩的闪烁光在128 nm处产生，因此在用于液态氩时间投影室（LArTPC）的光检测系统中必须被移位到可见波长。迄今为止，设计已经在光电倍增管（PMT）上或放置在PMT前面的板上采用了四苯基丁二烯（TPB）涂层。最近，提出了一种使用TPB涂覆的光导的新方法。在本文中，我们表明，在紫外线透射（UVT）丙烯酸基质中涂有TPB的光导的响应与使用聚苯乙烯（PS）基质的涂层非常相似。我们获得了三个更高的光输出比以前报道的光导的一个因素。本文提供了有关光导响应的信息，以便在未来的LArTPC模拟中对这些信息进行建模。本文还确定了光导响应的潜在改进的研发领域
2014-03-02 hep-ex physics.ins-det
A Novel Cosmic Ray Tagger System for Liquid Argon TPC Neutrino Detectors
费米实验室的短基线中微子（SBN）计划旨在利用其三个探测器（SBND，MicroBooNE和ICARUS-T600）观察和重建数千个中微子-氩相互作用，使用数百吨液态氩时间投影室执行丰富的物理分析计划，特别是专注于寻找无菌中微子。由于探测器的深度相对较浅，穿过其体积的宇宙射线粒子的连续通量引入了一个恒定的背景，该背景可能被错误地识别为感兴趣事件的一部分。在这里，我们提出了宇宙射线标签（CRT）系统，一种新的技术来标记和识别这些交叉粒子使用闪烁模块，测量它们的时间和坐标相对于事件内部的中微子探测器，因此减轻其影响的事件跟踪重建。
2016-12-14 hep-ex physics.ins-det
Improved TPB-coated Light Guides for Liquid Argon TPC Light Detection Systems
在用于液氩时间投影室（LArTPC）的光探测系统中，必须将液氩（LAr）中产生的闪烁光从128 nm移至可见波长。迄今为止，LArTPC光收集系统已经在光电倍增管（PMT）或放置在PMT前面的板上采用了四苯基丁二烯（TPB）涂层。最近，提出了一种使用TPB涂覆的光导的新方法。在本文中，我们报告了在空气中测量时具有超过100 cm的改进衰减长度的光导。这是为未来LArTPC开发米级光导的重要一步。改进来自于使用一种新的丙烯酸基涂料，钻石抛光铸造紫外线传输丙烯酸酒吧，和手工浸渍技术，以涂层酒吧。我们讨论了一个模型，连接杆在空气中的响应，在液态氩中的响应，并比较这在液态氩中采取的数据。模型的预测和测量的响应之间的良好的协议，在液态氩表明，在空气中的表征是足够的棒材生产的质量控制。该模型可用于未来实验的光波导模拟。
2015-03-25 hep-ex physics.ins-det
First operation of a liquid Argon TPC embedded in a magnetic field
我们首次在高达0.55 T的磁场中运行了液态氩TPC。我们表明，探测器的成像性能不受磁场的存在。电离粒子的磁弯曲允许区分它们的电荷并估计它们的动量。这些数字到目前为止还无法在非磁化液态氩TPC中获得。
2004-12-14 physics.ins-det
Overhaul and Installation of the ICARUS-T600 Liquid Argon TPC Electronics for the FNAL Short Baseline Neutrino Program
ICARUS T600液氩（LAr）时间投影室（TPC）于2016-2017年在CERN进行了大修，为FNAL在短基线中微子（SBN）计划中的运行做准备。这包括对光电倍增管系统和TPC有线读出电子设备进行重大升级。完整的TPC线读出电子连同新的线偏置和互连方案进行了描述。新的信号馈通法兰的设计也是此次大修的基础部分，其主要特点是将所有电子元件集成到信号法兰上。还描述了FNAL T600探测器中安装的完整TPC电子链的初始功能测试。
2020-11-25 hep-ex physics.ins-det
Geometry-driven impact of photosensor placement on S2-based XY reconstruction in a dual-phase argon TPC
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究探讨了光电传感器布局对双相氩时间投影室中S2基XY重建的影响，通过几何学分析揭示了探测器几何参数优化的重要性。
2026-02-09 hep-ex physics.ins-det
Liquid Argon TPC Signal Formation, Signal Processing and Hit Reconstruction
