Ton-scale Xenon Gas TPC for $0νββ$ Search at Atmospheric Pressure
University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）
本文提出一种常温常压运行的吨级氙气时间投影室，利用事件拓扑高效抑制γ本底，实现约10^27年灵敏度的无中微子双β衰变搜索。
2026-11-03 hep-ex physics.ins-det
A 83Krm Source for Use in Low-background Liquid Xenon Time Projection Chambers
本文报道了一种用于校准低本底两相液体氙探测器的活性炭基Kr-83 m源的测试。通过Rb-83的衰变产生的Kr-83 m原子通过使氙气流过Rb-83源而被引入氙检测器。9.4通过液体氙闪烁和电离探测到衰变83 Krm核的keV和32.1keV跃迁。本文分析了Kr-83 m源的特性，表明它适合于低本底液体氙探测器。Kr-83 m的引入允许在低能量下快速、定期校准低本底惰性液体探测器。
2010-04-29 physics.ins-det
Liquid xenon in nuclear medicine: state-of-the-art and the PETALO approach
液体氙具有几个有吸引力的特性，这使得它适合于应用于核医学，例如高闪烁产额和快闪烁衰减时间，优于目前使用的晶体。自90年代以来，已经进行了几次尝试来构建基于液体氙的正电子发射断层成像扫描仪，其可以分为两种不同的方法：一方面，检测TPC中的电离电荷，另一方面，用光电倍增管检测闪烁光。PETALO（Positron Emission Tof Apparatus with Liquid XenOn）是一种将液体氙光电池和硅光电倍增器结合起来的新型读出装置。第一次蒙特卡洛调查指出，这项技术将提供一个很好的固有的时间分辨率，这使得有可能测量飞行时间与高效率。此外，液体氙对UV和蓝色波长的透明性打开了利用闪烁和切伦科夫光用于高灵敏度TOF-PET的可能性。
2017-12-15 physics.ins-det
MiX: A Position Sensitive Dual-Phase Liquid Xenon Detector
随着双相氙探测器技术的成熟，对稀有事件探测的高效率，对双相氙探测器精确表征的需求也在增长。密歇根氙探测器的建造是为了研究大能量范围内液体氙中粒子相互作用的微观物理学，以探索液体氙中辐射探测的各个方面。我们报道了一种小型三维位置敏感双相液体氙时间投影室的设计和性能，该室具有高光产额（$L_y^{122}=15.2 $ pe/keV，零场），长电子寿命（$τ> 200 μ$ s）和优异的能量分辨率（$σ/E = 1\%$，在200 V/cm的漂移场中，1,333 keV的伽马射线）。具有如此高能量分辨率的液体氙时间投影室不仅可以用于暗物质直接探测研究，而且可以用于无中微子双β衰变实验和其他应用。
2015-10-26 physics.ins-det
Direct observation of bubble-assisted electroluminescence in liquid xenon
用CCD摄像机观察了浸没在液体氙中的厚气体电子倍增器（THGEM）电极下液体氙中气泡的形成。随着THGEM两端的电压，气泡的出现与α粒子轨道的电离电子诱导的电致发光信号相关。这证实了最近的间接证据，观察到的光子是由于电致发光内的氙蒸汽层被困在电极下。气泡似乎是由于从300 K到液体中的热流而自发出现的，或者是以受控的方式，通过用电阻丝局部沸腾液体。受控气泡形成导致约6，000个电离电子的σ/E约7.5%的能量分辨率。这一现象可能为大体积“局部双相”贵液TPC的概念铺平道路。
2015-09-08 physics.ins-det
Measurements of Angle-Resolved Reflectivity of PTFE in Liquid Xenon with IBEX
液体氙粒子探测器的性能依赖于出色的光收集效率。这取决于聚四氟乙烯（PTFE）在氙闪烁波长为178 nm处的高反射率，但这种反射率的角度依赖性还没有得到很好的理解。IBEX设计用于直接测量液体氙中PTFE反射的氙闪烁光的角分布。这些测量是完全由一个微物理反射率模型与自由参数很少。PTFE类型，表面光洁度，氙气压力和入射光的波长的依赖性进行了探讨。观察到全内反射，这导致镜面反射超过漫反射，并且对于高入射角反射率接近100%。
2020-03-30 physics.ins-det
Detection of Scintillation Light of Liquid Xenon with a LAAPD
本文报道了用大面积雪崩光电二极管在液体中首次观测到α粒子和γ射线引起的液体氙闪烁现象。用5.5 MeV α粒子和511 keV γ射线分别测量了10%的能量分辨率（FWHM）和小于1 ns的符合时间分辨率（FWHM）。氙闪烁光（波长178 nm）的光电二极管的量子效率估计为~ 100%。
2002-03-05 physics.ins-det
