The ILD/CALICE Silicon-Tungsten Electromagnetic Calorimeter: status and potential
未来的$e^{+}e^{-}$对撞机、探测器和第二阶段CMS升级所采用的粒子流算法需要非常高粒度的量热计来反卷积喷流中粒子的单独贡献。这对于电磁量热计(ECAL)来说尤其如此。对于一个现实的大型探测器,必须满足许多技术要求:工业化的模块化;嵌入式非常前端的电子设备的紧凑集成,具有大动态,低功耗和自触发;机械结构和冷却系统,死区最小。这里提出的硅钨(SiW)ECAL的技术原型应该实现这一切。10层在光束中生产和测试,同时正在对各种模拟关键过程进行设计和优化研究,以测试硬件和算法的性能。
2017-11-22 hep-ex physics.ins-det
A large scale prototype for a SiW electromagnetic calorimeter for a future linear collider
CALICE合作正在为未来的线性电子正电子对撞机上运行的探测器准备高颗粒量热计的大规模原型。目前组装的SiW电磁量能器的原型在尺寸和布局方面已经满足了线性对撞机物理程序给出的大部分要求,因此检测器设计。
2012-03-01 hep-ex physics.ins-det
Design, R&D and status of the crystal calorimeter for the Mu2e experiment
费米实验室的μ 2 e实验将在原子核的场中寻找μ子到电子的相干、无中微子转换,灵敏度比以前的实验提高了10^4倍。这种带电轻子变味反应探索了新的物理学,其规模是目前或计划中的高能对撞机无法直接搜索的。转换电子是单能的,其能量略低于μ子静止质量。如果在三年的运行中没有观察到任何事件,Mu 2 e将对转化率和捕获率之间的比率R_{μe}设定< 6 x 10^{-17}(@90% CL)的限制。本文简要介绍了Mu 2 e的物理动机和电磁量能器项目的现状。
2016-07-05 hep-ex physics.ins-det
Scintillator-Based Electromagnetic Calorimeter Prototype and Beam Test Results at FNAL
用于ILC探测器的闪烁体-钨电磁量能器原型(ScECAL)于2008年在费米实验室测试束上进行了测试。用能量范围在1 - 32 GeV的电子、π介子和μ介子束,结合强子量能器和尾捕集器收集数据。CALICE计划的主要目标之一是建立基于闪烁体的电磁量能器技术并验证量能器的性能。由第一种电子束分析方法的初步结果,我们得到ScECAL能量分辨率σ随机= 15.15+/-0.03%和σ常数= 1.44+/-0.02%。与线性响应的偏差经计算小于6%。
2010-07-06 hep-ex physics.ins-det
Electromagnetic calorimeter simulation for future $μ\to e$ conversion experiments
我们检查了三个密集的高Z结晶的$μ\to e$转换实验使用GEANT 4模拟工具包。研究了所有晶体组件的全能量沉积、纵向和横向能量泄漏。研究了晶体厚度对量热计中能量沉积的影响。
2012-12-18 hep-ex physics.ins-det
Next Generation CALICE Electromagnetic Calorimeter
本文介绍了CALICE硅钨电磁量能器的机械研制。在2006年测试了物理ECAL原型之后,(DESY-CERN)、2007年(CERN)、2008年(FNAL)以及在设计不同的“模块0”之前(筒体和端盖),正在设计一个称为Eudet模块的技术ECAL原型,以便有一个接近全尺寸的技术解决方案,可用于最终探测器,考虑到未来的工业化生产。
2010-06-22 hep-ex physics.ins-det
Status and Plans for the CMS High Granularity Calorimeter Upgrade Project
CMS合作正在准备为HL-LHC时代建造替换端盖量热计。顾名思义,新型高粒度量热计(HGCAL)是一种高粒度采样量热计,具有约600万个硅传感器通道(约1000个通道)。1.1cm 2或0.5cm 2单元)和用片上硅光电倍增器读出的闪烁体片的约25万个通道。量热计被设计用于在HL-LHC的恶劣辐射环境中工作,其中每个束团交叉的平均相互作用次数预计超过140。除了测量能量和能量沉积物的位置外,电子设备还被设计用于测量它们到达的时间,精度约为50 ps。本文总结了HGCAL背后的推理和想法,描述了该项目的现状,并强调了未来的一些挑战。
2021-11-24 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Temperature Dependence Calibration and Correction of the DAMPE BGO Electromagnetic Calorimeter
