A compact and modular X and gamma-ray detector with a CsI scintillator and double-readout Silicon Drift Detectors
一个未来的紧凑和模块化的X和伽马射线光谱仪（XGS）已经设计和一系列的原型已经开发和测试。该实验设想使用CsI闪烁体棒，由单单元25 mm2硅漂移探测器在两端读出。数字算法用于区分硅层中吸收的事件（较低能量X射线）和闪烁体晶体中吸收的事件（较高能量X射线和伽马射线）。的原型表征和模块化设计，为未来的实验与可能的天体物理学应用（例如，为欧空局M5电话提出的THESEUS任务）进行了讨论。
2017-04-20 astro-ph.IM physics.ins-det
The Scintillator Upgrade of IceTop: Performance of the prototype array
冰立方合作计划预计将升级现有的表面阵列冰顶，用无线电天线增强闪烁体探测器。作为几个目标之一，闪烁体探测器将用于测量和减轻积雪对IceTop储罐的影响：不断增加的能量阈值和效率损失是目前淋浴重建和质量成分分析中最大的系统不确定性的来源。此外，此次升级将为拟用于南极的下一代中微子探测器的开发提供有益的经验。在2017-2018年南极夏季，两个完整的“站”安装在冰顶阵列的中心附近。每个台站都有专门设计的电子设备，由7个探测器组成，每个探测器的有效面积为1.5米，装有$^{2}$塑料闪烁器和波长移动光纤，由硅光电倍增器读出。在这方面的贡献，我们审查检测器的设计和性能，并显示从一年多的原型站的操作结果。在这一年中，几千个空气簇射事件被测量到与IceTop一致。
2019-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Scintillator and Radio Enhancement of the IceCube Surface Detector Array
预计将对现有的冰立方表面阵列（冰顶）进行升级，增加闪烁探测器和可能的无线电天线。增强的阵列将校准积雪对冰顶探测到的宇宙射线阵雨重建的影响，并提高表面阵列的否决能力。此外，这种无线电天线、反射器和切伦科夫坦克的混合表面阵列将为冰立方实现许多互补的科学目标，例如提高宇宙射线质量组成的准确性，搜索来自银河系中心的PeV光子，或对强子相互作用模型进行更彻底的测试。2018年1月，两个原型站已分别在南极部署了7个闪烁探测器。这些研发研究为以最小的努力集成无线电天线提供了机会。
2019-03-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observation of primary scintillations in the visible range in liquid argon doped with methane
基于含氢原子的液体闪烁体的中子否决探测器是任何地下暗物质搜索实验的组成部分。到目前为止，液态烃的易燃混合物被用作这种探测器中的液体闪烁体。一种安全的替代品可能是基于掺有甲烷的液态氩的液体闪烁体。在本工作中，我们研究了纯液氩及其与甲烷的混合物（CH_4含量从100 ppm到5%）中的初级精馏。在可见光和近红外范围内，在掺甲烷的液氩中首次观察到了初级的光散射，并测量了它们的相对光产额随甲烷含量的变化。
2020-04-28 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Charge Measurement of Cosmic Ray Nuclei with the Plastic Scintillator Detector of DAMPE
暗物质粒子探测器（DAMPE）的主要目的之一是测量几十TeV或更高能量的宇宙线核，其起源和传播一直是天体物理学研究的热点。DAMPE顶部的塑料闪烁探测器（PSD）旨在测量宇宙射线核的电荷，从H到Fe，并作为一个否决探测器，用于区分伽马射线和带电粒子。本文提出了一种电荷重构方法来优化PSD在电荷测量中的性能。本文在简要介绍了PSD的结构和工作原理的基础上，详细介绍了该方法的基本原理，包括航迹跟踪、PSD对准、光衰减校正、猝灭和均衡校正。结果表明，PSD工作良好，宇宙射线中从H到Fe的几乎所有元素都能在电荷谱中清晰地识别出来。
2018-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Calibration of the DAMPE Plastic Scintillator Detector and its on-orbit performance
暗物质粒子探测器（DAMPE）是一种用于探测高能宇宙射线（如电子、$γ$射线、质子和重离子）的星载仪器。塑料闪烁体探测器（PSD）是DAMPE的最顶层子探测器。PSD被设计成测量入射高能粒子的电荷，并且它还用作区分$γ$ -射线与带电粒子的否决探测器。介绍了PSD在轨标定的步骤，包括基座、倍增极相关、对最小电离粒子（MIPs）的响应、光衰减函数和能量重构5个步骤。介绍了一种重建入射高能宇宙线粒子电荷的方法。每个PSD条带的探测效率均在99.5%以上，PSD对带电粒子的总探测效率在99.99%以上。
2018-10-23 astro-ph.IM
Study of Cosmogenic Neutron Backgrounds at LNGS
宇宙μ介子相互作用是地下探测器寻找稀有事件时背景的重要贡献者。通常，中子在这种背景中占主导地位，因为它们在否决系统中特别难以屏蔽和检测。由于实际的背景数据很少，没有很好的记录，模拟研究必须用于设计屏蔽和预测背景率。这意味着任何仿真代码的验证是必要的，以确保可靠的结果。这项工作研究的FLUKA模拟代码的验证，并报告了嵌入在水箱和液体闪烁体屏蔽液氩两相探测器的宇宙起源背景的模拟结果。