本文描述了费米实验室为ArgoNeuT和MicroBooNE实验开发的重建链的早期阶段。这些实验研究发生在液氩时间投影室中的加速器中微子相互作用。重建在这些相互作用中产生的粒子的性质需要微物理过程的知识，影响电离电子的产生和传输到读出系统。开发了导线信号去卷积技术，以将导线信号转换为用于命中重建的标准形式，以去除电子线路中的伪影并去除相干噪声。
2017-03-11 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
Study of ionization signals in a TPC filled with a mixture of liquid Argon and Nitrogen
本文报道了在充有液态氩并掺有不同比例氮的时间投影室（TPC）中宇宙线μ子和康普顿电子电离径迹信号的证据。这项研究已经进行了鉴于可能使用的液态氩/氮TPC的氮吸收光谱，一个有前途的技术，用于安全和医疗应用的共振带中的伽马射线的检测。
2008-09-18 physics.ins-det
A steerable UV laser system for the calibration of liquid argon time projection chambers
一些液态氩时间投影室（LAr TPC's）正在建造或建议用于长基线和短基线束的中微子实验。对于这些探测器，由于几何或物理原因导致的漂移场的失真可能会影响事件的重建。根据TPC的几何形状和电漂移场强度，这种失真可能与漂移场本身具有相同的幅度。最近，我们提出了一种方法来校准漂移场和纠正这些可能的失真。虽然直线宇宙射线μ子轨道可以用于校准，但多重库仑散射和动量不确定性只允许有限的分辨率。相反，UV激光器可以在液态氩中产生直的电离轨道，并允许人们沿着TPC内体积中的不同路径映射漂移场。在这里，我们提出了一个紫外激光馈通设计与可操纵的紫外镜浸没在液体氩气中，可以指向激光束在许多位置通过TPC。直线电离路径对漂移场失真敏感，这些失真与线性光学路径的拟合允许提取漂移场，通过使用沿着整个TPC体积的这些激光轨迹，可以获得3D漂移场图。紫外激光馈通组件是该系统的原型，将用于费米国家加速器实验室（FNAL）的MicroBooNE实验。
2014-10-04 hep-ex physics.ins-det
SPY: A Magnet System for a High-pressure Gaseous TPC Neutrino Detector
本文提出SPY磁体系统概念设计，兼具提供径迹分析所需磁场和作为高压气体氩TPC压力容器的双重功能，服务于DUNE近探测器方案。
2024-04-02 hep-ex physics.ins-det
Observation of the Dependence of Scintillation from Nuclear Recoils in Liquid Argon on Drift Field
我们用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所生产的低能脉冲窄带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），研究了LAr-TPC中反冲核的闪烁光产额。布置液体闪烁计数器以检测和识别LAr-TPC靶中散射的中子并选择反冲核的能量。本文报道了11 keV核反冲产生的液氩闪烁对漂移场的显著依赖性。这一观察结果很重要，因为迄今为止，对稀有液体TPC暗物质搜索灵敏度的估计是基于这样一个假设，即电场对核反冲的光产额只有很小的影响。
2013-12-16 hep-ex physics.ins-det
The Yale Lar TPC
本文简要介绍了耶鲁大学研制的液氩时间投影室（LAr TPC），并给出了它首次用宇宙射线校准的结果。
2007-08-07 hep-ex physics.ins-det
DarkSide50 results from first argon run
Gran Sasso地下实验室的DarkSide（DS）是一个基于TPC的直接暗物质搜索计划，该计划使用来自地下源的液态氩。装有50公斤液态氩的DS-50 TPC安装在中子和μ子探测器内。DS-50自2013年11月以来一直在收集数据，收集了超过10^7个与大气氩有关的事件。该数据代表暴露于最大背景，39 Ar的β衰变，与使用地下氩气的DS-50的完整3年运行相当。当用一个阈值进行分析时，在100 GeV的WIMP质量下，整个运行的灵敏度约为10^-45 cm 2，没有观察到39 Ar背景。我们目前的检测器的设计和性能，从大气氩气运行的结果和计划的高档到一个多吨的检测器及其灵敏度。
2015-01-15 hep-ex physics.ins-det
Measurements of Inclusive Muon Neutrino and Antineutrino Charged Current Differential Cross Sections on Argon in the NuMI Antineutrino Beam