Thermodynamic Stability of Xenon-Doped Liquid Argon Detectors
液态氩探测器被广泛应用于核物理和粒子物理实验中。在氩气中加入少量的氙可以改变其闪烁、电离和电致发光特性，并可以提高其作为检测介质的性能。然而，液态氩-氙混合物会产生不稳定性，特别是在需要相变或利用高氙浓度的系统中。在这项工作中，我们讨论了这种不稳定性的原因，并描述了一个小的（升规模）装置，一个独特的低温电路专门设计用于处理氩氙混合物。该系统能够冷凝与O（1%）氙体积混合的氩气，并在氙饱和极限附近保持稳定的液体混合物，同时积极地使其在气相中循环。我们还展示了控制不稳定性，当探测器条件允许偏离优化设置。这一进展使未来的液氩探测器能够受益于高浓度氙掺杂的影响，例如更有效地检测低能电离信号。这项工作还开发了研究和减轻使用低浓度氙掺杂的大型氩探测器不稳定性的工具。
2022-09-12 physics.ins-det
Development of a TDC to equip a Liquid Xenon PET prototype
设计了一种用于液氙PET样机的时间数字转换器（CMOS 0.35 $ \mum）.该电路被证明能够在-120摄氏度下工作，同时显示250 ps的分辨率。该电路实现低读出死区时间（<90 ns），并提供完全同步的数字接口，便于数据检索。
2005-06-02 physics.ins-det
Direct comparison of high voltage breakdown measurements in liquid argon and liquid xenon
随着贵液时间投影室尺寸的增长，其高电压要求增加，并且需要对介电击穿和电致发光的开始进行详细的、可再现的研究以告知其设计。氙击穿装置（XeBrA）是一个5升低温室，用于表征液态氙和液态氩的直流高压击穿行为。在阴极-阳极间距为1 ~ 6 mm、电压差为75 kV的条件下，对面积达33 cm $^2$的电极进行了测试。观察到击穿电场与电极面积之间呈幂律关系。在相同的实验装置中，液氩和液氙的击穿行为是可比的。
2019-12-16 hep-ex physics.ins-det
Index of refraction, Rayleigh scattering length, and Sellmeier coefficients in solid and liquid argon and xenon
大型液氩探测器已广泛用于低速实验，包括暗物质和中微子研究。然而，在与当前和不久的将来的探测器相关的大尺度上，液态氩的光学性质还没有得到很好的理解。液态氩在闪烁波长处的折射率还没有被测量，并且当前的瑞利散射长度计算与测量不一致。此外，固体氩和固体氙在其闪烁波长处的瑞利散射长度和折射率以前没有被测量或计算过。我们引入了一个新的计算，使用现有的数据在液体和固体氩和氙外推的闪烁波长的光学性质，使用Sellmeier色散关系。
2017-08-11 physics.ins-det
Measurement of scintillation from proportional electron multiplication in liquid xenon using a needle
本研究提出在液氙中使用针状高压电极替代细线，成功演示了正比电荷倍增与次级闪烁产生，为开发大型单相双读出时间投影室电极结构奠定重要里程碑。
2024-01-04 physics.ins-det
Liquid Xenon Detectors for Particle Physics and Astrophysics
本文综述了近20年来液体氙探测器的发展及其在粒子物理、天体物理和医学成像实验中的应用。我们首先总结了液体氙作为辐射探测介质的基本性质，根据最新的理论和实验信息。在简要介绍了不同类型的液体氙探测器后，我们继续回顾了过去，现在和未来的实验，使用液体氙寻找罕见的过程和图像辐射在空间和医学。我们将介绍每个应用程序的基本科学动机和实验要求的简要调查，然后审查每个实验的基本特征和预期性能。在这十年内，以不同模式运行的大容量液体氙探测器似乎将有助于回答粒子物理学，天体物理学和宇宙学中一些最基本的问题，满足最苛刻的探测挑战。从MEG这样的实验，目前运行中最大的液体氙闪烁探测器，致力于罕见的mu -> e +伽马衰变，到未来的XMASS，它也只利用液体氙闪烁来解决罕见事件搜索的雄心勃勃的计划，到时间投影室的类别，如XENON和EXO，它们利用液体氙的闪烁和电离来获得暗物质和无中微子双β衰变，分别，我们预计在未来几年无可匹敌的性能和重要贡献的物理学。
2009-10-26 hep-ex physics.ins-det
First Imaging Results of a Bubble-assisted Liquid Hole Multiplier with SiPM readout in Liquid Xenon
