Feasibility study of the positronium imaging with the J-PET tomograph
常规PET断层摄影机的检测系统被设置为将来自e+ e-湮没的数据记录为具有511 keV能量的两个光子，并且其给出关于对象体内的放射性药物的密度分布的信息。在本文中，我们探讨的可能性进行的三个伽玛光子的正电子素湮没的基础上，以及正电子素平均寿命成像的可能性与J-PET断层成像由塑料制冷剂。为此，考虑到量子电动力学理论预测的光子动量分布和J-PET断层扫描仪的响应，进行了正电子偶素形成及其湮灭为三个光子的模拟。为了测试所提出的正电子偶素寿命图像重建方法，我们专注于正电子偶素衰变成三个光子和放射性药物标记的同位素发射即时伽马量子的应用。所提出的成像方法是基于确定的命中时间和命中位置的注册光子，这使得重建的时间和位置的湮灭点，以及寿命的正电子偶素的事件的基础上。我们模拟了由一组不同材料组成的圆柱形体模中的正电子素的产生，其中正电子素的寿命从2.0 ns到3.0 ns不等，正如预期的在人体中产生的正电子素。所提出的用于全身J-PET类探测器的重建方法允许实现约40 ps的平均寿命分辨率。最近的正电子湮没寿命谱测量癌和健康的子宫组织表明，这种灵敏度可能允许研究细胞结构的形态学变化。
2019-01-15 physics.ins-det physics.med-ph
Searches for discrete symmetries violation in ortho-positronium decay using the J-PET detector
在本文中，我们提出的前景，使用J-PET探测器搜索离散对称性破坏的纯轻子系统的正电子偶素原子。我们讨论的CP和CPT对称性的测试通过正电子偶素衰变成三个光子。对于光子的正电子偶素自旋和动量矢量之间的所选关联，没有零期望值将意味着存在超越标准模型的物理现象。以前的测量结果违反幅度参数CP和CPT对称性与零一致，约10-3的不确定性。J-PET探测器具有独特的时间和角度分辨率，并具有较高的几何可接受性，因此能够以更高的精度确定这些值。实现上述是可能的，由于应用聚合物散射器代替晶体作为湮没量子的检测器。
2015-09-03 hep-ex physics.ins-det
Performance assessment of the 2$γ$ positronium imaging with the total-body PET scanners
在活的生物体中，正电子-电子湮灭（发生在PET成像期间）通过产生亚稳态正电子素原子进行约30%。在组织中，由于拾取和转换过程，超过98%的正电子湮没成两个511 keV的光子。在这篇文章中，我们评估的可行性重建的平均正电子偶素寿命图像的基础上湮灭成两个光子。这项工作的主要目标包括：（i）估计的灵敏度的全身PET扫描仪的正电子偶素平均寿命成像使用$2γ$湮灭，和（ii）估计的空间和时间分辨率的正电子偶素图像的符合分辨时间（CRT）的扫描仪的函数。假设放射性药物用发射一个正电子和一个瞬发γ的$^{44}Sc$同位素标记，进行模拟。图像重建的基础上的三重符合事件。针对图像的每个体素确定正电子素寿命谱。计算了全身探测器构建的情况，包括（i）EXPLORER PET中使用的LYSO衰减器，以及（ii）预期用于经济高效全身J-PET扫描仪的塑料衰减器。为了评估空间和时间分辨率，假设CRT等于140 ps、50 ps和10 ps，考虑了三种情况。相对于AFOV= 20 cm的LYSO PET扫描仪进行标准$2γ$成像的灵敏度，成像三重重合的配准和选择的全身PET估计灵敏度分别高出12.2倍（对于LYSO PET）和4.7倍（对于塑料PET）。
2019-11-15 physics.ins-det physics.med-ph
The J-PET detector -- a tool for precision studies of ortho-positronium decays
J-PET断层扫描仪由塑料闪烁体条轴向排列在同心圆柱层中构成。它使调查的正电子素衰变的时间，位置，偏振和能量的测量沉积的光子在闪烁器中，在与晶体和半导体为基础的检测系统，其中的关键选择的事件是基于测量的光子能量进行的研究，到目前为止。在这篇文章中，我们表明，J-PET断层扫描系统是能够独家测量的ortho-positronium原子的衰变。我们提出的第一个正电子素生产的结果，它的寿命分布测量和讨论的各种背景源的影响估计。这里展示的断层扫描仪的性能使其适合于精确研究正电子素衰变，包括末态光子的纠缠，正电子湮没寿命谱加上分子成像诊断。
2021-05-25 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility study of the time reversal symmetry tests in decays of metastable positronium atoms with the J-PET detector
