Particle Flow Calorimetry at the ILC
ILC对探测器最重要的要求之一是良好的喷流能量分辨率。人们普遍认为,量热法的粒子流方法是实现0.3/sqrt(E[GeV])目标的关键。本文介绍了目前的PandoraPFA粒子流算法的性能。对于特斯拉TDR探测器概念中的45 GeV喷流,达到了ILC喷流能量分辨率目标。在更高的能量下,喷流能量分辨率变差,并且可以用经验表达式:sigma_E/E ~ 0.265/sqrt(E[GeV])+1.2 × 10 ^{-4}E[GeV]来描述。
2006-07-28 physics.ins-det
Progress with Particle Flow Calorimetry
ILC对探测器最重要的要求之一是良好的喷流能量分辨率。人们普遍认为,量热的粒子流方法是实现ILC目标的关键,即双射流不变质量分辨率sigma_m/m < Gamma_Z/m_Z。本文介绍了目前的PandoraPFA粒子流算法的性能。对于在Tesla TDR探测器上模拟的轻夸克喷注,在45-250 GeV喷注能量范围内,得到的喷注能量分辨率优于sigma_E/E ~ 3.4%。这代表了粒子流量热法可以达到ILC射流能量分辨率目标的第一个证明。
2007-09-10 physics.data-an physics.ins-det
Resistive Plate Chambers for Imaging Calorimetry - the DHCAL
DHCAL,数字强子量热计,是一种基于电阻板室(RPC)的原型量热计。该设计强调的成像能力的检测器,努力优化的应用程序的粒子流算法(PFAs)的强子射流能量在碰撞束环境中的重建量热计。腔室的读出被分割成1 x 1 cm 2的垫,每个以1位(单阈值)分辨率读出。具有大约50万个读出通道的原型在费米实验室和欧洲核子研究中心的测试束中进行了广泛的测试。本报告介绍了从试验梁收集的数据分析的初步结果。
2014-07-23 hep-ex physics.ins-det
The Pandora Particle Flow Algorithm
高能e+e对撞机,如ILC或CLIC,可以说是补充和扩展LHC物理计划的最佳选择。轻子对撞机将允许探索标准模型物理学,例如精确测量希格斯,顶部和规范部门,除了使众多的新物理学搜索。然而,在这样的对撞机上进行的物理分析将对量热法提出前所未有的要求,所需的喷流能量分辨率为σ(E)/E <3.5%。为了满足这些要求,将需要一种新的方法来量热。量热法的粒子流方法需要细粒度检测器和复杂的软件算法。它承诺通过完全重建单个粒子通过探测器的路径来提供无与伦比的喷射能量分辨率。带电粒子的能量可以从精确的内部探测器跟踪器测量中提取,而光子能量将在ECAL中测量,只有中性强子能量(喷流能量的10%)将在HCAL中测量,这在很大程度上避免了通常较差的HCAL分辨率。本文介绍了Pandora粒子流算法,该算法为ILC和CLIC提供了粒子流量热法的最新技术水平。算法的性能进行了研究,通过检查重建的喷流能量分辨率和能力,以分离强子衰变的W和Z玻色子。
2013-08-21 hep-ex physics.ins-det
Calorimetry for Lepton Collider Experiments - CALICE results and activities
CALICE合作进行高颗粒量热计的量热计研发,主要用于未来TeV量级轻子对撞机的探测器。活动范围从通用的研发与小型设备到广泛的光束测试与原型包括高达几个100000热量计细胞。CALICE已经用测试束数据验证了粒子流算法的性能,并提供了可以构建、操作和理解高度颗粒量热计的原理证明。过去几年取得的成功使粒子物理探测器从原型到量热计系统的步骤得以解决。
2013-03-10 hep-ex physics.ins-det
Dual-Readout Calorimetry for Future Experiments Probing Fundamental Physics
在2021年雪团过程的白皮书中,我们详细介绍了双读出量热法的现状和前景。虽然所有量热计都允许估计其活性材料中的能量沉积,但双读出量热计旨在通过例如波长和偏振和/或精确定时测量来提供关于敏感介质中产生的光的附加信息,从而允许估计逐簇粒子含量。利用这种知识的簇射粒子的内容可能会允许前所未有的能量分辨率强子粒子和射流和新类型的粒子流算法。我们还讨论了这种量热法的持续发展可能对未来对撞机上希格斯玻色子性质测量精度的影响。