首次给出了液体空穴倍增器（LHM）与四极硅光电倍增器（SiPM）阵列耦合后在液体氙中的成像结果。由5.5 MeV α粒子沉积在惰性液体中的电离电子被收集到厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔中，该电极具有被捕获在下面的氙气气泡。它们通过液-气界面漂移，在气泡内引起电致发光。由此产生的光子用Hamamatsu VUV 4 quad-SiPM阵列检测-提供具有6.6%的仅电荷RMS分辨率的沉积能量。图像重建分辨率估计为~200 um（RMS）。
2019-01-14 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
A flexible test facility for liquid xenon detector development
针对液态氙时间投影室规模扩大带来的工程挑战，本文介绍了一种大型灵活多功能测试设施，采用浸没式低温冷却系统，支持探测器关键方面开发，提升稳定性并提供多个应用示例。
2025-11-13 physics.ins-det
First observation of liquid-xenon proportional electroluminescence in THGEM holes
首次用光电倍增管记录了从浸没在液体氙中的厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔发射的辐射诱导比例电致发光紫外信号。使用0.4 mm厚的电极和0.3 mm直径的孔观察到显著的光子产率;在2 kV穿过THGEM时，光子产率估计为~600 UV光子/电子超过4pi。这可能为实现结合液体空穴倍增器（LHM）的新型单相贵液体辐射探测器铺平道路;提出了它们的概念。
2013-10-15 physics.ins-det
Feasibility Study to use Neutron Capture for an Ultra-low Energy Nuclear-recoil Calibration in Liquid Xenon
超低能量的核反冲测量在液体氙使用中子捕获的可行性进行了研究，为一个小的（亚千克）液体氙探测器，优化了高闪烁增益，和脉冲中子源。测量使用在中子俘获之后的去激发过程期间赋予氙核的反冲能量，其中迅速发射的$γ$级联可以由于动量守恒而为核提供高达$0.3$ keV $_\text{nr}$的反冲能量。一个成功的校准闪烁光子和电离电子产额低于这个能量将有助于更高的灵敏度液体氙实验中寻找轻WIMP。
2022-10-18 hep-ex physics.ins-det
Background Discrimination for Neutrinoless Double Beta Decay in Liquid Xenon Using Cherenkov Light
液态氙中的无中子双β衰变产生大量的切伦科夫光，其光子数和角分布将这些事件与普通背景区分开来。使用GEANT4模拟来模拟液体氙探测器中的切伦科夫光子产生和测量，并且使用多层感知器来分析所得到的分布以基于其切伦科夫光子对事件进行分类。我们的研究结果表明，一个温和的改进，无中微子双β衰变搜索的灵敏度是可能的，使用这种技术，但无中微子双β衰变和电子散射在液体氙中的运动学基本上限制了这种方法。
2018-12-13 nucl-ex physics.ins-det
Leakage Tests for Am-241 Solid Sources Used for Liquid Xenon Detector Monitoring
本文介绍了对用于监测液体氙探测器工作的固体Am-241放射源进行检验的实验测试。特别是，在极端温度条件下，在液氮中浸泡不同时间后，对放射性泄漏进行了测试。从所考虑的来源中没有检测到放射性损失。本文介绍了源的特性，测试方法和获得的结果。
2005-09-13 physics.ins-det physics.med-ph
Liquid Hole Multipliers: bubble-assisted electroluminescence in liquid xenon
在这项工作中，我们讨论了背后的机制，观察到在相对较低的电场中的厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔浸在液体氙大的电致发光信号。我们提出了强有力的证据表明，闪烁光产生的氙气气泡被困在下面的THGEM孔。该过程被证明是非常稳定的操作，在特定的热力学条件下，提供类似于目前的双相液体氙实验的能量分辨率。所观察到的机制可以作为液体空穴倍增器（LHMs）的发展的基础，能够产生本地电荷诱导的电致发光信号在大体积的单相贵液探测器的暗物质和中微子物理实验。
2015-05-13 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A Xenon Condenser with a Remote Liquid Storage Vessel
我们描述了氙液化系统的设计和操作，其中冷凝器与液体储存容器分离。冷凝器由脉冲管制冷机冷却，而容器仅由液体氙本身冷却。这种布置通过允许容易地接近容器的上凸缘和下凸缘而便于液体粒子探测器研究。我们发现，一个外部的氙气泵是有用的，以增加冷却功率被输送到容器的速率，我们提出的功率和效率的设备的测量。
2009-07-25 nucl-ex physics.ins-det