本文报道了用J-PET探测器检验由正电子偶素原子构成的纯轻子系统在时间反转下对称性的可行性。本文讨论了T对称性检验的现状，着重讨论了轻子系统中几乎未被研究的部分。本文提出并讨论了利用J-PET寻找正电子偶素亚稳三重态衰变中末态观测量非零角关联T破坏的两种可能策略。与J-PET的试点测量和评估其在重建三光子衰变的性能的结果示出，随着其对检测器的灵敏度的影响的分析，用于确定T-违反敏感的可观的。
2018-04-19 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the J-PET detector for studies of decays of positronium atoms
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是一种用于整个人体医学成像以及涉及检测电子正电子湮没为光子的物理研究的探测器。J-PET具有高的角度和时间分辨率，并允许测量正电子素的自旋和湮灭量子的动量和极化矢量。在这篇文章中，我们提出了潜在的J-PET系统的背景排斥的正电子素原子的衰变。
2017-11-13 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Potential of the J-PET detector for studies of discrete symmetries in decays of positronium atom - a purely leptonic system
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是作为一种具有成本效益的扫描仪的原型，用于对整个人体进行同步代谢成像。经过优化，用于探测来自电子正电子湮没的光子，具有高时间分辨率和高角度分辨率，它构成了一个多用途探测器，为研究正电子素原子的衰变提供了新的机会。电子偶素是最轻的纯轻子体，衰变为光子。当原子被中心势束缚时，它是宇称本征态;当原子由一个电子和一个反电子构成时，它是电荷共轭算符的本征态。因此，正电子偶素是研究离散对称性的独特实验室，离散对称性的精度原则上受到预期在（~10 $^{-14}$）水平的弱相互作用和预期在（~10 $^{-9}$）水平的光子-光子相互作用的影响的限制。J-PET探测器能够通过确定离散对称性奇算子的期望值来执行轻子扇区中的离散对称性的测试，该离散对称性奇算子可以由正电子偶素原子的自旋以及源自其湮灭的光子的动量和偏振矢量来构造。在这篇文章中，我们提出的J-PET探测器的潜力，以测试的C，CP，T和CPT对称性的正电子素原子的衰变。
2016-02-16 nucl-ex physics.ins-det
A feasibility study of the time reversal violation test based on polarization of annihilation photons from the decay of ortho-Positronium with the J-PET detector
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是波兰克拉科夫Jagiellonian大学基于有机发光器件开发的一种新型装置。J-PET是一种轴对称的高接受度扫描仪，可用作多用途探测器系统。除了医学成像外，它还非常适合于正电子素衰变中离散对称性的追求测试。J-PET能够测量湮灭光子的动量和偏振矢量。后者是J-PET探测器的一个独特功能，它允许研究时间反演对称性破坏算子，该算子可以仅从探测器中散射之前和之后的湮灭光子动量中构造。
2018-09-04 hep-ex physics.ins-det
Studies Of The Polarization Of Gamma Photons Originating From The Decay of Positronium Atoms
对电子偶素衰变产生的光子的康普顿散射进行精确测量，可以揭示其极化信息。J-PET探测器由192个塑料反射器构成，是研究湮没光子散射相关的独特装置，其角度精度可达几度。在这项工作中，我们提出的第一个实验证据表明，使用J-PET探测器测量光子相对偏振的可行性。
2018-11-26 nucl-ex physics.ins-det
First positronium imaging using $^{44}$Sc with the J-PET scanner: a case study on the NEMA-Image Quality phantom
Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本文首次利用$^{44}$Sc进行正子寿命成像，采用NEMA-图像质量phantom进行实验，展示了模块化J-PET扫描仪在生物组织亚分子特性研究中的应用。
2025-09-29 physics.ins-det physics.med-ph