ArgoNeuT合作提出了测量包含μ子中微子和反中微子带电电流微分截面氩费米实验室NuMI束在低能量反中微子模式下运行。结果报告在9.6 GeV（中微子）和3.6 GeV（反中微子）的平均中微子能量，在范围$0^\circ < θ_μ< 36^\circ$和$0 < p_μ< 25$ GeV/ $c$，中微子和反中微子的μ介子的角度和动量。
2014-06-10 hep-ex physics.ins-det
Towards a liquid Argon TPC without evacuation: filling of a 6 m^3 vessel with argon gas from air to ppm impurities concentration through flushing
在本文中，我们提出了一个成功的实验测试填充体积为6米$^3$与氩气，从正常的环境空气和减少杂质含量下降到几个百万分之一（ppm）的氧当量。通过测量Ar气体的闪烁光的慢分量直接监测该污染水平，该慢分量对直接影响氩闪烁的杂质的{ \it all}源敏感。
2010-09-22 physics.ins-det
First Operation of a Resistive Shell Liquid Argon Time Projection Chamber -- A new Approach to Electric-Field Shaping
我们提出了一种新的技术，用于在时间投影室（TPC）中使用载碳聚酰亚胺箔的电场的成形。该技术允许TPC的有源体积附近的无源材料的最小化，并且因此能够减少源自放射性衰变或材料本身上的散射的背景事件。此外，箔的高且连续的电阻率限制了每单位面积的功率耗散，并最小化了在电场击穿的情况下损坏的风险。用称为“外壳”的电阻塑料薄膜结构代替传统的场笼，减少了TPC内的组件数量，因此减少了操作检测器时的潜在故障点。成功地测试了具有这种电阻性外壳和由相同材料制成的阴极的原型液氩（LAr）TPC，用于在高达约1.5 kV/cm的电场值下的长期操作。实验表明，利用这种新技术成功地在液化贵气探测器中产生和整形电场是可行的。
2019-03-29 hep-ex physics.ins-det
First Run of the LArIAT Testbeam Experiment
LArIAT（Liquid Argon In A Testbeam）旨在表征液氩时间投影室（LArTPC）对现有和计划中的探测器中经常被视为~1 GeV中微子相互作用终态产物的粒子的响应。该实验使用ArgoNeuT低温恒温器及其翻新的170升有效体积TPC放置在费米实验室测试束设施（FTBF）的高能π介子束产生的可调三级束线中。TPC被修改以适应冷读出电子设备和光收集系统。第一次运行发生在2015年5月至6月，收集的数据将有助于理解电子复合行为，簇射重建，粒子识别，μ子符号确定，氩中的π介子和K介子相互作用，以及闪烁光用于量热法。
2015-11-01 hep-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
Feasibility of high-voltage systems for a very long drift in liquid argon TPCs
本文综述了在液态氩TPC中产生漂移电场的高压系统的设计。在正在进行的实验中，系统能够近似。在长达1.5 m的长度上，对于0.5 - 1 kV/cm的漂移场，可实现100 kV。介绍了两种采用不同方法的探测器：（1）ICARUS-T600探测器，其系统由外部电源、高压馈电管和电阻式电压降能器组成;（2）ArDM-1t探测器，其在液氩体积内具有低温Greinacher高压倍增器。对于大规模的液态氩TPC，可能需要提供2MV的系统来获得大约1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 20米。通过外推现有的设计，这样一个系统的可行性进行评估。
2010-09-24 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
Liquid Argon TPC Trigger Development with SBND
短基线近探测器（SBND）是一个112吨有效质量的液态氩时间投影室（LArTPC），将于2020年在费米实验室的助推中微子束线上开始运行。它的主要物理目标包括中微子-氩相互作用截面的高统计测量和寻找无菌中微子振荡，作为组成费米实验室短基线中微子（SBN）计划的三个LArTPC的一部分。此外，SBND还作为未来LArTPC探测器的研发平台，例如深部地下中微子实验（DUNE）所采用的探测器。SBND旨在解决的DUNE的技术挑战之一是利用TPC信号信息的有效自触发。这种能力将使在DUNE远探测器中搜索罕见的过程成为可能，例如来自潜在的银河系超新星爆发或质子衰变的中微子相互作用。这些会议记录描述了SBND TPC读出系统和正在进行的研发工作，以开发和展示有效的基于TPC的自触发。