2012-10-09 astro-ph.IM physics.ins-det
First measurements with prototype radio antennas for the IceTop detector array
用无线电天线扩展大规模空气簇射阵列可以提高探测器的性能，因为宇宙射线空气簇射的无线电发射提供了对电磁分量的额外测量。IceCube表面探测器IceTop与无线电探测器以及新的粒子探测器以混合方式进行仪器化，将提高测量和重建精度，并允许对高度倾斜的空气簇射进行表征。这将使人们能够更好地了解冰中中微子测量的大气背景。它还为新的科学案例提供了机会，例如从银河系中心寻找PeV伽马射线，从冰立方网站全年可见，倾角为61 $^{\circ}$。除了已经在南极运行的几个闪烁体粒子探测器外，还于2019年1月在IceCube现场部署了两个原型无线电天线，使用与闪烁体相同的DAQ系统。这些天线作为未来部署无线电天线的测试装置，扩展了IceTop足迹内计划的闪烁体阵列。在本程序中，将介绍用于部署的天线以及处理粒子和无线电探测器信号的混合DAQ系统。在南极的第一次测量结果将被提出，未来的计划，一个完整的混合粒子和无线电探测器阵列内的冰顶足迹将被显示。
2019-08-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Long term operation with the DarkSide-50 detector
DarkSide是一个基于放射性纯氩的阶段性实验项目，旨在直接探测暗物质。黑暗面-50（DS-50）探测器目前在格兰萨索国家实验室的地下运行。DS-50探测器是一个双相，50公斤，液氩时间投影室读出38个低温光电倍增管（滨松R11065），周围的活性液体闪烁体否决和包含在水切伦科夫探测器作为μ子否决。DS-50自2013年以来一直在持续运行，首先使用大气氩气，随后在2015年使用来自地下来源的氩气进行填充，使Ar-39同位素减少了1000倍以上。本文叙述了DS-50探测器的特点，报道了它的长期运行和稳定性，并讨论了它在闪烁光探测中的性能。本文简要报道了用DarkSide-50探测器探测暗物质的结果。
2019-12-12 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
First Air-Shower Measurements with the Prototype Station of the IceCube Surface Enhancement
冰顶是冰立方中微子天文台的表面阵列，由分布在1公里$^2$范围内的162个冰切伦科夫罐组成。除了被用作冰中中微子探测器的否决权外，冰顶还是一个强大的宇宙射线探测器。在未来几年中，IceTop阵列的能力将通过用一系列高架闪烁体面板和无线电天线来增强现有的冰切伦科夫罐来增强。结合不同探测器获得的数据将改善宇宙线能量和初级质量的重建，同时降低能量阈值和增加阵列的孔径。2020年1月，在IceTop站点部署了一个由8个闪烁探测器和3个天线组成的原型站。原型探测器连接到一个数据采集系统，无线电天线的读数是使用来自发射器的信号触发的。这使我们能够定期观察二次空气簇射粒子撞击蒸发器，以及高能空气簇射的无线电发射。在这篇文章中，我们将讨论从原型站在过去的一年中获得的结果，目前的第一个宇宙射线空气淋浴测量与这个原型站，并显示如何与不同的探测器类型的观测相互补充。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark matter search with high purity NaI(Tl) scintillator
一个暗物质搜索项目需要极低的背景辐射探测器，因为暗物质的预期事件率小于一吨探测器质量中一年发生几次事件。作者开发了一种高辐射纯度的NaI（Tl）晶体来寻找暗物质。最佳组合的纯化方法，得到的$^{\mathrm{nat}}$ K和$^{210}$ Pb小于20 ppb和5.7 $μ$ Bq/kg。作者将用高纯NaI（Tl）晶体构建一个大体积探测器系统。本文将介绍该探测器原型模块的设计和性能。
2021-06-29 astro-ph.IM physics.ins-det
The ZEPLIN-III Anti-Coincidence Veto Detector
介绍了ZEPLIN-III直接暗物质探测仪的反符合否决探测器的设计、优化和结构。一吨塑料闪烁体被排列成52个条，由光电倍增管分别读出，并与一个装有钆的被动聚丙烯屏蔽层相连。对放射性内容给予了特别关注。总的目标是实现低阈值和高效率的否决探测器，而不会在ZEPLIN-III中产生额外的背景，所有这些都在合理的成本下。对这些部件进行了广泛的实验测量，包括放射性水平和性能特征。这些已被用于通知一个完整的端到端的蒙特卡罗模拟，然后已被用于计算新仪器的预期性能，无论是单独操作，并作为ZEPLIN-III的反符合探测器。否决装置将能够在ZEPLIN-III感兴趣的能量范围内拒绝来自中子背景的65%以上的符合核反冲事件。这将使ZEPLIN-III在WIMP接受区的背景从每年约0.4次减少到约0.14次，这是非零观测事件的一个重要因素。此外，除了提供有价值的诊断能力之外，否决权还能够标记超过15%的伽马射线排斥，而所有这些都不会产生显著的额外背景。结合更换内部ZEPLIN-III光电倍增管阵列，新的否决权预计将大大提高ZEPLIN-III仪器对暗物质的灵敏度，允许探测低于1 E-8 pb的自旋无关WIMP核子截面。
2010-04-27 astro-ph.IM hep-ex