BGO电磁量能器(ECAL)是为暗物质粒子探测器(DAMPE)任务建造的。通过热真空实验研究了温度对BGO ECAL的影响。BGO晶体的光输出显著依赖于温度。对BGO晶体棒的温度系数进行了标定,并提出了修正方法。
2016-04-27 hep-ex physics.ins-det
Extraction Method of Fine Granular Performance from Scintillator Strip Electromagnetic Calorimeter
我们描述了一种算法,它已被开发用于提取细粒度的信息,从电磁量能器与基于条带的读出。这样的量热计,闪烁体条的基础上,正在开发中的粒子流重建应用于未来的高能物理实验。在全探测器模拟中,使用45 x 5 mm^2的条带对该算法进行测试,结果表明,其性能接近于真正的5 x 5 mm^2读出粒度的量热计。通过使用散布在条带层之间的10 x 10 mm^2瓦形层,可以进一步提高性能。
2014-05-25 hep-ex physics.ins-det
The BaBar Electromagnetic Calorimeter: Status and Performance Improvements
BaBar探测器上的电磁量热计是SLAC非对称B工厂的一部分,它以高分辨率测量能量范围从20 MeV到8 GeV的光子。目前的热量计,现在在其运行的第七个年头,是目前的状态,以及在过去几年中对分析代码所作的改进的细节。
2006-01-19 physics.ins-det
Design, status and test of the Mu2e crystal calorimeter
费米实验室的Mu2e实验寻找带电轻子的味道,在铝核的场中,负μ子到电子的无中微子转换。这样一个过程的动态是很好地模拟了一个两体衰变,导致一个单能电子的能量略低于μ子静止质量(104.967兆电子伏)。本实验的量热计在提供优异的粒子识别能力和在线触发滤波器同时辅助轨迹重构能力方面起着重要作用。基线量热计配置由两个圆盘组成,每个圆盘由两个大面积UV扩展的硅光电倍增器读出的约700个未掺杂的CsI晶体制成。这些晶体符合响应稳定性、高分辨率和抗辐射性的要求。在本文中,我们提出了最终的量热计设计。
2016-07-01 hep-ex physics.ins-det
The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic Calorimeter Level 0 Trigger
CERN SPS的NA 62实验旨在测量K ~+ -> pi+ nubar衰变的分支比,收集10%本底的O(100)事例,对标准模型进行严格检验。所提出的测量的主要背景之一由K+ -> pi+ pi 0衰变表示。为了抑制这种背景,可以预见一种有效的照片否决系统。在1-10 mrad角区,使用了NA 48高性能液体氪电磁量能器。介绍了液态氪电磁热量计0级触发器的设计、实现和现状。
2012-01-18 hep-ex physics.ins-det
A prototype electromagnetic calorimeter for the MUonE experiment: status and first performance results
MUonE实验提出通过精确测量μ-e弹性散射微分截面来确定μ子g-2的强子贡献,本文介绍了其模块化探测器布局中PbWO4电磁量能器原型的现状、束流测试校准及首批性能结果。
2024-01-08 hep-ex physics.ins-det
Effects of high-energy particle showers on the embedded front-end electronics of an electromagnetic calorimeter for a future lepton collider
专用集成电路(ASIC),类似于为未来轻子对撞机探测器的中央量热计的读出电子设备所设想的ASIC,已经暴露在高能电磁簇射中。这些量热计的一个显著特征是读出电子器件将嵌入量热计层中。在这篇文章中,它表明,在读出电子体积中的簇射粒子的相互作用不改变ASIC的噪声模式。在暴露期间未观察到MIP水平或以上的信号。对于MIP的约60%的噪声阈值,在95%置信水平下伪信号频率的上限小于1 × 10 ^{-5}。对于与测试的ASIC具有类似设计的ASIC,因此可以在很大程度上排除将电子器件嵌入到热量计层中会损害热量计的性能。
2011-06-03 hep-ex physics.ins-det
The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic Calorimeter Level 0 Trigger
CERN SPS的NA 62实验旨在测量K ~+ -> pi+ nubar衰变的分支比,收集10%本底的O(100)事例,对标准模型进行严格检验。所提出的测量的主要背景之一由K+ -> pi+ pi 0衰变表示。为了抑制这种背景,可以预见一种有效的照片否决系统。在1-10 mrad角区,使用了NA 48高性能液体氪电磁量能器。介绍了液态氪电磁量能器零级触发器的设计、实现和现状。
2012-01-16 hep-ex physics.ins-det