2019-10-18 physics.ins-det
High-Pressure Gaseous Argon TPC for the DUNE Near Detector
DUNE近探测器设计由多个组件组成，每个组件的设计都是为了对振荡分析的通量和中微子相互作用系统不确定性产生互补约束。其中一个子探测器是磁化高压氩气体TPC（HPgTPC），它将在低密度探测器中提供细粒度的跟踪，使用与DUNE远探测器相同的靶核。由于其粒子探测的低动量阈值，HPgTPC将能够限制振荡分析中最关键的--也是最不容易理解的--不确定性之一：中微子-氩相互作用中的核效应。这些会议记录描述了HPgTPC的当前设计、物理目标和预期性能，以及费米实验室正在进行的研发工作，其中正在建造一个测试台TPC，并将在高达10个大气压的压力下运行。
2019-10-14 physics.ins-det
Free electron lifetime achievements in Liquid Argon Imaging TPC
液氩成像TPC（LAr-TPC）技术成功的一个关键特征是对电负性杂质的工业净化，特别是氧和氮残留物，这些杂质必须通过过滤和再循环液氩连续保持在非常低的水平。改进的纯化技术已应用于INFN-LNL实验室的120升LAr-TPC测试设施。利用μ介子径迹测量了液态氩中的自由电子寿命。在这里观察到的短路径长度（30厘米）是由在海平面上的宇宙射线μ子的特定电离作为漂移距离的函数的观测的高精度补偿。自由电子寿命为（21.4+7.3-4.3）ms，即在90% C. L.已经在稳定条件下观察了数周，对应于约15 ppt（万亿分之一）的残余氧当量。在500 V/cm下，自由电子速度为1.5 m/ms。在LAr-TPC中，超过15 ms的自由电子寿命对应于例如在5 m的漂移路径之后小于15%的衰减，从而为具有特别长的漂移距离的LAr-TPC的操作开辟了道路。
2010-02-02 physics.ins-det
Measurement of the attenuation length of argon scintillation light in the ArDM LAr TPC
本文报道了ArDM暗物质实验中吨级液氩靶中闪烁光衰减长度的测量结果。数据记录在实验的第一次地下操作中，以单相操作模式进行。通过比较来自39-Ar和83 m-Kr的光产额光谱与具有全光线追踪模型的ArDM设置的描述来实现结果。一个相对较低的值接近0.5米被发现的衰减长度的液氩散装到自己的闪烁光。我们将此结果解释为液态氩中存在光学活性杂质，这些杂质未被安装的纯化系统过滤。我们还提出了用于填充的氩气的分析，并讨论了各种分子在真空紫外线中的截面，以满足大型液氩装置的纯度要求。
2016-11-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Recent updates on the ArDM project: A Liquid Argon TPC for Dark Matter Detection
ArDM是新一代的WIMP探测器，它将同时测量液体氩的闪烁和电离产生的光和电荷。我们的目标是建造、表征和操作1吨液氩地下探测器。该项目依赖于将电离产生的电子从液体提取到检测器的气相中的可能性，以放大并用大型电子倍增器检测器读出。氩VUV闪烁光必须用波长移位器（例如四苯基丁二醇）转换，以便由具有双碱光电阴极的光电倍增管检测。本文介绍了基于LEM的电荷读出和光读出系统的研究与开发情况，以及首次在全尺寸探测器上进行的温、冷氩气光读出试验。
2008-10-24 physics.ins-det
Stable operation with gain of a double phase Liquid Argon LEM-TPC with a 1 mm thick segmented LEM
本文介绍了小型液氩大电子倍增器时间投影室（LAr LEM-TPC）的实验结果。这种探测器概念提供了一种能够进行电荷放大的3D跟踪和量热装置，适用于下一代中微子探测器，并可能直接用于暗物质搜索。在一个装有10 $\times$ 10 cm $^2$读出器的3 lt电离室的测试中，在三周的数据采集期间记录了宇宙μ子数据。最大增益达到6.5，液氩保持足够的纯度以确保20 cm的漂移（O（ppb）~O $_2$当量）。
2010-10-12 physics.ins-det
First Demonstration of Imaging Cosmic Muons in a Two-Phase Liquid Argon TPC using an EMCCD Camera and a THGEM