2022-05-04 hep-ex physics.ins-det
Development of Imaging Calorimetry
本文将继续努力为未来的对撞机和/或升级现有的探测器开发成像量热计。成像量热仪提供了超出其与粒子流算法结合应用的大量优势。需要进一步的研发,将第一代原型变成可行的碰撞束实验探测器。
2013-08-27 physics.ins-det
Response evolution of the CMS ECAL and R&D studies for electromagnetic calorimetry at the High-Luminosity LHC
虽然CMS实验目前正在欧洲核子研究中心收集LHC碰撞数据,但其电磁量能器(ECAL)的性能正在不断受到监测,并且已经开始评估是否需要改变探测器,以确保计划在2022年及以后运行的高亮度LHC(HL-LHC)具有足够的性能。本文结合CMS运行、束流测试和实验室测量的结果,预测了HL-LHC探测器性能的演变。此外,各种R&D研究的说明,这将提供一个有用的选择电磁量热法在HL-LHC。
2012-11-16 hep-ex physics.ins-det
MICROMEGAS chambers for hadronic calorimetry at a future linear collider
MICROMEGAS室的原型,使用散装技术和模拟读出,与1x 1cm 2读出分割已建成和测试。报道了Ar/iC_4H_(10)(95/5)和Ar/CO_2(80/20)中的测量结果。用~(55)Fe源测量了原型气体增益随压力、气体温度和放大间隙厚度变化的关系,并提出了一种温度和压力校正数据的方法。用200 GeV/c和7 GeV/c的μ介子和π介子束对一组四腔室进行了实验。报告了响应均匀性、检测效率和命中多重性的测量。批量MICROMEGAS原型与嵌入式数字读出电子已组装和测试。室布局和第一结果。
2009-09-21 hep-ex physics.ins-det
Ultra-Fast Hadronic Calorimetry
积分时间为几纳秒的粒子物理实验量热计将大大提高实验解决事件堆积和拒绝背景的能力。本文用蒙特卡罗模拟和束流实验研究了30和60 GeV正π介子和120 GeV质子引起的强子簇射的时间发展。在束测试中,闪烁体信号诱导的强子簇射在钢中采样的周期为0.2纳秒和精确的时间对准,以研究在各个位置的平均信号波形相对于束粒子的影响。使用MARS 15代码进行相同设置的模拟。模拟和测试梁的结果表明,在钢量热计的能量沉积发展在一个时间短于2纳秒提供超快速量热的机会。一个“理想的”量热计完全由散装钨或铜的模拟结果,建立信号积分窗口的下限。
2018-05-19 hep-ex physics.ins-det
Advances in Additive Manufacturing of 3D-segmented Plastic Scintillator Detectors for Particle Tracking and Calorimetry
本文提出3DET合作组开发的增材制造方法,可整体制造三维颗粒塑料闪烁体探测器,5×5×5原型经宇宙射线和CERN束流测试验证了与传统方法相当的光产额和更低串扰,为下一代探测器提供了经济高效的制造方案。
2024-12-28 hep-ex physics.ins-det
Report of the Topical Group on Calorimetry
2022年斯诺马斯社区夏季研究包括与粒子物理社区进行为期两年的接触,以制定未来十年的美国粒子物理战略,最终在2022年斯诺马斯书中达到高潮。这份热量测定专题小组的报告构成了《斯诺马斯》一书中一小部分的基础,其中涉及社区对热量测定的展望。它是在公开会议上提出的想法和已经免费提供的许多白皮书的升华。该报告描述了粒子流和双读出方法,精确计时的集成以及量热材料的趋势,并强调了未来十年的关键研究方向。
2022-09-23 physics.ins-det
Progress in Chromatic Calorimetry Concept: Improved Techniques for Energy Resolution and Particle Discrimination
本研究提出采用不同发射波长分层闪烁体的色度量热法,经100 GeV以内电子与π介子测试验证,可提升粒子鉴别能力与能量分辨率,未来拟结合QD技术进一步优化。