Precise simulation of electromagnetic calorimeter showers using a Wasserstein Generative Adversarial Network
量热计中粒子簇射的模拟在计算上是耗时的,因为它们必须再现能量沉积及其相当大的波动。超快模拟的一种新方法是生成模型,其中所有量热计能量沉积都是同时生成的。我们使用GEANT4模拟的电子束撞击在多层电磁量能器的对抗训练的生成器网络和批评网络的引导下的Wasserstein距离。发生器在训练期间受到约束,使得所生成的簇射显示出对初始能量和撞击位置的预期依赖性。它产生现实的热量计能量沉积,波动和相关性,我们证明在典型的热量计观测分布。在大多数情况下,我们观察到生成的热量计阵雨达到与GEANT4程序模拟阵雨的水平。
2020-02-04 hep-ex physics.ins-det
Performance of prototypes for the ALICE electromagnetic calorimeter
在FNAL和CERN的试验束测量中研究了ALICE电磁取样量能器原型的性能。最终设计模块的$4\times4$阵列显示出约11% / $\sqrt{E(\mathrm{GeV})}$ $\oplus$ 1.7%的能量分辨率,对电子的响应的均匀性为1%,并且在10至100 GeV的能量范围内具有良好的线性。发现电磁簇射位置分辨率由1.5 mm $\oplus$ 5.3 mm / $\sqrt{E \mathrm{(GeV)}}$描述。当电子识别效率为90%时,强子排斥因子为$>600$。
2009-12-10 hep-ex physics.ins-det
Longitudinal structure optimization for the high density electromagnetic calorimeter
本文提出基于Geant 4模拟与遗传算法及非支配排序的半解析方法,用于优化高密度电磁量能器的非均匀纵向结构,以提升能量、位置和方向测量性能。
2024-09-29 hep-ex physics.ins-det
Design, status and perspective of the Mu2e crystal calorimeter
费米实验室的μ 2 e实验将研究铝核场中无中微子$μ\to e$相干转换的带电轻子味破坏过程。Mu 2 e将达到约$2.5\cdot 10^{-17}$的单事件灵敏度,其对应于相对于当前最佳极限的四个数量级的改进。探测器系统由一个吸管跟踪器和一个由未掺杂CsI与硅光电倍增器耦合制成的晶体量热器组成。量热计被设计为可在恶劣的环境中操作,其中约10 krad/年将在最热的区域中输送,并且在1 T磁场的存在下工作。量热计的作用是执行$μ$ /e分离,以抑制模仿信号的宇宙μ子,同时提供高电平触发和在跟踪器中播种轨道搜索。在本文中,我们介绍了量热计的设计和最新的R $\&$ D结果。
2018-04-18 hep-ex physics.ins-det
CALICE Si/W electromagnetic Calorimeter
硅/钨电磁量能器的CALICE样机已在大尺寸试验梁上进行了试验。已经记录了数百万个不同能量和碰撞角度的电子和强子事件。能量分辨率对随机项为(16.6 ± 0.1)%/sqrt(E(GeV)),对常数项为(1.1 ± 0.1)%,线性度在1%以内。下一步将是建造一个大规模的原型,这将考虑到现实的实验约束。本模块将自然受益于第一个原型获得的经验。
2009-02-18 hep-ex physics.ins-det
Determination of shower central position in laterally segmented lead-fluoride electromagnetic calorimeters
在对氟化铅材料进行蒙特卡罗模拟的基础上,研究了横向分段电磁量能器的空间分辨率。提出了相对分辨率的参数化,并根据入射粒子的能量和量热器块的基本尺寸进行了优化。提出了一种新的拟合算法,提高了高能量下的空间分辨率,为电磁量能器的优化设计提供了指导。
2015-10-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Simulation study of energy resolution, position resolution and $π^0$-$γ$ separation of a sampling electromagnetic calorimeter at high energies
本文用多变量方法模拟研究了取样量热计的能量分辨、位置分辨和$π^0$ - $γ$分离。作为一个现实的例子,量热计的几何形状取自Shashlik量热计的设计几何形状,Shashlik量热计被认为是LHC运行第二阶段CMS端盖的候选者。本文提出的方法可以很容易地适用于各种几何布局的采样量热计。能量分辨率的Shashlik探测器的不同布局和不同的闪烁体闪烁体组合进行了研究。结果表明,使用细粒度的信息的量热器的提升决策树可以执行三倍优于基于切割的方法分离的$π^0$从$γ$在20 GeV-200 GeV的大能量范围。