Trilateration-based reconstruction of ortho-positronium decays into three photons with the J-PET detector
这项工作报告了一种新的重建算法，允许重建的ortho-positronium原子的衰变成三个光子使用的地方和时间记录在探测器。该方法是基于三边测量，并允许同时重建的位置和时间的衰减。给出了基于蒙特卡罗模拟的J-PET探测器中的新重建的分辨率测试结果，在应用运动学拟合之后，其产生对于X和Y在2 cm水平（FWHM）的空间分辨率以及对于Z在1 cm水平（FWHM）的空间分辨率，其中，对于J-PET的当前分辨率可用。本文还讨论了这种方法在研究极化正电子衰变中光子角关联以满足CP和CPT离散对称性检验需要的前景。新的重建方法允许歧视的背景随机三光子符合，以及应用一种新的方法来确定的线性极化的ortho-positronium原子，这也是在这项工作中介绍。
2016-02-24 nucl-ex physics.ins-det
Analysis procedure of the positronium lifetime spectra for the J-PET detector
本研究针对兼具成像与PALS分析功能的J-PET探测器，开发了一款与其软件兼容的正电子素寿命谱分析迭代程序，经己烷测量数据验证，其性能与标准程序LT 9.0相当。
2017-10-16 nucl-ex physics.ins-det
Multi-photon time-of-flight MLEM application for the positronium imaging in J-PET
提出基于TOF MLEM的J-PET正电子素成像方法，通过蒙特卡罗模拟验证，可准确估计o-Ps平均寿命，并支持扩展校正因子。
2023-10-12 physics.data-an physics.ins-det physics.med-ph
Ortho-positronium Lifetime For Soft-tissue Classification
本研究通过正电子湮没寿命谱学测量离体猪软组织的o-Ps寿命，发现脂肪组织寿命比肝脏和肌肉长约20%，且区分度优于X射线相位衬度成像，证明其可作为非侵入性软组织分类探针。
2024-09-19 physics.ins-det
Positronium Physics and Biomedical Applications
本文综述正电子素在QED检验、新物理搜寻及生物医学成像中的双重价值，并重点提出利用PET中高达40%的正电子经正电子素湮灭这一事实，将正电子素发展为组织病理与氧化程度的临床生物标志物。
2024-08-06 hep-ph physics.ins-det physics.med-ph
Ortho-Positronium Three-Photon Decays: Physics Constraints and a Closed-Form Energy Method for Annihilation Vertex Reconstruction
IT:U Interdisciplinary Transformation University（IT:U跨学科转型大学）；University of Vienna, Faculty of Physics（维也纳大学物理学院）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；INSA-Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1（里昂国立应用科学学院，克洛德·贝尔纳里昂大学）
本文研究正正电子对三光子衰变的物理基础，探讨能量动量守恒对物理解空间的约束，并提出一种基于能量的顶点重建算法。
2026-05-09 hep-ph physics.ins-det physics.med-ph
First search for invisible decays of ortho-positronium confined in a vacuum cavity
报道了首次在真空腔中寻找正电子偶素（o-Ps）的不可见衰变的实验装置和结果。没有证据表明在$\text{Br}\left(\text{o-Ps}\to\text{invisible}\right) < 5.9\times 10^{-4}$（90%C.）水平上存在隐形衰变。L.）的范围内。这种衰变通道在隐藏扇区模型中被预测，例如镜像物质（MM），它可能是暗物质的候选者。在MM背景下分析，该结果提供了$ε< 3.1 \times 10^{-7}$的普通光子和镜像光子之间的动力学混合强度的上限（90%C. L.）。这一极限是第一次在真空中获得的，没有由于与物质碰撞而产生的系统效应。
2018-03-19 hep-ex physics.ins-det
Beam profile investigation of the new collimator system for the J-PET detector