大型两相液氩时间投影室（LAr TPC）是未来长基线中微子实验的一个建议选择。这项研究说明了使用EMCCD相机捕获在两相LAr TPC采用THGEM的单宇宙事件引起的光的可行性。Andor iXon Ultra 897 EMCCD相机通过硼硅酸盐玻璃观察口安装在Liverpool两相LAr TPC上。相机成功地捕捉到了由宇宙事件引起的THGEM孔产生的二次闪烁光。对不同EMCCD增益的相机的光收集能力进行了评估。对于64的THGEM增益和1000的EMCCD增益，以6的平均信噪比捕获清晰图像。结合相机图像、PMT信号和THGEM电荷数据，对宇宙μ子直线径迹进行了初步的三维重建。重建的宇宙μ子轨道被用来确定THGEM增益和校准EMCCD图像的强度水平。
2015-07-23 physics.ins-det
DarkSide-20k: Next generation Direct Dark Matter searches with liquid Argon
DarkSide-20k是在建的下一代双相液氩暗物质直接探测实验，通过低放射性氩气、内外反符合探测器及新型低温硅光电倍增管实现近乎无本底，可探测极低截面的WIMP-核子相互作用，本文重点介绍其光电探测器建造与内反符合测试流程。
2023-12-06 hep-ex physics.ins-det
Study of charging-up of PCB planes for neutrino experiment readout
本研究针对大型液体氩TPC中双面金属化打孔PCB阳极的电荷读出技术，在意大利LNL利用单面打孔PCB原型机进行宇宙射线测试，首次证实了绝缘体表面电荷积累对漂移电子轨迹的聚焦效应。
2024-07-26 hep-ex physics.ins-det
A novel architecture for DAQ in multi-channel, large volume, long drift Liquid Argon TPC
近年来，人们对多吨级液氩时间投影室（LAr TPC）产生了很大的兴趣。物理问题是非常具有挑战性的，但是自由电子的长漂移和足够长的寿命的技术问题至今没有解决。还应该考虑到这样大的体积所需的极大量的通道。在本文中，我们提出了一个架构的DAQ，是基于最近的发展，在消费电子产品，提供了一个相当有趣的价格，旨在高分辨率的三角积分转换的组件。这种类型的ADC在HEP实验中根本不受欢迎，在HEP实验中，通常应该转换和记录与事件相关的信号，这些信号在时间上定义明确（触发）。然而，在LAr-TPC中，我们必须处理应连续转换和记录的波形，这是delta-sigma ADC应用的最重要情况。
2006-05-15 physics.ins-det
Energy reconstruction of electromagnetic showers from $π^0$ decays with the ICARUS T600 Liquid Argon TPC
我们讨论了ICARUS T600探测器在电磁簇射重建中的能力，通过对2001年帕维亚表面测试运行的212个事件的样本进行分析，这些事件是强子相互作用导致$π^{0}$介子产生的。发展了簇射能量和簇射方向的测量方法，并重建了光子对的不变质量。发现（$γ$，$γ$）不变质量与$π^0$质量值一致。发现重建的$π^0$质量的分辨率等于27.3%。为了从拥挤环境中测量的事件中清除完整事件样本而进行的改进分析（主要是由于触发条件）给出了16.1%的$π^0$质量分辨率，显著优于针对完整事件样本评估的质量分辨率。至少四个光电倍增管信号重合的触发要求有利于选择具有强烈堆积的宇宙射线轨道和相互作用的事件。因此，许多候选$π^0$事件被其他轨道严重污染，不得不被拒绝。对强子和中微子相互作用中产生$π^0$的事件进行了蒙特卡罗模拟，证实了簇射能量和簇射方向重建方法应用于实际数据的有效性。
2008-12-12 hep-ex physics.ins-det
Characterization of UV optical components for photon detector calibration in liquid argon TPCs
Argonne National Laboratory (ANL)（阿贡国家实验室）；South Dakota School of Mines and Technology（南达科他矿业理工学院）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）
本文研究了用于液态氩时间投影室紫外光校准的光学组件特性，通过实验验证了其在极低温下的稳定性和可靠性，为大规模低温探测器的校准提供了重要参考。
2026-02-27 hep-ex physics.ins-det