2017-06-21 hep-ex physics.ins-det
The Mu2e crystal and SiPM calorimeter: construction status
本文介绍费米实验室Mu2e实验所用CsI晶体与SiPM量能器的建造状态,涵盖器件质量控制、抗辐照电子学研发、辐照测试结果及机械结构、组装调试的进展与计划。
2024-01-28 hep-ex physics.ins-det
Status of the CALICE analog calorimeter technological prototypes
CALICE合作目前正在为未来的线性对撞机探测器开发电磁和强子量能器的工程原型。该检测器被设计用于基于粒子流的事件重建。特别是,量热计的电磁和强子簇射的个别重建和分离进行了优化。它们被认为是分别带有钨和钢吸收体的取样量热计。两种电磁量热计正在开发中,一种是基于硅的有源层,另一种是基于MPPC读出的闪烁体条带,允许高度颗粒化的读出。模拟强子量能器是基于同样由硅光电倍增器单独读出的叠片。多通道、自动触发的前端芯片集成在热量计的有源层中,旨在实现最低功耗(功率脉冲)。建造这些原型的目的是证明建造和操作具有完全集成的前端电子设备的探测器的可行性。这些原型的概念和工程状态报告在这里。
2012-09-12 physics.ins-det
Drift Time Measurement in the ATLAS Liquid Argon Electromagnetic Calorimeter using Cosmic Muons
用宇宙μ子详细研究了ATLAS电磁量能器液态氩中的电离信号。特别是,电离电子的漂移时间的测量和用于评估的热量计间隙的固有均匀性,并估计其对能量分辨率的常数项的影响。电子在量热计第二层单元中的漂移时间是均匀的,在桶中为1.3%,在端盖中为2.8%。这导致对桶中常量项的估计贡献为(0.29 + 0.05-0.04)%,对端盖中常量项的估计贡献为(0.54 + 0.06-0.04)%。用同样的数据测量了液氩中电离电子的漂移速度,在88.5 K和1 kV/mm时,漂移速度为4.61 ± 0.07 mm/μs。
2010-07-04 hep-ex physics.ins-det
Electromagnetic Shower Properties in a Lead-Scintillator Sampling Calorimeter
费米实验室的对撞机探测器(英语:Collider Detector at Fermilab,CDF)是一个通用的实验装置,内部有一个用于测量带电粒子的跟踪探测器,周围有一个用于测量电磁和强子簇射的量热计。我们描述了一个{ \sc geant 4}模拟和参数化的CDF中心电磁量能器(CEM)的入射电子和光子的响应。探测器模型包括在入射粒子的轨迹的方向上的CEM几何形状和材料的详细描述,以及跟踪器和CEM之间的被动材料的详细描述。我们使用{ \sc geant 4}来计算从CEM背面泄漏的能量的分布、由振荡器采样的能量分数以及响应的能量依赖性。我们参数化这些分布,以准确地模拟电子和光子的响应和分辨率在一个自定义的模拟测量的$W$玻色子质量。
2013-08-13 hep-ex physics.ins-det
Electromagnetic and Hadron Calorimeters in the MIPP Experiment
MIPP实验的目的是研究使用费米实验室主注入器的光束在各种目标上的π,K和p相互作用中光子,π介子,K介子和核子的包容性生产。量热计的功能是测量向前运动的中子和光子的产生。电磁量热计由10块铅板组成,铅板上散布着正比室。其次是强子量热计,其中64个钢板穿插闪烁体。所提供的数据是用各种靶和束动量从5 GeV/c到120 GeV/c收集的。讨论了用电子、π介子、K介子和质子对两种量热计进行能量标定的问题。对电子的分辨率为0.27/sqrt(E),对强子的分辨率为0.554/sqrt(E),常数项为2.6%。在中子样品上测试了量热计的性能。
2009-03-13 hep-ex physics.ins-det
Level-1 jet trigger hardware for the ALICE electromagnetic calorimeter at LHC
LHC的ALICE实验配备了一个电磁量热计(EMCal),旨在提高其测量喷流的能力。此外,EMCal能够触发高能射流。在先前为光子分光计0级触发器所做的开发的基础上,设计了一种特定的电子升级,以便能够快速触发高能喷流(1级)。通过使用最新一代的FPGA,可以处理26 Gbit/s的瞬时输入数据速率,并在不到4 μs的时间内处理它,使这一发展成为可能。
2010-12-08 hep-ex physics.ins-det
Angular Reconstruction of a Lead Scintillating-Fiber Sandwiched Electromagnetic Calorimeter
