arXiv 1608.015652016-08physics.ins-dethep-ex

CONNIE实验

The CONNIE experiment

CONNIE Collaboration, A. Aguilar-Arevalo, X. Bertou, C. Bonifazi, M. Butner, G. Cancelo, A. Castaneda Vazquez, B. Cervantes Vergara, C. R. Chavez, H. Da Motta, … 展开作者

CONNIE Collaboration, A. Aguilar-Arevalo, X. Bertou, C. Bonifazi, M. Butner, G. Cancelo, A. Castaneda Vazquez, B. Cervantes Vergara, C. R. Chavez, H. Da Motta, J. C. D'Olivo, J. Dos Anjos, J. Estrada, G. Fernandez Moroni, R. Ford, A. Foguel, K. P. Hernandez Torres, F. Izraelevitch, A. Kavner, B. Kilminster, K. Kuk, H. P. Lima, M. Makler, J. Molina, G. Moreno-Granados, J. M. Moro, E. E. Paolini, M. Sofo Haro, J. Tiffenberg, F. Trillaud, S. Wagner

备注：: 6 pages, 4 figures. To be published in Journal of Physics Conference Series (IOP). Joint Proceedings of the XV Mexican Workshop on Particles and Fields & the XXX Annual Meeting of the Division of Particles and Fields of the Mexican Physical Society

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摘要：

在第十五届墨西哥粒子与场研讨会（MWPF）上的演讲中，我们讨论了利用完全耗尽的高电阻率CCD作为粒子探测器首次测量硅核反应堆中反中微子的相干中微子-核弹性散射的可能性，以及在Angra dos Reis核电站的安装进展，以及未来升级的计划。

英文摘要：

The CONNIE experiment uses fully depleted, high resistivity CCDs as particle detectors in an attempt to measure for the first time the Coherent Neutrino-Nucleus Elastic Scattering of antineutrinos from a nuclear reactor with silicon nuclei.This talk, given at the XV Mexican Workshop on Particles and Fields (MWPF), discussed the potential of CONNIE to perform this measurement, the installation progress at the Angra dos Reis nuclear power plant, as well as the plans for future upgrades.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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低能反应堆中微子物理与CONNIE实验

Low-energy reactor neutrino physics with the CONNIE experiment

相干中微子-核相互作用实验（Coherent Neutrino-Nucleus Interaction Experiment，简称NEIE）使用完全耗尽的高电阻率CCD（电荷耦合器件），目的是探测反应堆反中微子从硅核上的相干弹性散射，并探测标准模型之外的物理。对2016- 2018年数据的分析使我们能够将相干散射率的上限设定为95%的置信水平，该上限用于对具有光标量和矢量介质的标准模型的简化扩展进行严格限制。2019年，该实验以改进的读出和50 eV的较低能量阈值运行。我们介绍了MIPIE实验的性能，2019年数据分析的新结果，以及最近更新的带有skipper CCD的探测器。

2021-10-26hep-exphysics.ins-det

利用CONNIE实验中的Skipper-CCDs搜索CEνNS及超出标准模型的物理

Searches for CEνNS and Physics beyond the Standard Model using Skipper-CCDs at CONNIE

Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)（巴里洛切原子中心与巴尔塞罗研究所，阿根廷国家原子能委员会（CNEA），阿根廷国家科学研究委员会（CONICET），门多萨国立大学（UNCUYO））；International Center for Advanced Studies & Instituto de Ciencias Físicas, ECyT-UNSAM and CONICET（高级研究中心与物理科学研究所，阿根廷国立萨米恩托理工大学及阿根廷国家科学研究委员会（CONICET））；Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学物理研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）

CONNIE实验利用Skipper-CCDs探测反应堆反中微子与硅核的相干散射，实现了15eV的极低探测阈值，同时对超出标准模型的中微子相互作用进行了搜索，并首次进行了暗物质探测。

2026-04-27hep-exphysics.ins-det

在CONNIE反应堆中微子实验低能数据中寻找光介质

Search for light mediators in the low-energy data of the CONNIE reactor neutrino experiment

该实验位于距离商业核反应堆堆芯30米的地方，使用对$\sim$ 1 keV阈值敏感的CCD探测器阵列收集了3.7千克-天的照射量，用于研究中微子-核的相干弹性散射。在这里，我们展示了这种低能量中微子实验作为探测物理超越标准模型的潜力，通过使用最近发表的结果来约束两个简化的扩展的标准模型与光介质。我们将新的极限与使用来自散裂中子源的中微子的相同模型获得的极限进行了比较。我们的新的约束条件代表了这些简化模型的最佳限制之间的CE $ν$ NS为质量$M_{Z^{\prime}}<$ 10兆电子伏的光矢量介体，并为质量$M_ϕ<$ 30兆电子伏的光标量介体的实验搜索。这些结果构成了第一次使用的探测器的数据作为物理学超越标准模型。