A Method of Alignment of the Plastic Scintillator Detector of DAMPE
暗物质粒子探测器（DAMPE）的塑料闪烁探测器（PSD）设计用于测量宇宙射线电荷（Z），并作为伽马射线识别的否决探测器。为了充分利用PSD的电荷识别潜力，提高其对伽马射线事件的识别能力，我们提出了一种PSD探测器对准方法。考虑到移位和旋转对准校正，导出PSD条的体积中的给定轨道的路径长度。通过对角点通过事例和完全包含事例的能谱分析，得到了所有PSD条的位置移动和旋转，平均值分别约为1mm和0.0015弧度。为了验证对准方法，我们在探测器模拟中引入了PSD条的人工移位和旋转。这些移位和旋转参数可以通过对准过程成功地恢复。作为PSD对准程序的结果，PSD的电荷分辨率根据核从$4\%$提高到$8\%$。
2018-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Simulation and Reconstruction Study of a Future Surface Scintillator Array at the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多部件粒子探测器，由冰顶表面阵列和冰立方深层阵列组成。预计地面仪器的改进将包括由硅光电倍增器读出的塑料闪烁板。这一额外的探测器组件将校准积雪对冰顶罐的影响，改进对宇宙射线的测量，并提高高能天体物理中微子探测的大气背景抑制。两个闪烁体原型站于2017/18年夏季在IceTop部署，以测试探测器设计，并已开始采集数据。为了了解闪烁体面板响应的特性，正在开发和参数化单个探测器的详细Geant 4模拟，包括光子传播和模拟SiPM响应。我们研究了IceTop升级的能力，优化了新探测器的布局和重建的准确性。我们将介绍模拟和重建研究的细节，为拟议的冰顶增强和报告的能力，结合安装。
2019-09-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Assessment of backgrounds of the ANAIS experiment for dark matter direct detection
在ANAIS（用碘化钠闪烁体进行年度调制）项目中，已经进行了大量的工作来表征碘化钠晶体的背景。本文对Alpha Spectra公司生产的三台12.5kg NaI（Tl）蒸发器的本底模型进行了计算。和操作的Canfranc地下实验室一起提出了评估的背景前景，为整个实验。基于定量活度的模型很好地描述了不同条件下从阈能到高能的测量光谱。在感兴趣的区域，晶体体污染是主要的背景源。~（210）Pb、~（40）K、~（22）Na和~ 3 H的贡献最大。通过在晶体基体或液体闪烁器Veto（LSV）中进行反符合操作，可以有效地抑制40 K和22 Na的辐射，通过改进晶体生产方法可以减少210 Pb的辐射，通过在生产过程中屏蔽宇宙射线可以减少3 H的产生。假设最后表征的探测器的活动，对于总质量为112.5 kg的9个晶体，在1至4 keV的区域内，预期的本底率为2.5计数/（keV kg d），通过使用LSV，本底率可以降低到1.4计数/（keV kg d）。
2016-07-22 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Coherent neutrino-nucleus scattering detection with a CsI[Na] scintillator at the SNS spallation source
利用橡树岭国家实验室的SNS散射源的中微子辐射，研究了CsI[Na]散射体作为探测相干弹性中微子-核散射（CENS）的有利靶的可能性。这种材料的反应，低能量的核反冲像那些预期从这个过程的特点。背景研究使用2公斤的低背景原型晶体在一个专用的辐射屏蔽。结论是，计划的14 kg探测器每年应测量约550个CENNS事件，超过已证明的$\sim7$ keVnr低能阈值，信号与背景比足以进行CENNS横截面的首次测量。可以同时获得对未来超新星中微子探测感兴趣的$^{208}$ Pb（$ν_{e},e^{-}$）$^{208}$ Bi反应的截面。
2014-08-20 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
The Anti-Coincidence Detector Subsystem for ComPair
本文介绍了伽马射线望远镜原型ComPair的反符合探测器子系统的设计校准，及该子系统在2023年气球飞行中的排除效率等性能表现。
2024-06-21 astro-ph.IM
Development of a one-dimensional position sensitive detector for Compton X-ray polarimeters
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；INAF − - Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma（罗马天体物理学和行星学研究所）；Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所）
本文开发了一种用于康普顿X射线偏振仪的一维位置敏感探测器，通过使用NaI(Tl)闪烁体吸收体和SiPM阵列实现高灵敏度检测，并通过位置敏感探测器提高偏振测量的精度和性能。
2026-03-26 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