提出了一种新的三维成像电磁量能计(ECAL)入射位置重建方法--邻元沉积能量比(NCDER),并将该方法应用于AMS-02的ECAL实验束数据重建。结果表明,该方法对光子方向的角分辨率为7.36 \pm 0.08 / \sqrt(E)\oplus 0.28 \pm 0.02度,比通常采用的重心法(COG)的角分辨(8.4 \pm 0.1 /sqrt(E)\oplus 0.8 \pm 0.3度)有很大提高。此外,由于它只利用了电磁簇射的性质,这种新方法也可用于其他类型的细颗粒取样量热计。
2013-08-26 hep-ex physics.ins-det
A method for the separation and reconstructions of charged hadron and neutral hadron from their overlapped showers in electromagnetic calorimeter
在电磁量能器中,带电强子和中性强子从它们的重叠簇射中分离和重构,对于某些强子衰变粒子的重构是非常重要的,例如在大型强子对撞机上寻找标准模型和超对称希格斯玻色子的τ重构。本文提出了一种将电磁量能器中的簇射团与强子簇射的参数公式相结合的方法,用以分离带电强子与中性强子的重叠簇射。以τ末态含有一个带电π介子和一个中性π介子的强子衰变为例,得到了重叠簇射分离、强子能量和位置重建的满意结果。在应用所提出的方法之后,还可以实现利用该衰减模型的tau重建的改进结果。
2013-05-09 hep-ex physics.ins-det
First results on the performance of the PADME electromagnetic calorimeter
PADME实验由意大利Frascati国立科学院主办,致力于暗光子搜索。它寻找反应$e^{+}\,e^{-}\rightarrow A'\,γ$,其中$A'$表示暗光子。$550\,\text{MeV}$正电子束撞击来自活性金刚石靶的电子,允许扫描高达$23.7\,\text{MeV}$的$A'$质量。在这种情况下,分段电磁量能器起着重要的作用,因为它测量最终的光子四动量。它由以$\approx29\,\text{cm}$半径的圆柱形位移的$616$ BGO晶体组成,其中具有$5$晶体侧的中心方孔,以允许韧致辐射通过,从而限制量热计触发速率。每个晶体由HZC XP 1911 B型光电倍增管读取,其信号通过CAEN V1742板数字化,在$1\,\text{GS/s}$采集$1024$样本。在这里,我们详细报告的解决方案,采用的量热计,以及在一个小的原型和单一的制冷单元进行的测试中获得的结果。
2020-03-04 hep-ex physics.ins-det
Using Artificial Intelligence in the Reconstruction of Signals from the PADME Electromagnetic Calorimeter
PADME装置是在INFN的弗拉斯卡蒂国家实验室建造的,用于搜索通过过程$e^+ e^- \rightarrow A' γ$产生的暗光子($A'$)。PADME探测器的核心部件是由616个BGO晶体组成的电磁量热计,专门用于测量末态光子的能量和位置。在短的聚束持续时间内的高束流粒子多样性需要重叠信号的可靠识别和测量。已经开发了一种基于回归机器学习的算法,以高效率的接近时间的事件进行分离,并以亚纳秒的分辨率精确地重建命中的幅度和时间。该算法的性能和序列的改进,导致取得的成果,并进行了讨论。
2022-10-03 hep-ex physics.ins-det
Performance measurements of the electromagnetic calorimeter and readout electronics system for the DarkQuest experiment
本文测量了基于硅光电倍增管的电磁量能器读出系统性能,验证其适用于费米实验室120 GeV质子束线上的DarkQuest暗区搜寻实验。
2025-07-10 hep-ex physics.ins-det
Precision Measurement of Energy and Position Resolutions of the BTeV Electromagnetic Calorimeter Prototype
本文介绍了由俄罗斯博戈罗季茨克和中国上海生产的钨酸铅晶体制成的电磁量能器原型的能量和位置分辨率与能量的关系。这些测量是在Protvino加速器上使用1至45 GeV的电子束进行的。晶体与光电倍增管耦合。给出了能量分辨率和位置分辨率对不同因素的依赖关系以及实测的电磁簇射横向剖面。
2002-11-05 hep-ex physics.ins-det
Optimization study of scintillator shape of electromagnetic calorimeter for Higgs factories
用于希格斯工厂(例如ILC)实验的基于闪烁体的量热计需要闪烁体设计,其可以检测足够数量的光子并且具有良好的光输出均匀性,并且它们可以容易地大规模生产。为了满足这些要求,已经提出了具有小凹坑的闪烁体条。在我们的研究中,我们测量了一个酒窝闪烁体样品的光产额,然后我们比较使用GEANT4的光跟踪模拟测量。我们打算使用我们的结果,提出一个优化的闪烁体形状。