2020-03-29hep-exphysics.ins-det

利用相干中微子核相互作用实验（CONNIE）探索低能中微子物理

Exploring low-energy neutrino physics with the Coherent Neutrino Nucleus Interaction Experiment (CONNIE)

相干中微子-核相互作用实验（英语：Coherent Neutrino-Nucleus Interaction Experiment，缩写：NEIE）使用低噪声全耗尽电荷耦合器件（英语：Full-depleted Charge-coupled Devices，缩写：CCD），目的是测量反应堆反中微子与硅核的相干弹性散射（CE $ν$ NS）的低能反冲，并测试非标准中微子相互作用（英语：Nonstandard Neutrino Interaction，缩写：NSI）。我们在这里报告了2016年部署的探测器阵列的第一批结果，考虑到47.6 g（8个CCD）的有效质量，该探测器阵列在距离Angra 2核反应堆堆芯30 m处运行，热功率为3.8 GW。通过比较反应堆开启（2.1公斤-天）和反应堆关闭（1.6公斤-天）时收集的数据来搜索中微子事件。结果表明，没有多余的反应堆上的数据，达到世界纪录的灵敏度下降到反冲能量约1千电子伏（0.1千电子伏电子当量）。新物理学的95%置信限是在事件发生率为该能量标度下标准模型预期事件发生率的40倍时建立的。这里呈现的结果为低能中微子物理提供了一个新的窗口，允许人们首次探索通过CCD的低阈值可获得的能量。它们将导致对来自核反应堆的反中微子的CE $ν$ NS的NSI的新约束。

2019-10-11astro-ph.IMhep-exphysics.ins-det

在CONNIE和Atucha-II实验中利用Skipper-CCD搜索反应堆产生的毫电荷粒子

Search for reactor-produced millicharged particles with Skipper-CCDs at the CONNIE and Atucha-II experiments

利用CONNIE和Atucha-II实验的Skipper-CCD数据，通过综合分析给出跨越六个数量级质量范围的毫电荷粒子电荷量的世界领先限制。

2024-11-06hep-exphysics.ins-det

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该探测器原型在距离3.8 GW $_{\rm th}$核反应堆堆芯30米处运行，目的是建立电荷耦合器件，作为探测相干弹性中微子-核散射的新技术。我们报告的结果，工程运行的有效质量为4克的硅。CCD阵列的描述，并在第一年观察到的性能进行了讨论。一个紧凑的被动屏蔽部署的检测器，产生一个数量级的减少，在本底率。运行期间观察到的剩余背景稳定，主要是检测器包装材料中的内部污染。使用来自荧光的X射线线对探测器进行的{ \it原位}校准证明了读出系统的良好稳定性。比较了反应堆开启和关闭时的事件率，没有观察到来自发电厂核裂变的过量。中微子事件发生率的上限比标准模型的预期值高出两个数量级。结果表明，基于低温CCD的探测器可以在反应堆现场远程操作，具有稳定的噪声低于2 e $^-$ RMS和稳定的本底率。工程测试的成功为2016年部署升级后的100 g探测器提供了明确的途径。

2016-04-05hep-exphysics.ins-det

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用CONNIE 2019年数据搜索nuclear reactor上的相干弹性中微子-核散射

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相干中微子-核相互作用实验正在安格拉2号核反应堆采集数据，目的是利用电荷耦合器件探测反应堆反中微子与硅核的相干弹性散射。在2019年，该实验在读出阶段应用了硬件合并，从而降低了读出噪声水平，并将检测阈值提高到50 eV。本文报告了2019年数据的分析结果，对应于8个CCD的探测器阵列，基准质量为36.2 g，总暴露量为2.2 kg-天。反应堆上和反应堆关闭的光谱之间的差异表明，在低能量没有多余的中微子相互作用率在95%的置信水平，并产生上限。在最低能量范围50-180 eV，预期极限是标准模型预测的34（39）倍，而观察到的极限是具有Sarkis（Chavarria）淬灭因子的标准模型预测的66（75）倍。

2022-04-06hep-exphysics.ins-det

用于研究晶体中带负电粒子沟道效应的电离损失和退沟道长度的具有耗尽层厚度平滑可调的表面势垒探测器

Surface-barrier detector with smoothly tunable thickness of depleted layer for study of ionization loss and dechanneling length of negatively charged particles channeling in a crystal

提出利用耗尽层厚度平滑可调的半导体表面势垒探测器，测量相对论性带负电粒子在晶体中沟道运动的电离损失，以研究其退沟道长度及动力学特性，助力正电子产生与晶体波荡器开发。