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是一种多用途探测器，可用于探测正电子素原子衰变过程中的离散对称性破坏，并可用于生命科学和医学诊断中的正电子素原子研究。本文提出了三种确定准直湮灭γ量子束流轮廓的方法。精确监测该轮廓对于J-PET探测器的时间和能量校准以及用于命中时间和命中位置重建的模型信号库的确定至关重要。我们已经表明，使用两个尺寸为5 × 10 × 20 cm ^3的铅砖能够形成具有高斯轮廓的湮灭量子束，其特征在于1 mm的半高宽。该特性的确定对于24模块J-PET样机的准直系统的设计和制造是至关重要的。对不同准直器尺寸的光束轮廓进行了模拟。这使我们能够根据24模块J-PET探测器的设计，在准直器的射束轮廓参数、尺寸和重量方面选择最佳准直系统。
2016-02-16 physics.ins-det
A fiber detector to monitor ortho-Ps formation and decay
我们描述了一种新的方法，使用一个类似于快速湮灭低温跟踪（FACT）在反物质实验AEgIS监测正电子偶素的存在的光纤探测器。将一根光纤与光电倍增管耦合，并由$\approx10\,\text{ns}$长正电子脉冲产生的约为$6\cdot10^6$ $511\,\text{keV}$ $γ$ -射线的闪光照射。这些结果被用来证明通过使用FACT探测器作为“数字量热计”，在低温和高磁环境中跟踪正电子偶素原子随时间的产生和湮灭的能力。
2021-11-02 physics.ins-det
A new approach for the ortho-positronium lifetime determination in a vacuum cavity
目前，测定正电子偶素（o-Ps）衰变率的实验不确定度为150 ppm精度;这比1 ppm水平的理论不确定度低两个数量级。在这里，我们提出了一个新的概念验证实验，旨在100 ppm的精度，能够测试计算中的二阶校正，这是$\simeq 45\left(\fracαπ\right)^2\approx 200$ ppm。这种改进依赖于一种新的技术，将o-Ps限制在真空腔中。此外，提出了一种新的方法，在拟合分布之前，从o-Ps衰变率中减去快速背散射正电子素的随时间变化的拾取湮没率。因此，该测量将不受先前实验中存在的系统误差的影响。同样的实验装置开发了我们最近的搜索隐形衰变的ortho-positronium正在使用。精度将受到统计不确定性的限制，因此，如果达到预期，该实验可以为达到几ppm水平的最终精度铺平道路，以直接确认或面对高阶QED校正。这将为新物理学提供一个敏感的测试，例如，理论预测和测量之间的差异可能暗示存在一个隐藏的扇区，这是一个可能的暗物质候选者。
2018-05-16 physics.atom-ph physics.ins-det
Modular J-PET with Improved o-Ps Detection Efficiency for CPT Tests
J-PET是一种光子探测器，由塑料反射器制成，已经被委托用于正电子素衰变的CPT研究。在第一个实验中，J-PET已经实现了对CPT破坏的灵敏度为10^{-4}，现在它的目标是达到10^{-5}的水平。这将通过使用称为模块化J-PET的新的密集包装的塑料衰减器层来提高正电子偶素衰变的三光子登记效率来实现。我们提出了不同的实验检测设置进行的模拟研究，用于下一个CPT测试与模块化J-PET探测器。
2023-02-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Measurement of ortho-Positronium Properties in Liquid Scintillators
液体闪烁体探测器中的脉冲形状鉴别是用于区分轻粒子和重粒子的成熟技术。尽管如此，它在电子和正电子的分离中不是有效的，因为它们引起不可区分的闪烁体响应。这种低效率可以通过利用正电子偶素（o-Ps）的形成来克服，它改变了由正电子引起的光脉冲的时间分布。我们表征了最常用的液体澄清剂，即PC，PXE，LAB，OIL和PC + PPO中的o-Ps性质。此外，我们还研究了闪烁体掺杂对目前中微子实验中使用的掺杂剂Gd和Nd的o-Ps性质的影响。进一步的测量Li-负载和Tl-负载的液体制冷剂被预见。我们发现，o-Ps性质是适合于提高电子-正电子歧视。
2013-06-25 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the J-PET detector in view of the positron annihilation lifetime spectroscopy
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是第一台由塑料制造的PET设备。它是一种多用途探测器，设计用于医学成像和研究多孔物质和生物体中正电子素原子的性质。在这篇文章中，我们报告的J-PET探测器在正电子素衰变的研究。我们目前的正电子寿命测量的多孔聚合物的分析结果。所得到的结果证明，J-PET是能够执行的湮没点的密度分布，以及正电子湮没寿命谱的同时成像。