2020-02-15 hep-ex physics.ins-det
CALICE Report to the Calorimeter R&D Review Panel
该报告描述了在CALICE合作中进行的ILC检测器的量热计研发的状态。2007年6月在DESY举行的LCWS 07研讨会上,已向审查小组介绍了这一状况。
2007-07-09 physics.ins-det
Reconstruction of signal amplitudes in the CMS electromagnetic calorimeter in the presence of overlapping proton-proton interactions
本文描述了一种用于重建CMS电磁量能器中钨酸铅晶体产生的信号幅度的模板拟合技术。这种新颖的方法被设计为抑制增加的时间堆积贡献的信号以下的加速器聚束间距从50到25 ns的开始运行2的LHC。该算法的执行速度足够快,可以在CMS高级触发器中使用。它也用于离线事件重建。从模拟和运行2碰撞数据(2015-2018)获得的结果表明,在从几个GeV到几十个GeV的能量范围内,量热计的能量分辨率有了实质性的提高。
2020-10-02 hep-ex physics.ins-det
Graph Clustering: a graph-based clustering algorithm for the electromagnetic calorimeter in LHCb
最近LHCb实验的升级将数据处理速率推高至40 Tbit/s。在整个重建序列中,最耗时的算法之一是量热计重建。它旨在对来自探测器的属于同一粒子的读出细胞进行聚类,以测量其能量和位置。本文提出了一种新的算法的热量计重建,利用图的数据结构,以优化聚类过程,这将表示为图聚类。它优于以前使用的方法$65.4\%$在计算时间方面的平均,具有相同的效率和分辨率。本文详细介绍了图聚类方法的实现,以及使用模拟数据在LHCb框架内的性能结果。
2022-12-21 hep-ex physics.ins-det
Conceptual Design of a Novel Highly Granular Crystal Electromagnetic Calorimeter for Future Higgs Factories
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics(粒子探测与电子学国家重点实验室);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);China Center of Advanced Science and Technology(中国高等科学技术中心);Institute of Nuclear and Particle Physics, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院核物理与粒子物理研究所);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学李政道研究所);National Key Laboratory of Dark Matter Physics, Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE)(暗物质物理全国重点实验室、粒子物理与宇宙学上海市重点实验室、粒子天体物理 cosmology 教育部重点实验室)
本文提出了一种新型高粒度晶体电磁量能器的概念设计,以实现未来希格斯工厂所需的高精度能量分辨率。
2026-03-07 hep-ex physics.ins-det
High-Precision Alignment Techniques for Realizing an Ultracompact Electromagnetic Calorimeters Using Oriented high-Z Scintillator Crystals
针对电磁量能器设计中常忽略闪烁晶体晶格取向的问题,本研究提出利用XRD测量晶面偏角、实现PWO晶体100μrad内高精度对准的方法,为下一代超紧凑型电磁量能器研发提供新技术路径。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Improving the Prompt Electromagnetic Energy Component of Jet Energy Resolution with pi0 Fitting in High Granularity Electromagnetic Calorimeters