2025-01-14 hep-ex physics.ins-det
Application of Large Scale GEM for Digital Hadron Calorimetry
德克萨斯大学阿灵顿分校物理系的高能物理小组一直在开发气体电子倍增器(GEM)探测器,用作未来国际直线对撞机数字强子量热器(DHCAL)的灵敏能隙探测器。在这项研究中,两种原型GEM探测器进行了测试。一个具有30 × 30 cm 2有源区双GEM结构,具有3 mm漂移间隙、1 mm传输间隙和1 mm感应间隙。另一个在放大器级中具有两个2x2 cm 2 GEM箔,具有5 mm漂移间隙、2 mm传输间隙和1 mm感应间隙。我们目前的特点,这些探测器获得使用高能带电粒子,宇宙射线μ子和106 Ru和55 Fe放射性源。从55Fe测试中,我们观察到两个分离良好的X射线发射峰,并且在每个GEM电极上具有395 V的高电压的情况下测量到腔室增益超过6500。来自宇宙射线和106 Ru的光谱都符合朗道分布,正如最小电离粒子所预期的那样。我们还提出了高剂量暴露于辐射后的腔室性能以及增益和校正因子的压力依赖性。最后,我们讨论了第一套大规模GEM箔的质量测试结果,并讨论了建设大规模(100cm × 100cm)GEM探测器的进展和未来计划。
2011-10-19 hep-ex physics.ins-det
Spacecraft calorimetry as a test of the dark matter scattering model for flyby anomalies
在以前的论文中,我们已经表明,宇宙飞船核子从引力束缚在地球上的暗物质中散射,给出了飞越速度异常的可能解释。除了由碰撞引起的核子速度变化的散射截面上的平均值引起的飞越速度变化之外,还有由碰撞引起的速度变化的均方波动引起的航天器温度升高。我们在这里给出了一个定量的处理这种影响,并建议,仔细量热航天器穿越低于70,000公里的飞越速度变化发生的区域可以验证,或在最低限度的地方显着的限制,对暗物质散射模型。
2010-12-20 astro-ph.EP hep-ph physics.ins-det
Energy flow in a hadronic cascade: Application to hadron calorimetry
本文将前人提出的强子级联描述推广到理想化精细取样强子量能器的响应。量热计的响应很大程度上取决于能量$E_e$通过产生$π^0$从强子到电磁扇区的转移。这个量的涨落产生强子量热计分辨率中的“常数项”。其分数平均值$f_{\rm em}^0 = \vev{E_e}/E$随入射能量$E$的增加而增加,导致非补偿量热计中的$π/e$比的能量依赖性。平均强子能量分数,$f_h^0 = 1-f_{\rm em}^0$,在$E$中被证明是非常接近幂律的:$f_h^0 = (E/E_0)^{m-1}$,其中$E_0\approx1$ GeV用于π介子,和$m\approx0.83$。因此,$π/e=1-(1-h/e)(E/E_0)^{m-1}$,其中电磁和强子能量沉积分别以$e$和$h$的效率被检测到。这些量的波动,以及采样波动,被纳入到一个整体的分辨率,这是从有趣的方式,从通常的治疗不同的理解。概念框架也扩展到对喷流的响应以及$π$和$p$响应之间的差异。
2007-09-25 physics.ins-det
COMPASS Calorimetry in view of future plans
欧洲核子研究中心空间站的COMPASS实验致力于强子物理学,研究方案广泛,包括使用μ子作为探针研究核子自旋结构,以及使用强子束研究介子光谱学中的各种问题。两级固定靶光谱仪,在两个阶段中的电磁(em)和强子量热提供了光子探测在一个宽的角度范围。正如本文所讨论的,COMPASS em量热法对2008年开始的强子计划以及计划中的COMPASS未来通过DVCS光子测量GPD的计划起着至关重要的作用。我们提出的光子探测覆盖范围预见,第一,初步结果表征现有的COMPASS电磁量能器,在欧洲核子研究中心T9设施2007年底采取的测试束数据的基础上,目前的性能。
2010-07-17 physics.ins-det
SNOWMASS WHITE PAPER - SLHC Endcap 1.4<y<4 Hadron Optical Calorimetry Upgrades in CMS with Applications to NLC/T-LEP, Intensity Frontier, and Beyond