Attenuation of vacuum ultraviolet light in pure and xenon-doped liquid argon - an approach to an assignment of the near-infrared emission from the mixture
本文介绍了真空紫外光通过11.6cm长的纯氩和掺氙氩液氩池的透射实验结果。纯液氩在118 nm的实验短波长截止处没有衰减。基于保守的方法，可以推导出其自身闪烁光衰减长度的下限为1.10 m。将氙以百万分之几的浓度添加到液氩中，导致强氙相关的吸收特征，其用于最近发现的在电子束激发的液体氩-氙混合物中观察到的近红外发射的尝试性分配。三个吸收功能中的两个可以解释由受扰氙跃迁和第三个被困激子（Wannier-Mott）杂质状态。提供了连接140 nm处吸收线的等效宽度与氙浓度的校准曲线。
2015-11-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Large-Scale, Precision Xenon Doping of Liquid Argon
液态氩闪烁光的探测是当前和未来许多核/粒子物理实验的关键实验技术，如中微子物理、无中微子双β衰变和暗物质研究。虽然添加少量氙（掺杂）以提高光产额的想法引起了相当大的兴趣，但这种技术从未在必要的规模或精度上得到证明。在这里，我们报告氙掺杂在100升低温容器。以1.00 $\pm$ 0.06 ppm、2.0 $\pm$ 0.1 ppm、5.0 $\pm$ 0.3 ppm和10.0 $\pm$ 0.5 ppm的四种浓度进行氙掺杂。这些测量代表了出版时最精确的氙掺杂测量。我们观察到在掺杂剂浓度为10 ppm时，平均光产率增加了1.92 $\pm$ 0.12（系统）$\pm$ 0.02（统计）倍。
2021-06-23 physics.ins-det
Scalability, scintillation readout and charge drift in a kilogram scale solid xenon particle detector
我们报告了一个示范的可扩展性的光学透明的氙在固相用作粒子探测器以上的公斤级。我们采用液氮冷却的低温恒温器结合氙净化和冷却系统来测量闪烁光输出和电子漂移速度从固相和液相的氙。利用一套适用于低温应用的高量子效率光电倍增管测量密封放射源的闪烁光输出。我们观察到，在固相中的光子量减少相比，在液相中。我们使用传统的时间投影室系统来测量电子漂移时间在一公斤的固体氙和观察到更快的电子漂移速度在固相氙相比，在液相中。
2014-10-23 physics.ins-det
Measurements of proportional scintillation and electron multiplication in liquid xenon using thin wires
液体氙中的比例闪烁在直接暗物质探测领域具有很好的应用前景，可能允许更简单、更灵敏的探测器。然而，目前对这一现象的基本特性及其实际使用准则的了解有限。我们在这里报告测量的比例闪烁光发射的液体氙周围细导线。使用直径为10 $μ$ m的镀金钨丝获得了每个漂移电子的$287^{+97}_{-75}$光子的最大比例闪烁增益。电子倍增和比例闪烁的阈值分别测量为$725^{+48}_{-139}$和$412^{+10}_{-133}$ kV/cm。比例闪烁的阈值与之前发表的结果非常一致，而电子倍增阈值则代表了一种新颖的测量方法。首次获得了一套完整的参数，为实际应用的电子倍增和比例闪烁过程中的液体氙。
2014-11-10 physics.ins-det
Monte Carlo Simulation Variance Reduction Techniques for Photon Transport in Liquid Xenon Detectors
蒙特卡罗模拟是分析和预测液体氙探测器中各种本底组分的重要工具。随着新实验中屏蔽的改进，外部背景的模拟，如探测器材料的伽马射线引起的，计算成本越来越高。我们介绍并验证了加速蒙特卡罗模拟技术在液体氙探测器中的光子输运。该方法模拟光子诱导的相互作用在一个定义的几何形状和能量范围内具有高的统计，而感兴趣的区域以外的相互作用不直接模拟，但考虑到通过概率权重。对于伽马诱导的背景在一个示例性的探测器几何形状的模拟，我们实现了三个数量级的加速度相比，目前吨级Lion暗物质实验的标准模拟。
2020-07-15 physics.ins-det
A coherent understanding of low-energy nuclear recoils in liquid xenon
液体氙探测器，如XENON10和XENON100，通过寻找仅几keV的核反冲（略高于探测器阈值），获得了对光（<10 GeV）粒子暗物质的灵敏度的很大一部分。然而，在这种能量状态下，探测器阈值和分辨率的正确处理仍然不清楚。液体氙的闪烁产额对核反冲的能量依赖性也严重影响探测器的灵敏度，但许多测量都没有成功地获得一致的结果。在本文中，我们表明可以利用检测到的电离与闪烁的比率来限制闪烁产率。我们还提出了一个严格的处理液体氙探测器的阈值和能量分辨率。值得注意的是，有效能量分辨率与简单的泊松分布显著不同。我们的结论与计算的暗物质排除限制，并表明，现有的数据从液体氙探测器强烈约束最近的解释轻暗物质。