2022-11-30hep-exphysics.ins-det

低硬X射线发射和高辐射温度的新型贫铀氮化物涂层黑腔

A novel hohlraum with ultrathin depleted-uranium-nitride coating layer for low hard x-ray emission and high radiation temperature

在贫铀黑腔（DUH）内表面镀上一层超薄的氮化铀（UN），实验证明它能有效地防止铀（U）的氧化。在神光III原型装置上进行了新型贫铀黑腔和纯金黑腔的对比实验。在6 × 10^14 W/cm ~ 2的激光强度下，观察到这种铀黑腔的硬X射线（> 1.8 keV）部分减少了61%，总X射线通量（0.1 keV ~ 5.0 keV）峰值强度增加了5%。利用辐射流体动力学程序LARED对上述观测结果进行了解释。该结果首次表明了未镀膜DUH在产生准普朗克谱均匀X射线场方面的优势，对点火黑腔的优化设计具有重要意义。

2014-11-17physics.ins-detphysics.plasm-ph

用于Belle II实验的DEPFET有源像素传感器

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耗尽型场效应晶体管（DEPFET）有源像素检测器将第一放大级与完全耗尽型传感器结合在一个器件中，从而即使对于薄传感器也产生非常好的信噪比。DEPFET像素采用MOS技术生产，具有两个金属层和两个多晶硅层，并已开发用于粒子物理实验中的X射线成像和跟踪。将介绍传感器的概念，并详细介绍操作的各个方面，重点是其在升级后的探测器Belle II上的应用，该探测器正在为日本e+ e-KEKB对撞机的高亮度升级做准备。对优异的空间分辨率的严格要求可以通过小至25 x25 um 2的单元尺寸和最小的材料预算来满足。将描述连接到传感器的读出ASIC以及用于将有源传感器厚度减小到50 μ m的模块设计和减薄技术。将介绍DEPFET原型在实验室和束流测试中的性能，以及高达8 MRad的辐照结果。大量的仿真研究已经作出评估的顶点检测器的DEPFET的Belle II的顶点和跟踪性能。将显示主要性能参数以及项目状态概述

2010-10-18hep-exphysics.ins-det

全耗尽单片有源微带传感器：创新设计概念的TCAD模拟研究

Fully Depleted Monolithic Active Microstrip Sensors: TCAD simulation study of an innovative design concept

本文介绍了10 $μ$ m间距的微带上的一个完全耗尽的单片有源CMOS技术的模拟研究，并描述了他们的潜力，提供一个新的和具有成本效益的解决方案，粒子跟踪和定时应用。完全耗尽单片有源微带传感器（FD-MAMS）在这项工作中，这是ARCADIA项目的框架内开发的，符合商业CMOS制造工艺。TCAD模拟活动是在即将到来的工程生产运行的角度进行的，目的是设计FD-MAMS，研究其电气特性并优化传感器布局，以提高低电容，快速电荷收集和低功耗操作方面的性能。选择10 $μ$ m的非常精细的间距以提供非常高的空间分辨率。这种小间距仍然允许读出电子器件单片集成在条带间区域中，从而实现长条的分段和分布式读出架构的实现。在模拟中还模拟了总电离剂量为10至10 $^5$ krad的表面辐射损伤效应。模拟结果在时序和低功耗方面表现出良好的性能，并激励研发工作进一步开发FD-MAMS;将通过对2021年初可用的测试结构进行测量，对结果进行实验验证。

2021-01-22physics.ins-det

在高辐射环境中使用的高电阻率衬底上的全耗尽CMOS有源像素传感器的表征

Characterization of Fully Depleted CMOS Active Pixel Sensors on High Resistivity Substrates for Use in a High Radiation Environment

耗尽型CMOS有源传感器（DMAPS）正在开发用于高辐射环境中的高能粒子物理实验，例如ATLAS高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）。由于通过漂移收集电荷对于恶劣的辐射环境是强制性的，因此需要向高电阻传感器材料施加高偏置电压。本文采用150 nm CMOS工艺在电阻率大于2k Ωcm的衬底上制作了一个DMAPS原型，衬底厚度减薄到100 μm。完全耗尽发生在20 V左右，这远低于110 V的击穿电压。所提出的原型还采用了亚像素编解码的概念，由读出芯片的一个像素读出原型芯片的三个像素。由于辐射耐受性是DMAPS中最大的问题之一，CCPD_LF芯片已经用X射线和中子分别照射到50 Mrad的总电离剂量和10 E15 neq/cm 2的通量。

2016-12-09physics.ins-det

180 nm CMOS工艺下大规模耗尽型单片有源像素传感器（DMAPS）的串扰研究

Cross talk of a large-scale depleted monolithic active pixel sensor (DMAPS) in 180 nm CMOS technology

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2024-02-19physics.ins-det

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2020-04-01hep-exphysics.ins-det