2018-09-12 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility studies of the polarization of photons beyond the optical wavelength regime with the J-PET detector
J-PET是一种经过优化的探测器，用于通过塑料散射器记录来自电子正电子湮没的光子，其中光子主要通过康普顿散射相互作用。初级光子和散射光子两者的配准使得能够以特定概率在逐个事件的基础上确定初级光子的线性偏振。在这里，我们提出了定量结果的可行性，这种偏振测量的光子从衰变的正电子素与J-PET和探索的物理限制的分辨率的偏振测定511千电子伏光子通过康普顿散射。对于约82度的散射角（其中偏振测量的最佳对比度是理论上预测的），我们发现用于确定偏振的单事件分辨率约为40度（主要是由于康普顿效应的性质）。然而，对于大于一万个事件的样本，J-PET能够以大约几度的精度确定这些光子的相对平均偏振。所获得的结果为研究各种物理现象，如量子纠缠和测试的正电子素衰变的离散对称性打开了新的视角，并扩大了5个数量级的偏振测量的能量范围以外的光波长制度。
2018-09-27 physics.ins-det
First Millimeter-wave Spectroscopy of the Ground-state Positronium
我们首次测量了{ \it ortho-}正电子偶素到{ \it para-}正电子偶素跃迁的Breit-Wigner共振。我们已经开发了一个光学系统，积累了超过20千瓦的功率使用频率可调回旋管和法布里-珀罗腔。该系统开辟了毫米波光谱学的新纪元，使我们能够直接确定{ \it p-}Ps的超精细间隔和衰变宽度。
2014-12-17 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Improving PET scanner time-of-flight resolution using additional prompt photon
本研究提出利用额外瞬发光子信息改进PET三重符合事件的位置重建，结合正电子素寿命分布，并基于模拟数据验证了该方法能提升飞行时间分辨率。
2025-03-19 physics.ins-det physics.med-ph
e$^{+}$/e$^{-}$ Discrimination in Liquid Scintillator and Its Usage to Suppress $^{8}$He/$^{9}$Li Backgrounds
反应堆中微子实验建立了大规模的探测器系统来探测中微子。在液体闪烁体中，可以形成正电子和电子的中性束缚态，称为正电子素。自旋三重态被称为正电子偶素（o-Ps）。在本文中，设计了一个实验来测量o-Ps的寿命，给出了3.1 ns的结果。基于光子发射时间分布（PETD）构造了一个PSD参数，用于区分e $^+$ /e $^-$。最后给出了e $^+$ /e $^-$判别在JUNO实验中的应用。它有助于抑制$^{8}$ He/ $^{9}$ Li背景，并在假设$σ$ =1 ns PMT渡越时间扩展的情况下，将$χ^2$分析的灵敏度提高0.6，这将给PETD带来拖尾效应。
2016-09-14 hep-ex physics.ins-det
Realistic Total-Body J-PET Geometry Optimization -- Monte Carlo Study
本研究通过 Monte Carlo 模拟比较五种全身 J-PET 几何结构，评估 2-gamma/3-gamma 灵敏度、成本与重建图像，为下一代低成本全身 PET 设计提供依据。
2025-01-16 physics.ins-det physics.med-ph
Physics Beyond the Standard Model with the J-PET detector
电子偶素（Ps）系统是一个电子和一个正电子的束缚态，适合于检验量子电动力学（QED）的预言，因为它的性质可以高精度地微扰计算，并且与氢系统不同，在目前的实验精度水平上不受有限尺寸或QCD效应的影响。这使得Ps原子成为一个很好的实验室来测试物理学的基本对称性，并寻找物理学的标准模型（SM）中不包括的新粒子。一方面，在像Ps原子这样的纯轻子系统中从未观察到时间反演（T）和CP对称性破坏，目前Ps衰变中CP和CPT破坏的实验极限被设定在10 ^-3水平，而C破坏的实验极限被设定在10 ^-7水平。这些极限仍然比光子-光子相互作用所设定的10 ^-9的预期精度低6个数量级和2个数量级。其次，正在进行寻找Ps三重态的不可见衰变的实验，其中主要衰变为三个光子的正电子偶素（o-Ps），因为它们对新的物理场景很敏感，例如镜像物质（MM），一种合适的暗物质候选者，被提议恢复宇称（P）违反。通过对o-Ps寿命进行高精度测量，可以测试当前QED计算的准确性，并且可以对o-Ps的不可见衰变进行搜索。这些研究是在Jagiellonian大学使用新型全身正电子断层扫描（PET）扫描仪进行的。