在LHC和SLHC的CMS实验中,HE端盖量热计1.4 <y <4中的塑料闪烁体和/或读出WLS光纤中的辐射损伤将需要在2018年之后进行修复。我们描述了一种替代方案,使用现有的黄铜吸收剂在端盖量热计,取代塑料闪烁体瓷砖与氟化钡瓷砖,或石英瓷砖涂有薄(1 - 5微米)的抗辐射pTerphenyl(pTP)或快速荧光粉ZnO:Ga的薄膜。这些瓦片将被读出的直线,平行WLS光纤耦合到明确的塑料包层石英光纤的证明抗辐射容易更换阵列。我们描述了第二种替代方案,其具有在新型模拟粒子流切伦科夫补偿量热计中延伸至1.4 <y <4的新吸收体矩阵,使用石英瓦片和闪烁(塑料、BaF 2或pTP/ZnO:Ga薄膜涂覆的石英或液体闪烁体)瓦片的双重读出,还使用耦合至透明石英传输光纤的平行WLS光纤的易于更换的阵列用于读出。模拟粒子流闪烁器-切伦科夫补偿量热计在NLC/T-LEP探测器和强度前沿探测器中有应用。
2013-08-23 physics.ins-det
Status of Dual-Readout Calorimetry for Future High-Energy Physics Experiments
本文综述了用于未来高能物理实验的双读出量热仪原型状态,该方法通过结合闪烁和切伦科夫光信息提升能量分辨率,达到30%/√E的目标,并展示了测试束和模拟中的性能成果。
2023-11-16 hep-ex physics.ins-det
Calorimetry at FCC-ee
由于质心能量覆盖了Z极、WW阈值、HZ产生和顶对阈值,FCC-ee提供了前所未有的可能性来测量标准模型中四种最重粒子(希格斯玻色子、Z玻色子、W玻色子和顶夸克)的性质,以及b夸克、c夸克和$τ$轻子的性质。在这些中等能量下,量热计的作用是以最佳(也称为最佳)方式补充跟踪系统。粒子流)事件重建。在这种情况下,精确测量和寻找新粒子可以充分受益于新技术提供的改进的电磁和强子物体重建,更精细的横向和纵向分割,计时能力,多信号读出,现代计算技术和算法。相应的要求特别来自于对重建的强子质量、能量和动量的分辨率,例如,H、W、Z的精确度,以达到FCC-ee承诺的精度。极端电磁能量分辨率也有助于$π^0$识别、$τ$排他性衰变重建和对通过辐射返回可访问的过程的物理灵敏度。我们目前的一些最有前途的技术:高粒度硅和闪烁体读出,双读出,贵液和晶体量热计的最新技术,挑战和未来的发展。
2021-09-01 hep-ex physics.ins-det
Tile Multiple-Readout Compensated Calorimetry
我们建议将平行光纤双读出量热法扩展到瓷砖,更适用于许多未来的实验要求,具有优越的能量分辨率。蒙特卡罗(MC)的研究表明,瓷砖双热量计,包括一个完整的切伦科夫补偿的电子-米前端和进一步的纵向分割,不可能与平行的纤维,具有同等或更好的分辨率。除了与双瓦量热计数据进行比较和调整外,MC还可以扩展到研究其他双瓦传感器,然后是多瓦传感器,包括对具有低折射率的EM强子簇射波动具有更高对比度的瓦(比石英或塑料低得多)、过渡辐射、二次发射、氢/非氢电离感测、以及中子和离子碎片感测瓦片,用于改进光纤不可用的双重读出,并超过三倍或更多的读出。例如,二次发射瓦片(如倍增器电极)对离子碎片和低能中子非常敏感。我们建议MC研究添加Cerenkov和其他瓷砖粒子流/高粒度瓷砖量能器,如CALICE和计划在CMS和ATLAS第三阶段升级,研究未来的机器(ee,pp,ep)探测器,b-物理,标记中微子实验,和空间为基础的量能器组。
2022-03-14 astro-ph.HE hep-ex nucl-ex
Dual-Readout Calorimetry with Lead Tungstate Crystals
结果提出的束流测试中,一个小的电磁量能器组成的钨酸铅晶体暴露于50 GeV的电子和π介子。该热量计由DREAM Dual-Readout热量计支持,该热量计使用两种不同的介质测量簇射发展中产生的闪烁和Čerenkov光。来自晶体量热计的信号被非常详细地分析,试图逐个事件地确定这两种类型的光对信号的贡献。这些信息使得消除主要的涨落源成为可能,从而实现强子量热计性能的重要改进。
2007-07-26 physics.ins-det
Precision timing calorimetry with the CMS HGCAL