2010-09-07 astro-ph.IM hep-ph physics.ins-det
Design, construction and commissioning of the PandaX-30T liquid xenon management system
本文介绍PandaX-30T的First-X液氙管理系统，通过高压低温储罐、换热器和无排放液相输送方案实现6吨级氙的安全储存与快速灌注、回收，速率较PandaX-4T提升数十倍。
2023-04-15 physics.ins-det
Measurement of the absolute reflectance of polytetrafluoroethylene (PTFE) immersed in liquid xenon
使用液体氙（LXe）作为闪烁体的检测器的性能强烈地依赖于氙闪烁光的收集效率，而氙闪烁光的收集效率又关键地依赖于围绕有效体积的表面的反射率。为了改善这种检测器中的光收集，活性体积通常被聚四氟乙烯（PTFE）反射器板包围，由于其非常高的反射率而使用该反射器板--即使在短波长的闪烁光的情况下也是如此（峰值在$178\,\text{nm}$）。在这项工作中，这有助于对LUX-ZEPLIN（LZ）实验的整体研发工作，我们提出了三个不同的PTFE样品（包括在LUX探测器中使用的材料）的绝对反射率的实验结果，沉浸在LPEG 2的闪烁光。所获得的结果表明，可以实现非常高的双半球反射率值（$\geq97$ %），从而在基于液体氙蒸发器的探测器中实现非常低的能量阈值。
2016-12-23 physics.ins-det
Pulse shape study of the fast scintillation light emitted from xenon-doped liquid argon using silicon photomultipliers
掺氙液氩已被提出作为闪烁探测器中纯液氩的良好替代物。在这项研究中，我们报告的时间分布的氙掺杂液氩发射的闪烁光的测量与摩尔浓度高达1600 ppm。一个紧凑的设置已经开发了这项研究，与硅光电倍增器（SiPM）作为光传感器和$^{210}\mathrm{Po}$和$^{90}\mathrm{Sr}$作为闪烁源。一个有效的模型的基础上的灭磁过程已被开发来描述的数据。结果表明，氙掺杂的液态氩是一种良好的快速闪烁体，可以用来代替四苯基丁二烯（TPB）的方式，保留其通过脉冲形状鉴别（PSD）的粒子识别的能力。
2021-02-22 hep-ex physics.ins-det
Using $^{22}$Na and $^{83{\rm m}}$Kr to calibrate and study the properties of scintillation in xenon-doped liquid argon
我们用$^{22}$ Na光源测量了掺氙浓度从165 ppm到10，010 ppm的液氩中闪烁光的性质。详细讨论了掺氙液氩中的能量传递过程，建立了一种新的波形模型，并对平均波形进行了拟合。给出了掺氙液氩中闪烁光子的时间分布和TPB发射的时间分布。氙掺杂的量由质量流量控制器控制，质量流量控制器通过还原气体分析仪校准，以确保氙浓度准确。此外，首次在掺氙液氩探测器中成功地实现了$^{83{\rm m}}$ Kr作为定标源的试验。通过比较$^{22}$ Na和$^{83{\rm m}}$ Kr的光产额，可以得出结论，在41.5 keV至511 keV的范围内，闪烁效率几乎相同。
2020-10-26 hep-ex physics.ins-det
Transmission of xenon scintillation light through PTFE
聚四氟乙烯（PTFE），也称为特氟龙，是一种常见的材料，用于建设液体氙探测器，由于其高反射率的真空紫外闪烁光的氙。我们目前的传输测量PTFE的氙闪烁光的峰值发射波长为175 nm。不同厚度的PTFE盘以两种设置安装在光电传感器的前面。一个充满气态氙，另一个充满液态氙。在室温下用气态氙装置进行的测量产生$λ= \bigl(350{{}^{+60}_{~-0}}{}\,{\mathrm{(sys)}}\,\pm\, 50\,{\mathrm{(stat)}}\bigr)\,\mathrm{μm}$的透射系数。这被认为是在协议中使用液体氙装置所作的观察。
2020-07-21 physics.ins-det
Development of liquid xenon detectors for medical imaging
本文介绍了我们研制的用于医学成像、正电子发射断层成像和单光子成像的液体氙探测器。文中还简要地叙述了几种适用于探测氙闪烁的光子探测器（光电倍增管和大面积雪崩光电二极管）的研究结果。
2002-11-28 physics.ins-det physics.med-ph