2021-12-19 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of positronium properties in doped liquid scintillators
当正电子在液体闪烁体介质中相互作用时，正电子素（o-Ps）的形成和衰变可以代替湮灭过程。由正电子素衰变引起的延迟代表了通过逆β衰变进行反中微子探测的潜在特征，或者是识别和抑制正电子背景，如最近的Borexino实验所证明的那样。o-Ps的形成概率和衰变时间强烈依赖于周围的物质。在本文中，我们描述的o-Ps的性质作为钆，锂，钕，碲，目前和未来的中微子实验所使用的掺杂剂的浓度的函数的液体稀释剂。特别是，钆和锂是高中子截面同位素，广泛用于反应堆反中微子实验，而钕和碲是双β衰变发射体，用于研究马约拉纳中微子的性质。未来的中微子实验可能会受益于所执行的测量，以调整闪烁体的制备，以最大限度地提高o-Ps签名，从而提高辨别能力。
2013-08-02 hep-ex physics.ins-det
A new anti-neutrino detection technique based on positronium tagging with plastic scintillators
反β衰变反应中产生的正电子和中子的时空符合特性是反应堆中反中微子探测和地中微子实验的主要特征。这样的特征强烈地抑制背景，并且允许以相对高的信号背景比在地下执行测量。然而，在地上环境中，双重符合技术不足以有效地拒绝宇宙成因事件引起的高背景率。提高正电子-中子双重符合效率有可能为未来地面探测器用于反应堆监测铺平道路。我们提出了一种新的检测方案的基础上的三重符合，正电子电离，正电子偶素（o-Ps）衰变，和中子捕获，在夹层探测器与交替层的塑料闪烁体和气凝胶粉末。我们提出了一组专用的测量可实现的光产率和o-Ps的形成和寿命的结果。初步设计的检测器的信号检测和背景抑制的效率进行了讨论。
2015-06-30 hep-ex physics.ins-det
Ortho-positronium observation in the Double Chooz Experiment
双中微子实验通过探测反应堆$\barν_e$通过逆β衰变测量中微子混合角$θ_{13}$。正电子-中子空间和时间重合允许相当大的背景抑制，尽管如此，如果在大型探测器中可行，液体闪烁体探测器将受益于正电子/电子鉴别，以抑制剩余的背景。基于液体闪烁体中光子发射的粒子相关时间曲线的标准粒子识别不能用于给定两个粒子的相同质量。然而，正电子湮没有时会被正电子偶素（o-Ps）亚稳态的形成所延迟，这会导致脉冲形状失真，从而可以用于正电子识别。在本文中，我们报告的第一次观察到的正电子素形成的大型液体闪烁体探测器的脉冲形状分析的基础上的单事件。测量了o-Ps形成分数及其寿命，发现44 $\%$ $\pm$ 12 $\%$（sys.）$\pm$ 5 $\%$（统计）和$3.68$ ns $\pm$ 0.17ns（sys.）$\pm$ 0.15 ns（静态）分别与专用的正电子湮没寿命谱装置获得的结果一致。
2014-10-07 hep-ex physics.ins-det
PALS investigations of free volumes thermal expansion of J-PET plastic scintillator synthesized in polystyrene matrix
用正电子素探针在123 ~ 423 K的宽温度范围内研究了以2，5-二苯基恶唑为主荧光剂，2-（4-苯乙烯基苯基）苯并恶唑为波长移动剂的聚苯乙烯塑料闪烁体。在260 K、283 K和370 K发现了三个结构转变。在o-Ps强度对温度的依赖性，观察到显着的滞后。加热到370 K时，材料表现出o-Ps强度随时间的变化。
2015-08-27 nucl-ex physics.ins-det
Determination of the 3γfraction from positron annihilation in mesoporous materials for symmetry violation experiment with J-PET scanner
研究了各种介孔材料，以选择最佳材料用于需要高产率长寿命正电子素的实验。我们发现，用γ能谱和正电子湮没寿命谱（PAL）测定的3γ湮没分数在20%~ 25%之间变化。聚合物XAD-4中的3 γ分数和o-Ps形成概率最大。使用配备有能量色散X射线光谱仪EDS的扫描电子显微镜（SEM）进行的元素分析显示所研究的材料具有高纯度。
2016-02-17 nucl-ex physics.ins-det