现有的CMS端盖量热计将被高粒度量热计(HGCAL)取代,用于在高亮度(HL)LHC上运行。辐射硬度和优异的物理性能将通过利用硅垫传感器和SiPM上闪烁体瓷砖与高纵向和横向分割实现。HL-LHC的主要挑战之一将是高度堆积的环境,相互作用顶点不仅在位置上,而且在时间上分散。为了有效地拒绝源自堆积的颗粒,30 ps量级的精确定时信息将是非常有益的。为了达到这样的性能目标,HGCAL将为信号高于12 fC(相当于3-10 MIP)的单个命中提供定时测量,使得由$p_T$ > 5 GeV的粒子产生的团簇应具有优于30 ps的定时分辨率。考虑到系统的复杂性和尺寸,这对读出电子设备以及校准和重建过程提出了特别的挑战。我们提出了前端电子设计的挑战,在实验室和光束环境中的原型测试的结果,以及从模拟预期的定时性能。
2020-05-27 hep-ex physics.ins-det
Iowa Particle Flow Algorithm
未来直线对撞机上的粒子探测器,如ILD和SiD,使用粒子流算法(PFA)来达到比经典的纯量热法更高的喷流能量分辨率。在过去的几年里,爱荷华大学小组开发了爱荷华PFA。该算法已被用于基准性能的检测器的意向书的2009年。最近,新的策略和技术包括在该算法的不同部分,以提高其性能。将讨论爱荷华州PFA的最新改进和结果。
2012-02-29 hep-ex physics.ins-det
Dual-readout calorimetry with homogeneous crystals
本研究利用双读出技术,在费米实验室测试束流设施中通过120 GeV质子束照射PbWO$_4$和BGO晶体样品,成功验证了在均匀闪烁晶体中识别切伦科夫信号以实现高分辨率电磁和强子量能的可行性。
2024-08-21 physics.ins-det
Secondary Emission Calorimetry: Fast and Radiation-Hard
介绍了一种基于二次发射(SE)测量电离的电子、光子和强子能量测量的新型量热传感器,它直接使用片状倍增极作为主动探测介质,SE量热计中的簇射粒子引起由取样或吸收介质组成的倍增极阵列的直接二次发射。原型测试和蒙特卡罗模拟的数据。这种传感器可以在千兆拉德水平下进行辐射,在mm尺度下很容易横向分割,并且在热量计中具有与塑料闪烁/PMT热量计相当或更好的能量信号上升时间和积分。应用主要在能源和强度领域。
2013-07-29 physics.ins-det
Digital Hadron Calorimetry with Glass RPC Active Detectors
玻璃RPC探测器是ILC高颗粒度数字强子量能器(DHCAL)的一个有吸引力的候选者。在这项工作中的数值研究,基于GEANT3模拟包,这样的量热计的性能。RPC响应的简化模型,调整真实数据,在模拟中实现。模拟的可靠性证明了现有的数据收集与大体积量热计原型暴露在能量范围从2 GeV到10 GeV的π介子束进行比较。从优化读出间距的角度出发,详细研究了不同读出垫尺寸下单强子水平的能量和位置分辨率。这些结果,然后使用在一个参数的形式,以获得一个初步估计的DHCAL的能量流的重建在ILC检测器的贡献。
2005-07-04 physics.ins-det
Design,fabrication and characterization of 8x9 n-type silicon pad array for sampling calorimetry
本文针对ALICE FoCal升级需求,设计并制备8×9 n型硅焊盘阵列,通过TCAD、IV/CV、LED、⁹⁰Sr及中子辐照测试验证其电学性能与抗辐照能力。
2024-06-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Application of the VMM ASIC for SiPM-based calorimetry
本文提出基于VMM3a ASIC的双增益SiPM读出系统,并通过256通道原型与FoCal-H高能强子测试束验证其在高计数率环境下的能量测量能力。
2024-06-18 physics.ins-det
High-resolution Calorimetry in Pulsed Magnetic Fields