High Pressure Gas Xenon TPCs for Double Beta Decay Searches
本文综述了高压气氙时间投影室在无中微子双β衰变实验中的应用。首先，讨论了该技术的基本原理和该领域的历史发展。然后，提出了最先进的技术，包括吨级质量的下一代实验的前景。
2019-03-06 hep-ex physics.ins-det
PETALO: a Time-of-Flight PET with liquid xenon
液体氙具有几个特点，使其适用于核医学的应用，如高闪烁产额和快速闪烁衰减时间。此外，作为具有均匀响应的连续介质，液体氙允许避免基于结晶的常规检测器的大多数几何失真。在本文中，我们描述了这些属性如何激发了正电子发射断层成像扫描仪与飞行时间测量，它结合了液体氙蒸发量和硅光电倍增器作为传感器的新概念的发展。蒙特卡洛研究指出，这项技术将提供出色的固有时间分辨率，低至70 ps。此外，液体氙对UV和蓝色波长的透明性开启了利用闪烁和切伦科夫光用于具有飞行时间能力的高灵敏度正电子发射断层成像扫描仪的可能性。蒙特卡罗模拟指出，使用切伦科夫光获得的时间分辨率为30-50 ps。目前正在建造一个原型，以展示这一概念在能量、时间和空间坐标重建方面的高分辨率，使用的是一个内径30厘米、深3厘米的环，装有对真空紫外线敏感的硅光电倍增器。
2021-02-26 physics.ins-det
Test of SensL SiPM coated with NOL-1 wavelength shifter in liquid xenon
已在液体氙中测试了涂覆有NOL-1波长移位器的SensL MicroFC-SMT-60035 6x6 mm $^2$硅光电倍增器，以检测175 nm闪烁光。为了比较，在相同条件下测试Hamamatsu真空紫外线敏感MPPC VUV 3 3 × 3 mm $^2$。相应地，获得了$13.1 \pm 2.5$ %和$6.0 \pm 1.0$ %的光电探测效率。
2017-05-03 physics.ins-det
Scintillation decay-time constants for alpha particles and electrons in liquid xenon
了解液体氙闪烁和电离过程是非常感兴趣的，以改善当前和未来的探测器的分析方法。在本文中，我们调查的闪烁过程的动力学激发$\mathcal{O}$（10 keV）电子从$^{83m}$氪源和$\mathcal{O}$（6 MeV）$α$ -粒子从$^{222}$ Rn源，两者混合的氙靶。单光子采样方法用于记录光子到达时间，以获得对于约0.8 V/cm至1.2 kV/cm之间的不同施加电场的对应时间分布。能量和场的依赖性的信号中观察到的结果进行了讨论。
2022-11-04 physics.ins-det
Radon background in liquid xenon detectors
222Rn的放射性子体同位素是针对小信号率的液体氙探测器中风险最高的污染物之一。惰性气体从探测器表面永久地散发出来，并与氙靶混合。由于其半衰期长，222 Rn均匀分布在目标中，其随后的衰变可以模拟信号事件。由于没有屏蔽是可能的，这个背景源可以在未来的大规模实验中占主导地位。本文提供了一个概述的策略，用于减轻这种来源的背景材料的选择和在线除氡技术。
2017-12-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Scintillation efficiency of liquid xenon for nuclear recoils with the energy down to 5 keV
在反冲能量从140 keV到5 keV的范围内，测量到液体氙对核反冲的闪烁效率几乎是恒定的。反冲效率与γ射线效率的平均比值为0.19 ± 0.02。
2005-12-15 physics.ins-det physics.space-ph
Development and Performance of a Sealed Liquid Xenon Time Projection Chamber
液态氙（LXe）时间投影室（TPC）技术正在探测从亚GeV到几TeV的大范围暗物质质量。为了进一步提高其对亚GeV暗物质的灵敏度，并利用相干弹性中微子-核散射（CEvNS）监测反应堆中微子，需要对单电子/少电子本底率有更多的了解和抑制。在这里，我们报告的设计和性能的密封LXeTPC与石墨烯涂层的熔融石英窗口作为阴极。密封TPC的目的是将液体氙目标体积与检测器容器中的大部分释气材料隔离，从而提高液体氙净化效率并降低杂质诱导的单个/少数电子背景。我们研究了出气率和净化效率使用的数据从密封TPC与一个简单的净化模型。获得了稀土中杂质光电离的单电子信号，并研究了它们与稀土纯度的关系。将石墨烯涂覆的电极上的光电子发射速率与不锈钢的光电子发射速率进行比较，不锈钢是通常用于LPEG 4检测器的电极材料。我们讨论了可能的进一步改进和潜在的应用密封TPC的下一代液体氙实验的暗物质和中微子物理。
2021-01-21 physics.ins-det
Characterization of alpha and beta interactions in liquid xenon