FPCCD VTX研发现状

R&D status of FPCCD VTX

作为ILC实验的顶点检测器的候选者，全耗尽精细像素CCD（FPCCD）正在开发中。我们描述的FPCCD的基本概念和报告的第一个原型FPCCD传感器的性能研究的初步结果。

2009-02-12physics.ins-det

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MiniCACTUS: A 65 ps Time Resolution Depleted Monolithic CMOS Sensor

MiniCACTUS是一种基于150 nm CMOS工艺设计的耗尽型单片传感器原型，旨在用于未来高能物理实验的大规模定时探测器。该传感器通过优化保护环实现高压偏置和快速电荷收集，并在CERN SPS测试束实验中利用片上前端和判别器测量到65.3 ps的时间分辨率。

2023-09-15physics.ins-det

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Study of prototypes of LFoundry active and monolithic CMOS pixels sensors for the ATLAS detector

大型强子对撞机的高能粒子物理实验使用混合硅探测器，在像素和条带几何形状，为他们的内部跟踪器。这些探测器已被证明是非常可靠和性能。尽管如此，人们对耗尽型CMOS硅探测器的发展有很大的兴趣，这种探测器可以以较低的生产成本和复杂性实现类似的性能。我们目前的ATLAS CMOS演示项目的框架内，这项技术的最新发展。特别是，LFoundry的两个有源传感器，CCPD_LF和LFCPIX，以及第一个完全单片原型MONOPIX的研究将被显示。

2017-10-18hep-exphysics.ins-det

针对HEP和应用科学的创新型低功耗、大面积MAPS传感器设计优化

Sensor design optimization of innovative low-power, large area MAPS for HEP and applied science

全耗尽单片有源像素（FD-MAPS）代表了最先进的探测器技术，并从高能物理实验和其他研究领域（如医学成像和天体粒子物理）的低材料预算和成本中获益。与目前使用的MAPS相比，全耗尽像素传感器具有通过漂移收集电荷的优点，这使得整个像素矩阵能够快速且均匀地响应。这些设备的功能已经在之前的概念验证产品中展示。在这篇文章中，我们描述了测试像素设计的优化，这将在ARCADIA项目的演示芯片的第一次工程运行中实施。这些优化程序包括辐射损伤模型，已在技术计算机辅助设计模拟预测传感器在不同的工作环境中的行为。

2021-08-18physics.ins-det

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Proton radiation hardness of X-ray SOI pixel sensors with pinned depleted diode structure

正在为下一代X射线天文卫星“FORCE”开发X射线SOI像素传感器“XRPIX”。XRPIX采用SOI技术制作，使高阻硅传感器和低阻硅CMOS电路的集成成为可能。每个像素中的CMOS电路配备有触发功能，允许我们在X射线检测的定时仅从具有X射线信号的像素读出输出。因此，该功能实现了高吞吐量和高时间分辨率，这使得能够采用用于背景抑制的反符合技术。一个名为XRPIX 6 E的新系列XRPIX开发了一个钉扎耗尽二极管（PDD）结构，通过抑制传感器和电路层之间的干扰，提高了光谱性能。半导体X射线传感器在空间应用时，由于高能质子的辐射损伤，其光谱性能普遍下降。因此，在空间使用XRPIX之前，有必要评估其光谱性能因辐射损伤而退化的程度。因此，我们在HIMAC的NIRS中首次对XRPIX 6 E进行了质子辐照实验。我们用高能质子照射XRPIX 6 E，总剂量高达40 krad，相当于在轨道上照射400年。40 krad辐照使XRPIX 6 E的能量分辨率降低了25 $\pm$ 3%，对于5.9 keV X射线，在半峰全宽处产生260.1 $\pm$ 5.6 eV的能量分辨率。然而，即使在辐照后，该值也满足FORCE的要求，在6 keV下为300 eV。还发现，与以前的XRPIX器件相比，PDD XRPIX具有增强的辐射硬度。此外，我们研究了能量分辨率的退化;结果表明，退化是由于增加了能量无关的成分…

2021-08-11astro-ph.IMphysics.ins-det

DAMIC直接暗物质搜索实验的现状

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DAMIC实验使用完全耗尽的高电阻率CCD来寻找暗物质粒子。DAMIC CCD的能量阈值$\sim$为50 eV $_{ee}$，具有出色的能量和空间分辨率，非常适合识别和抑制放射性背景，对质量为$<$ 6 GeV/ $c^2$的WIMP具有无与伦比的灵敏度。早期的结果促使了100 g探测器DAMIC 100的建造，目前正在安装在SNOLAB。这篇文章讨论了安装进度，阈值附近的新校准工作，2014年数据的初步结果，以及一年数据采集后物理结果的前景。

2015-12-08astro-ph.IMhep-exphysics.ins-det