我们研制了一种用于测量脉冲磁场中热力学性质的新型量热计。一个仪器的设计描述连同建设的细节,包括一个RuO 2温度计的灵敏度。通过测量纯锗、CeCu_2Ge_2和$κ$ -(BEDT-TTF)_2Cu [N(CN)_2]Br三种样品在高达43.5T的脉冲磁场下的热容,证明了量热计的工作。研究发现,实现场稳定性是实现高分辨率脉冲场热容测量的关键。我们还测试了性能的量热计采用两种测量技术;准绝热和双斜率的方法。我们证明,在这项研究中开发的量热计能够在脉冲磁场中进行高分辨率量热,这为高场热力学研究开辟了新的机会。
2020-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Beam Test Results of the RADiCAL -- a Radiation Hard Innovative EM Calorimeter
针对未来强子对撞机极端辐射环境下的量能测量挑战,提出抗辐射的RADiCAL采样型量能器设计,并在费米实验室束流测试中验证了其小于50皮秒的时间分辨率。
2023-04-07 hep-ex physics.ins-det
Proof-of-principle of a new geometry for sampling calorimetry using inorganic scintillator plates
本文提出了一种以无机介质为激活介质的新型取样量热计的几何结构。为了克服施工中的机械挑战,创新的光收集几何结构已经被开创,最大限度地减少了施工的复杂性。第一个测试结果,展示了成功的信号提取。该几何结构由一个采样热量计组成,该热量计具有与由无机闪烁晶体制成的活性介质层交织的被动吸收层。波长移动(WLS)光纤沿着堆叠的四个长的倒角边缘运行,将光传输到后部的光电探测器。为了使到达WLS光纤的闪烁光的量最大化,闪烁体倒角被去抛光。本文示出了该概念对于作为闪烁体的氟化铈(CeF $_3$)起作用。与之相结合,几种不同类型的材料已被测试为WLS介质。特别是,材料,可能是足够的高亮度大型强子对撞机辐射环境,如铈掺杂的正硅酸镥钇(LYSO)和铈掺杂的石英,相比传统的塑料WLS纤维。最后,展望了可能的优化不同的组件,并提出了一个完整的热量计单元原型的建设和调试。
2014-05-23 physics.ins-det
Tests of a particle flow algorithm with CALICE test beam data
本文提出的研究提供了第一个实验测试的粒子流算法(PFA)的概念,使用高粒度量热计记录的数据。利用PandoraPFA程序对CALICE 2007实验束数据中的重叠π介子簇进行了重建,该程序是为将来的轻子对撞机实现PFA而开发的。研究了带电强子附近中性强子能量的恢复。研究了两个重叠的强子簇射对能量分辨率的影响。10 GeV的中性强子和带电的π介子之间的距离的依赖性的混乱错误的π介子能量为10和30 GeV的代表100 GeV的喷流。对GEANT 4框架下的各种强子簇射模型,将这些试验束流数据结果与蒙特卡罗模拟进行了比较。模拟粒子和束流数据的结果是在良好的协议,从而为以前的粒子流量热法在未来的轻子对撞机的功率模拟研究提供支持。
2011-06-15 hep-ex physics.ins-det
Software compensation in Particle Flow reconstruction
量热法的粒子流方法受益于高度颗粒化的量热仪和复杂的软件算法,以重建和识别复杂事件拓扑中的单个粒子。高空间粒度与模拟能量信息一起可以在软件补偿中进一步开发。在这种方法中,本地能量密度被用来区分电磁和纯强子子簇射内的强子簇射在探测器中,以提高能量分辨率为单个粒子的热量计系统的固有的非补偿校正。单粒子能量分辨率的这种改进也通过改进所识别的中性强子的能量测量和通过更准确地匹配量热计能量与跟踪器测量在模式识别阶段的改进而导致更好的总体喷流能量分辨率。本文介绍了PandoraPFA粒子流重建中的软件补偿技术及其实现。软件补偿的影响,选择最佳的横向粒度的模拟强子量能器选项的国际大型探测器(ILD)的概念进行了讨论。
2017-10-25 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
Recent results of Micromegas sDHCAL with a new readout chip
未来直线对撞机的量热法可能基于粒子流方法,其中粒度是高喷射能量分辨率的关键。在不同的技术,Micromegas室与1平方厘米垫分割的强子量能器的活性介质进行了研究。一个1平方米的腔室与9216个通道读出的低噪声前端ASIC称为MICROROC最近已建成和测试。室设计,ASIC电路和初步的测试梁的结果报告。