我们研究提高强子喷流能量分辨率使用质量约束拟合的π 0衰变使用高粒度电磁量能器。单pi 0的研究表明,在pi 0的能量分辨率的改进,通常减少平均能量分辨率的2倍,为4 GeV的pi 0的一个大的潜力。我们应用这种方法完全模拟多强子事件与多个pi 0的广泛变化的能量使用ILD 00检测器模型。研究了几种用于识别光子与母体π 0的正确配对的方法。随着pi 0的数量增加,组合学变得具有挑战性,我们采用Edmonds匹配算法的Blossom V实现来处理这个问题。对于事件的两个光子的π 0的检测,所得到的解决方案导致改善的事件能量分辨率为91.2 GeV的Z 0事件的π 0分量从18.0%/sqrt(E)到13.9%/sqrt(E)使用ILD 00探测器及其重建算法。如果使用当前光子重建正确匹配所有光子对,则这可以与12.2%/sqrt(E)的最大潜在改进进行比较。
2012-03-12 hep-ex physics.ins-det
Differentiable Full Detector Simulation of a Projective Dual-Readout Crystal Electromagnetic Calorimeter with Longitudinal Segmentation and Precision Timing
本文在key4hep软件栈中为未来对撞机实现了可微全探测器模拟,提出可对探测器尺寸进行微分的全自动几何结构,并探讨了基于为各探测器选择合适神经网络的通用AI/ML重建策略。
2024-08-24 hep-ex physics.ins-det
The FoCal prototype - an extremely fine-grained electromagnetic calorimeter using CMOS pixel sensors
以单片有源像素传感器为有源元件,研制了硅钨电磁量能器样机。像素尺寸为30 $μ$ m时,它允许数字量热法,即粒子的能量通过计数像素来确定,而不是通过测量沉积的能量。虽然尺寸不大,宽度只有四个莫里哀半径,但它有3900万像素。我们描述的结构和调整的原型和目前的结果,从梁测试和比较它们与基于GEANT的蒙特卡罗模拟的预测。我们以前所未有的细节展示了由电子引起的簇射的形状。能量和位置分辨率的结果也将给出。
2017-11-21 hep-ex physics.ins-det
Concept and status of the CALICE analog hadron calorimeter engineering prototype
CALICE合作目前正在实现用于未来线性对撞机探测器的模拟强子量能器的基本原型。其目的是显示建立一个现实的探测器与完全集成的读出电子的可行性。该设计的一个重要方面是通过用高度颗粒化的装置测量簇射发展的细节并将它们与来自跟踪探测器的信息相结合来提高射流能量分辨率。因此,信号由小的放大瓦片采样,这些瓦片由硅光电倍增器读出。ASIC集成到热量计层中,并为最小功耗而开发。每个通道的嵌入式LED系统用于校准。原型已经过广泛的测试,概念以及DESY测试设置的结果在这里报告。
2011-09-05 physics.ins-det
Characterisation and performance of the PADME electromagnetic calorimeter
在LNF束流测试设施的PADME实验中,寻找正电子与固定靶的电子湮灭产生的暗光子。该策略是寻找反应$e^{+}+e^{-}\rightarrow γ+A'$,其中$A'$是暗光子,不能直接观察到或通过其衰变产物。电磁量能器通过测量末态$γ$的能量和位置在实验中起着关键作用。由$A'$带走的丢失的四个动量可以从这些信息和推断出的粒子质量中估算出来。本文介绍了PADME电磁量能器的设计、结构和标定。在实验的第一阶段,在均衡,检测效率和能量分辨率方面取得的结果证明了用于改善热量计性能的各种工具相对于早期原型的有效性。
2020-10-21 hep-ex physics.ins-det
Status of Simulation Tools for the ILD ScECAL
电热带式电磁量能器(ScECAL)是用于ILC的量能技术之一。为了从条带分段层实现精细粒度,奇数层中的条带相对于偶数层中的条带正交。为了从这种探测器概念中提取最佳性能,ILD合作正在开发一种特殊的重建方法和仿真工具。本文报告了这些工具的发展状况。
2010-06-18 hep-ex physics.ins-det
The CALICE SiW ECAL Technological Prototype -- Status and Outlook
下一代对撞机探测器将充分利用粒子流算法,需要高精度跟踪和全成像量热计。后者由于与现有设备相比粒度改进了两到三个数量级,在过去的15年中由CALICE合作开发,现在已经成熟。这一贡献将集中在一个15层原型的高度颗粒硅钨电磁量能器,包括15,360读出单元的调试。原型于2021年11月和2022年3月在DESY进行了光束测试,并于2022年6月在CERN的SPS进行了光束测试。欧洲核子研究中心的测试是与CALICE Anneumann强子量能器结合进行的。贡献将给出一个原型的一般概述,并将突出其建设所需的技术发展。
2022-11-14 hep-ex physics.ins-det
SND electromagnetic calorimeter time measurement and its applications