基于液体氙的探测器在稀有事件搜索中获得了很高的灵敏度。精确的知识的闪烁和电离响应的介质是必不可少的正确建模不同的相互作用类型的检测器，包括信号和背景一样的。在海德堡氙（Heidelberg Xenon）双相氙TPC中研究了液态氙对低能电子和α粒子的响应。我们确定的光和电荷的信号产量为千电子伏能量的电子和兆电子伏能量的α粒子，以及电子漂移速度为7.5和1640 V/cm之间的电漂移场。使用COMSOL Multiphysics（R）进行三维模拟，以表征所施加的漂移场及其均匀性。
2022-04-27 hep-ex physics.ins-det
MPGDs in Compton imaging with liquid-xenon
辐射与液体氙的相互作用，诱导闪烁和电离信号，是特别感兴趣的康普顿序列重建。我们报告的发展和最近的结果，液体氙时间投影室，致力于一种新的核成像技术命名为“3伽玛成像”。在第一个原型中，闪烁被真空光电倍增管检测到，电荷被MICROMEGAS结构收集;两者都完全浸没在液体氙中。鉴于最后的大面积探测器，并与最大限度地减少死区的目的，我们正在研究一种气体光电倍增管记录的紫外闪烁光子。原型的概念，以及在液体氙的初步结果。我们还提出了软X射线测试结果的气体光电倍增管的原型制成的双厚气体电子倍增管（THGEM）在正常的温度和压力条件下。
2009-09-17 physics.ins-det physics.med-ph
The XeBRA platform for liquid xenon time projection chamber development
XeBRA是一个灵活的低温平台，旨在对寻找稀有事件的液体氙探测器进行研究和开发。其超大的外部低温恒温器使安装各种探测器设计成为可能。我们介绍了该系统，包括它的低温，气体处理，数据采集和缓慢控制子系统。两个双相时间投影室的敏感质量在1公斤规模迄今已在XeBRA。利用这些数据，我们确定了液体氙中电子漂移速度的场依赖性。我们还测量了相对电荷和光产额为41.5 keV的能量存款从氪-83米与50 V/cm和677 V/cm之间的电漂移场。
2023-02-09 physics.ins-det
Detection of krypton in xenon for dark matter applications
我们扩展我们的技术，观察非常小的浓度的杂质在氙气氪检测的问题。我们使用传统的质谱仪来识别氙中的氪含量，但我们用液氮冷阱将设备的灵敏度提高了约五个数量级。我们发现氙的绝对氪浓度可以从质谱测量中推断出来，并且我们在低至0.5 × 10 ^{-12} mol/mol（Kr/Xe）的浓度下识别出氪信号。这种技术简化了在液态氙中进行WIMP暗物质搜索时对氪本底的监测。
2011-12-03 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Preparation of Neutron-activated Xenon for Liquid Xenon Detector Calibration
本文报道了用于校准液体氙探测器的中子激活氙的制备。氙亚稳态衰变产生的γ射线，由快中子活化，被检测和测量其活动在一个闪烁探测器。在用Cf-252（4 × 10^5 n/s）源激活天然氙气5天后，测量了来自131 m和129 m亚稳态的164 keV和236 keV的两条伽马射线线的活度，分别为95和130 Bq/kg。我们还观察到35 keV、100 keV和275 keV的另外三条谱线，它们在几天内就会衰减。中子活化后没有观察到长寿命的活动。
2007-09-27 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the Quantum Efficiency of Hamamatsu R8520 Photomultipliers at Liquid Xenon Temperature
真空紫外光敏感的光电倍增管直接耦合到液体氙被用来有效地检测178 nm闪烁光在各种液体氙基粒子探测器。需要对这些光电倍增管在低温条件下的性能有很好的了解，以正确表征这些探测器。在这里，我们报告测量的量子效率的滨松R8520光电倍增管，用于氙暗物质实验。在室温下的量子效率测量值与Hamamatsu提供的值一致。在低温下，在160 K和170 K之间，量子效率相对于室温值增加$\sim5-11$ %。
2012-07-23 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the onset of nucleate boiling in liquid xenon
本文报道了在P = $(0.98\pm0.02)$ bar和P = $(1.32^{+0.05}_{-0.01})$ bar的压力下，首次精确测量了$ΔT_{wall,ONB}$ =（16.9 $\pm$ 0.5）K和$ΔT_{wall,ONB}$ =（19.2 $^{+0.4}_{-1.1}$）K的液态氙中气泡成核所需的温度。两者都是在$\sim$ 162 K的过冷本体流体温度下测量的。专用液体氙设置用于测量气泡成核首次出现在电阻器平坦表面上的温度。电阻器表面的相关平均热通量使用流体动力学模拟来确定。未来的实验可以使用这些实验结果来确定液体氙沸腾的可能性，并设计有效的散热器，防止气泡成核。