2012-02-03 hep-ex physics.ins-det
Test-Beam Performance of the AstroPix Silicon Sensor for Imaging Calorimetry
Pusan National University(釜山国立大学);Kangwon National University(江原国立大学);Sungkyunkwan University(成均馆大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);Yonsei University(延世大学);University of Seoul(首尔大学);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);Kyungpook National University(庆北国立大学)
AstroPix-v3传感器在束流测试中表现出稳定性能,达到68%的击中效率,与铅/闪烁纤维 calorimeter 结合可有效区分电磁 shower 和强子 shower,适用于未来 collider 和空间实验的 calorimeter 系统。
2026-05-08 physics.ins-det
Versatile systems for characterization of large-area silicon pad sensors for highly-granular calorimetry
利用硅垫传感器作为主要活性材料的高粒度量热计正在为CMS端盖量热计升级而设计,并已被提议用于CLIC、ILC和FCC-ee的电磁量热计。预计此类实验中的硅传感器将覆盖非常大的O($\mathrm{m^2}$)面积。它们通常由6或8英寸的晶片制成,由几百个较小的单元组成,每个单元的面积为O(0.1至1.1 $\mathrm{cm^2}$)。目前,CMS端盖热量计升级处于原型阶段,目的是选择最终的传感器设计。灵活的系统需要尽可能接近操作条件的快速传感器表征,用于测试不同的原型和批量生产期间的质量控制。ARRAY系统由一个具有512个输入通道的有源开关矩阵PCB和一个专用于每个传感器布局原型的无源探针卡组成。探针卡通过弹簧加载引脚与每个焊盘接触。ARRAY设计用于测量不同偏置电压下每个单元的漏电流和电容,使整个传感器区域保持偏置。Hexaboard探针卡遵循类似的原理:预计将在最终CMS检测器中使用的读出电子设备安装在PCB上,该PCB通过弹簧加载引脚与传感器接触。它用于使用辐照传感器进行噪声和电荷收集效率测量,而无需模块组装。我们提出了阵列和Hexaboard系统的设计以及在不同的CMS原型硅传感器上进行的测量。我们还比较了结果与替代多针设置。
2020-04-02 physics.ins-det
The beam test facility at Jefferson Lab for the precise energy measurement of future calorimeter concepts
Thomas Jefferson National Accelerator Facility(托马斯·杰斐逊国家加速器设施)
本文介绍 Jefferson Lab Hall D 对谱仪提供的 3–6 GeV/c 次级轻子束测试设施,用于评估光收集、光电传感器及前端电子学对未来电磁量能器能量分辨率的影响,其本征分辨率优于约 0.6%。
2025-10-03 nucl-ex physics.ins-det
Beam Test Results with Highly Granular Hadron Calorimeters for the ILC
为了评估在国际直线对撞机上进行量热测量的不同技术,CALICE协作组建造了一个高度颗粒化的模拟强子量热计,该量热计带有小型闪烁体单元,由硅光电倍增器单独读出。该装置已在粒子束中进行了广泛的测试。一个基于RPC读出的数字强子量能器目前正在建设中,第一个原型束流测试结果已经可用。高粒度允许强子簇射的子结构的详细调查,也可以利用复杂的重建算法的发展。
2010-02-04 physics.ins-det
Containment and resolution of hadronic showers at the FCC