Measurements of the Lifetime of Orthopositronium in the LAB-Based Liquid Scintillator of JUNO
在基于有机液体闪烁体的中微子实验中，通过逆β衰变检测电子反中微子，产生正电子和中子。正电子可以与电子一起形成束缚态，称为正电子素（Ps）。Ps的长寿命自旋态，即正电子偶素（o-Ps）在有机液体扩散器（LS）中的寿命约为$3\,\mathrm{ns}$。它的形成改变了光子发射的时间分布，这影响了正电子重建算法，并允许应用脉冲形状鉴别（PSD）来区分电子和正电子事件。在本工作中，我们测量了JUNO（江门地下中微子天文台）实验中基于直链烷基苯（LAB）的LS中o-Ps的寿命$τ_2$，得到了$τ_2 = 2.97\,\mathrm{ns} \pm 0.04\,\mathrm{ns}$。由于系统学，这是尚未完全理解，我们不能给出一个最终的结果为o-Ps形成概率$I_2$。我们使用一种新型的设置，它允许一个更好的背景抑制相比，常用的PALS（正电子湮没寿命谱）测量。
2018-04-25 physics.ins-det
Positronium signature in organic liquid scintillators for neutrino experiments
电子反中微子通常在液体闪烁体实验中通过逆β衰变检测，通过观察反应产物中子和正电子之间的重合。在正电子湮灭之前，电子-正电子对可以形成正电子偶素（o-Ps）状态，具有几ns的平均寿命。即使o-Ps衰变被自旋翻转或拾取效应加速，它也可能在光子发射时间分布中引入失真，这对于反中微子实验中的位置重建和脉冲形状鉴别算法至关重要。反问题，o-Ps诱导的时间畸变代表了一种新的标记液体闪烁体中的反中微子的签名。本文报道了中微子物理学中有机液体稀释剂常用溶剂（假枯烯、直链烷基苯、苯基二甲苯乙烷和十二烷）的o-Ps形成几率和寿命的测量结果。我们还表征了假枯烯+1.5 g/l的2，5-二苯基恶唑的混合物，作为波长移动剂的荧光剂。在本文的第二部分中，我们证明了o-Ps引起的闪烁光子发射时间分布的畸变代表了一个最佳的签名，用于标记正电子的事件的事件的基础上，潜在地提高了反中微子的检测。
2011-02-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Monte Carlo analysis of the contributions of long-lived positronium to the spectra of positron-impact-induced secondary electrons measured using an annihilation-gamma-triggered time-of-flight spectrometer
本研究提出基于蒙特卡罗模型的分析方法，分离长寿命o-Ps湮灭的延迟信号干扰，得到纯净的正电子碰撞诱导二次电子能谱，同时可无需校准直接测量固体表面正电子素形成比例。
2023-04-05 cond-mat.other physics.ins-det
Simulation studies of annihilation-photon's polarisation via Compton scattering with the J-PET tomograph
J-PET是第一台由塑料制造的正电子发射断层扫描仪（PET）。它被优化用于探测来自电子正电子湮没的光子。这样的光子具有511 keV的能量，主要通过康普顿效应与塑料蒸发器中的电子相互作用。康普顿散射最有可能在与相互作用光子的电场矢量正交的角度处发生。因此，多光子散射与J-PET的配准使得能够确定湮灭光子的偏振。在这方面的贡献，我们提出了估计的物理限制的准确性的偏振测定的$511$ ~keV光子的J-PET探测器。
2019-01-18 physics.ins-det
Estimating relationship between the Time Over Threshold and energy loss by photons in plastic scintillators used in the J-PET scanner
过阈值时间（TOT）技术由于其在多通道读出中的应用而得到广泛的应用，主要是在需要快速信号处理的情况下。使用TOT技术代替电荷积分方法作为能量损失的度量，通过结合时间和能量信息来显著降低信号读出成本。因此，这种方法可以潜在地用于J-PET断层扫描仪，这是建立从塑料制冷剂，其特征在于快速光信号。采用该技术的缺点在于输入能量损失与信号的TOT之间的非线性相关。这项工作背后的主要动机是开发TOT和能量损失之间的关系，并验证它与J-PET断层扫描。使用放置在J-PET断层摄影机中心的$^{22}$ Na β发射源进行实验。人们可以获得两种不同能量的初级光子：来自正电子湮灭的511 keV光子（直接湮灭或通过形成对位电子偶素原子或正电子偶素原子的拾取过程），以及1275 keV的瞬发光子。这允许研究TOT值和能量范围高达1000 keV的能量损失之间的相关性。由于光子主要通过塑料闪烁体内部的康普顿散射相互作用，因此没有初级光子能量的直接信息。然而，使用J-PET几何结构，可以测量相互作用光子的散射角。由于$^{22}$ Na源发射两种不同能量的光子，因此需要明确知道入射光子的能量及其相应的散射角，以估计能量沉积。在100-1000 keV的能量沉积范围内，建立了J-PET扫描器中塑料衰减器内光子相互作用能量损失与阈值时间的关系