2020-07-21 physics.flu-dyn physics.ins-det
First demonstration of VUV-photon detection in liquid xenon with THGEM and GEM-based Liquid Hole Multipliers
气泡辅助液体空穴倍增器（LHM）是最近引入的用于贵液时间投影室的检测概念。在该“局部双相”检测元件中，气泡被支撑在穿孔电极（例如，厚气体电子倍增器- THGEM或气体电子倍增器- GEM）。漂移通过空穴的电子在它们进入气泡时引起大的电致发光信号。在这项工作中，我们报告最近的结果THGEM和GEM电极涂有碘化铯和浸没在液体氙，允许-第一次-除了使用LHM的电离电子的初级VUV闪烁光子的检测。
2016-03-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the refractive index and attenuation length of liquid xenon for its scintillation light
在一次实验中测量了液体氙对本征闪烁光（178nm）的衰减长度和折射率。得到的衰减长度值为364 ± 18 mm，折射率为1.69 ± 0.02。这两个值都是在170 ± 1 K的温度下测量的。
2003-07-08 physics.ins-det physics.optics
Calibration of a Liquid Xenon Detector with Kr-83m
本文报道了Kr-83 m源的制备及其在标定液体氙探测器中的应用。Kr-83 m原子是由沸石分子筛中捕获的Rb-83原子衰变产生的，然后引入到液体氙中。衰变的Kr-83 m核通过液体氙闪烁被探测到。在Kr-83 m的衰变过程中，分别观测到能量为9.4keV和32.1keV的转换电子。该校准源将允许在低能量下表征稀有液体探测器的闪烁和电离响应，对于寻找WIMP暗物质非常有价值。Kr-83 m也可以用于测量流体动力学，既可以理解基于惰性液体的粒子探测器中的净化，也可以用于超流氦中经典和量子湍流的研究。
2009-12-11 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Characterisation of Silicon Photomultipliers for Liquid Xenon Detectors
硅光电倍增器（SiPMs）被认为是一种固态传感器，在使用液体氙（LXe）作为辐射检测介质的实验中可替代光电倍增管。其主要要求是对来自LIGHTE的178 $\,$ nm的真空紫外闪烁光进行单光子探测，具有高分辨率和高探测效率以及低噪声率。对暗物质和双β衰变研究的进一步要求是所有成分的放射性水平都要超低，包括基底和冷电子器件。在这里，我们描述了我们在氮气中在110-300 $\,$ K温度范围内对Hamamatsu 6 $\times$ 6 $\,$ mm $^2$ SiPM的表征，以及在172 $\,$ K和185 $\,$ K的冷氮气中的长期测量。在我们介绍了实验装置，数据采集方案和分析方法之后，我们展示了单光子响应，增益与偏置电压的关系，以及暗噪声和相关噪声率。我们证明了在低温下的长期稳定性，并得出结论，SiPM阵列是有前途的候选人，在液体氙探测器的光电传感器阵列。此外，我们研究了放射性的原料SiPM材料与γ谱仪和电感耦合等离子体质谱仪，并得出结论，SiPM是适合用于低本底实验。
2018-10-21 physics.ins-det
Scintillation yield of liquid xenon at room temperature
测量了室温下液体氙的闪烁发光强度。在1 ℃下的闪烁光产额。测量为0.64 +/- 0.02（统计）+/- 0.06（系统）在-100 ℃时，使用所报道的在-100 ℃下的光产率。(46光子/keV），在1度下测量的光输出。相当于29个光子/千电子伏。该结果表明，即使在室温下，液体氙闪烁体也给出高的光产额。
2008-03-19 physics.ins-det
Gamma Ray Spectroscopy with Scintillation Light in Liquid Xenon
由γ射线照射液体氙产生的闪烁光由两个浸没在液体中的Hamamatsu R9288光电倍增管（PMT）检测。UV光反射器材料PTFE用于优化光收集效率。该探测器具有6个光电子/keV（pe/keV）的高光产额，可有效探测Co-57的122 keV γ射线谱线，能量分辨率为（8.8+/-0.6）%（sigma）。对于能量在662 keV和122 keV之间的伽马射线，通过去除仪器波动，从液体氙闪烁光中估计可实现的最佳能量分辨率约为6-8%（sigma）。
2006-08-04 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