在一个潜在的未来圆形对撞机与$\sqrt{s}$ = 100 TeV的粒子产生的能量是未知的。在这份文件中,我们提出了强子簇射遏制和分辨率参数化的基础上Geant4模拟的概念探测器设计所需的强子量热在这个能量。在这项研究中使用的Geant 4工具包连同FTFP\_BERT物理列表。比较与测试束的数据从ATLAS瓷砖强子量能器。这些模拟激励12 $λ$量能器,以包含在98%的水平TeV的单强子簇射和多TeV的喷流,并保持π能量分辨率常数项为3%。
2016-05-04 hep-ex physics.ins-det
Status of the Micromegas semi-DHCAL
本文评述了1 m ~ 3半数字式强子量能器的研制和测试工作。原型采样平面将由1平方米的Micromegas室组成,具有1平方厘米的粒度和嵌入式2位读数,适用于ILC检测器处的PFA量热法。首先介绍1平方米腔室的设计,然后概述小型原型的基本性能。构成1 m2腔室的基本单元是32个\times 48 cm 2板,带有集成电子器件和微网。示出了这些板的特征化测试的结果。Micromegas作为比例探测器非常适合于半数字强子量热法。为了量化使用一个或多个阈值时的性能增益,正在进行模拟研究,其中一些将在本文中报道。
2010-07-19 hep-ex physics.ins-det
Highly Granular Calorimeters: Technologies and Results
CALICE合作正在为未来的轻子对撞机实验开发高度颗粒量热计,主要用于建立粒子流事件重建技术。这些技术也可以在其他地方得到应用,例如LHC的探测器升级。与此同时,在一系列广泛的束流测试中收集的大量数据集,使我们能够详细研究量热计系统中强子簇射的性质,从而改进了模拟模型,发展了复杂的重建技术。在这个过程中,亮点包括从强子簇射的结构和成像量热重建技术的研究结果。此外,目前的研发活动内CALICE的总结,专注于技术原型,解决来自全探测器系统集成和生产技术的挑战,适合大规模生产的电磁和强子量热计的基础上硅,闪烁体,和气体技术。
2017-05-10 hep-ex physics.ins-det
The CALOCUBE project for a space based cosmic ray experiment: design, construction, and first performance of a high granularity calorimeter prototype
目前高能宇宙线物理的研究涉及有关宇宙射线的起源、组成、加速机制和产生的基本问题。对“膝”区的能谱和宇宙射线的成分进行无环境测量,可以为上述问题提供一些答案。到目前为止,只有基于地面的观测,依赖于描述地球大气中高能相互作用的复杂模型,由于这些能量的粒子率极低,因此是可能的。一个基于量热法的空间实验不仅可以提供通量测量,而且可以提供能谱和粒子识别,肯定会克服地面实验的某些不确定性。考虑到预期的粒子通量,在与空间飞行任务的持续时间相适应的时间内,需要非常大的接受度才能收集到足够数量的数据。这反过来又与空间实验的轻便和紧凑要求形成对比。我们提出了一个新的想法,在量热法解决这些问题,同时限制检测器的质量和体积。在本文中,我们报告了一个为期四年的研发计划,我们研究了材料,涂层,光传感器,前端电子和机械结构,目的是设计一个高性能,高粒度的量热计,最大可能的接受。详细给出的设计选择,组件的特性,和一个相当大的原型(Calocube),已被用于各种测试与粒子束的建设。
2019-10-22 hep-ex physics.ins-det
Response of microchannel plates in ionization mode to single particles and electromagnetic showers
在未来的强子对撞机上,预期每个束团交叉会发生数百次并发碰撞。精确定时量热法一直被提倡作为一种减轻堆积效应的方法,并且由于其出色的时间分辨率,微通道板(MCP)是实现这一目标的良好候选检测器。我们报告的MCP,用作二次发射探测器,单一相对论粒子和电磁簇射的响应。几个原型,具有不同的几何形状和特性,暴露于粒子束在INFN-LNF束流测试设施和欧洲核子研究中心。它们的时间分辨率和效率测量为单个粒子和作为粒子的多重性的函数。对单个相对论性粒子的影响在50%到90%之间,而在大量粒子的存在下,则高达100%。时间分辨率在20 ps ~ 30 ps之间。
2017-07-26 physics.ins-det