2019-11-27 physics.ins-det physics.med-ph
Observation of triple-photon decay in positron-electron pair annihilation: a triple coincidence setup for the undergraduate laboratory
在两个光子中的正电子-电子对湮灭因其使用PET扫描仪的众多应用而闻名。正电子素（Ps）从一个标准的密封源衰变为两个以上的光子是不太可能的，但可以观察到一个相对简单的设置。本实验的主要目的是在亚原子水平上通过Ps湮灭验证动量和总角动量守恒原理。Ps的两种自旋组态是用β +源产生的。衰变模式确定使用伽马射线光谱技术在一个双重和三重符合设置。需要三个锗探测器（或两个HPGe和一个NaI（Tl）探测器）和一个数字电子系统。
2011-09-19 physics.ed-ph physics.ins-det
108 ps coincidence time resolution through optimized scintillators, photodetectors, readout electronics, and DOI-based timing correction in orthogonally stacked detector configurations
Central Research Laboratory, Hamamatsu Photonics K. K.（滨松光子株式会社中央研究实验室）
该研究提出正交堆叠的xDetector构型，通过优化闪烁体、光电探测器、读出电子学及三维相互作用CTR校正，使系统CTR达108.6 ps FWHM，较传统探测器提升10.3%，有望助力TOF-PET性能提升
2026-08-10 physics.ins-det physics.med-ph
Investigations of fundamental symmetries with the electron-positron systems
这项工作涉及两个实验研究的破坏基本离散对称性的物理系统起源于电子-正电子相互作用。第一项研究是直接测试中性K介子在时间反转下的对称性，用量子纠缠的中性K介子对进行。研究了2004-2005年在DAFNE对撞机上运行的KLOE实验收集的数据，以选择KsKl->pi e nu 3 pi 0和KsKl->pi+pi- pi e nu过程的事件并比较它们的速率。由两个时间有序的中性K介子衰变确定的每个过程的速率，作为K介子衰变之间的差的函数，被用来测量双K介子衰变速率的两个T破坏敏感比率的渐近水平，得到R2=1.020+/-0.017stat+/-0.035syst和R4=0.990+/-0.017stat+/-0.039syst的值。虽然这些结果没有达到探测T违反所需的灵敏度，但该测量证明所需的数据重建和分析是可行的，并且如果消除某些系统效应，则存在KLOE-2实验收集的较大数据集的统计学显著T检验的前景。本工作的第二部分包括使用J-PET探测器在正电子偶素原子衰变中寻找非零角关联的可行性论证。使用MC模拟和J-PET探测器进行的测试测量证明了使用专用的基于三边测量的方法识别3gamma事件以及重建其原点的可行性。
2018-05-15 hep-ex physics.ins-det
Towards polarization-enhanced PET: Study of random background in polarization-correlated Compton events
University of Zagreb, Faculty of Science（萨格勒布大学理学院）；Institute for Medical Research and Occupational Health（医学研究与职业健康研究所）；University Hospital Centre Zagreb（萨格勒布大学医院中心）；Kuopio University Hospital, University of Eastern Finland（库奥皮奥大学医院，东芬兰大学）；Juraj Dobrila University（尤拉伊·多布里拉大学）；Medi-lab d.o.o.（Medi-lab有限责任公司）
本研究探索利用湮灭光子偏振关联的康普顿散射来降低PET随机背景，实验表明在特定角度选择下，偏振关联事件的信号背景比优于传统单像素测量，且随偏振调制因子提升。
2025-10-15 physics.ins-det physics.med-ph