SND是部署在VEPP-2000 $e^+e^-$对撞机(BINP,新西伯利亚)上的非磁性探测器,用于测量低于2 GeV的质心能量区域的强子截面。该探测器的重要组成部分是基于NaI(Tl)计数器的三层速观电磁量能器(EMC)。在最近的EMC光谱通道升级之前,只能在计数器中进行能量沉积测量。一种新的EMC信号整形和数字化电子学的基础上FADC允许我们也获得事件的时间结构。新的电子设备和支持软件,包括数字信号处理算法,用于正在进行的实验中的数据采集。我们讨论了幅度和时间提取算法,新系统的实验事件和物理分析应用的性能。
2020-06-02 hep-ex physics.ins-det
Design of High-speed readout electronics for the DarkSHINE electromagnetic calorimeter
本文针对DarkSHINE电磁量能器设计了一种基于双通道高速ADC和定制DAQ的读出电子学系统,通过低噪声跨阻放大器与双增益方案实现千倍动态范围和高精度波形数字化,测试表明其信噪比大于66 dBFS,并在Th-232的2.6 MeV伽马峰处达到5.96%的能量分辨率。
2024-07-30 hep-ex physics.ins-det
Detailed Measurements of Shower Properties in a High Granularity Digital Electromagnetic Calorimeter
所提出的ALICE前向量热计(FoCal)的MAPS原型是最高粒度的电磁量热计,具有3900万像素的$30 \times 30 μ$ m $^{2}$。粒子簇射可以用这个原型进行前所未有的详细研究。能量在2 GeV和244 GeV之间的电磁簇射进行了研究,并与Geant 4模拟进行了比较。模拟模型可以比以往任何时候都更详细地进行测试,FoCal数据和Geant 4模拟之间的差异表明,电磁模型的改进仍然是可能的。
2018-01-07 physics.ins-det
Design and status of the Mu2e crystal calorimeter
费米实验室的Mu 2 e实验在铝原子核的场中寻找负μ子到电子的带电轻子味违反(CLFV)转换,具有能量略低于μ子静止质量(104.967 MeV)的单能电子的独特特征。Mu 2 e的目标是将搜索灵敏度相对于先前的实验提高四个数量级。CLFV信号的任何观测都将是新物理学的明确指示。Mu 2 e探测器由跟踪器、电磁量能器和螺线管周围宇宙射线的外部否决器组成。量热计在真空、1 T轴向磁场和恶劣辐射环境中工作时,在提供粒子识别能力、快速在线触发滤波器、径迹重建种子方面发挥着重要作用。量热计的要求是为100 MeV电子提供大的接受度,并在这些能量下达到:(a)时间分辨率优于0.5 ns;(b)能量分辨率< 10%;(c)位置分辨率为1 cm。量热计的设计包括两个磁盘,每个磁盘由674个未掺杂的碘化铯晶体制成,由两个大面积的UV扩展SiPM阵列读取。我们在这里报告的模块-0原型的建设和测试。在弗拉斯卡蒂的束流测试设施中,0号模块暴露于能量范围约为100 MeV的电子束。在正常入射的时间和能量分辨率的初步结果。本文还报道了量热计工程技术方面的讨论。
2018-02-18 hep-ex physics.ins-det
Optimisation of a silicon-tungsten electromagnetic calorimeter energy response to photons
Laboratoire Leprince-Ringuet, CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris(勒普林斯-林盖实验室,法国国家科学研究中心,巴黎综合理工学院,巴黎理工学院)
本文提出利用粒子流方法优化SiW-ECAL,提升其能量分辨率和减少高能范围的能量泄漏,通过机器学习实现约20%的低能范围能量分辨率提升。
2026-06-24 hep-ex physics.ins-det
Test of a partly instrumented highly compact and granular electromagnetic calorimeter in an electron beam of 1 to 6 GeV
IFIC, Universitat de València and CSIC(瓦伦西亚大学与西班牙国家科学研究委员会)
针对LUXE实验和未来正负电子对撞机,FCAL合作组开发了紧凑型硅-钨电磁量能器,并利用1-6 GeV电子束测试了部分仪器化的原型,展示了最小电离粒子校准和簇射发展,验证了该技术的可行性。
2026-06-29 hep-ex physics.ins-det
Status of Barrel Imaging Calorimeter in Korea for the Electron-Ion Collider
Pusan National University(釜山大学)
韩国团队在电子离子对撞机 Barrel Imaging Calorimeter 的研发中,完成了硅芯片测试、模块组装、原型开发、束流测试、读出系统设计和详细模拟,展示了最新进展和未来计划。
2026-05-14 physics.ins-det