Characterization of 3 mm Glass Electrodes and Development of RPC Detectors for $INO-ICAL$ Experiment
位于印度的中微子天文台（INO）是一个多机构设施，计划在印度南部建立。INO设施将拥有一个51千吨磁化铁量热计（ICAL）探测器，用于研究大气μ子中微子。铁板已被选为目标材料，而电阻板室（RPC）已被选为ICAL实验的主动探测器元件。由于ICAL实验需要大量的RPC（尺寸为$2~m \times 2~m$的$\sim$ 28，000）并且实验的寿命长，因此有必要执行详细的$R\&D$，使得可以优化检测器性能的每个参数以改善物理输出。在本文中，我们报告了详细的材料和电性能研究的各种类型的玻璃电极本地可用。我们还报告了与这些电极的RPC上进行的性能研究，以及气体成分和环境温度对检测器性能的影响。重点介绍了RPC电极材料的选用和在INO-ICAL实验中实现最佳物理输出的环境条件。
2014-12-16 physics.ins-det
Characterisation of Glass Electrodes and RPC Detectors for $INO-ICAL$ Experiment
印度中微子天文台（INO）是一个计划在印度南部建立的中微子实验站，它将安装一个51千吨的ICAL探测器，用于探测大气中的中微子。电阻板室（RPC）已被选为ICAL实验的主动探测器元件。ICAL实验将由大约28，000个尺寸为$2~m\times 2~m$的RPC组成，分为三个模块。该实验计划从开始之日起至少收集20年的数据。由于ICAL实验需要大量的RPC和实验的长寿命，因此有必要进行详细的$R\&D$以优化探测器性能的每个参数。我们报告的性能研究与这些电极的RPC上进行的，最后比较检测器的性能与材料的性能，以优化检测器的参数。
2014-09-25 hep-ex physics.ins-det
Probing the Earth's Core using Atmospheric Neutrinos at INO
印度中微子天文台（INO）提议的50 kt Iron Calorimeter（ICAL）探测器旨在分别探测多GeV能量范围内的大气μ子中微子和反中微子，并在广泛的路径长度范围内。在穿过地球时，向上运动的中微子会经历密度依赖的物质效应，这可以用来提取有关地球内部结构的信息。由于地球的物质效应对中微子和反中微子的中微子振荡模式有不同的影响，ICAL区分$μ^-$和$μ^+$事件的能力在观测这种物质效应中起着重要的作用。利用良好的角分辨率，ICAL将能够在10年内观测到大约331个$μ^-$和146个$μ^+$事件，分别对应于通过核心的中微子和反中微子。我们证明了第一次，ICAL将能够验证地球的核心的存在，排除一个两层的配置文件只包括地幔和地壳在适合相对于PREM配置文件中的数据与中位数$Δχ^2$为7.45正常质量排序（NO）和4.83倒置质量排序（IO）使用500千吨$\cdot$年曝光。如果我们不使用ICAL的电荷识别能力，则这些灵敏度恶化到NO的$Δχ^2$为3.76，IO为1.59。
2021-10-15 hep-ph physics.ins-det
Effect of electrical properties of glass electrodes on the performance of RPC detectors for the INO-ICAL experiment
位于印度的中微子天文台（INO）合作选择了玻璃电阻板室（RPC）作为铁量热计（ICAL）实验的有源探测器元件。在目前的工作中，我们研究的电性能，如体积电阻率和相对介电常数的玻璃从两个不同的制造商，并比较使用这些玻璃的RPC的性能。我们得出结论，具有较大体积电阻率和介电常数的玻璃电极更适合于制造ICAL实验的RPC，因为这些检测器可以在较低的偏置电流和电压下工作，并且与具有较小体积电阻率和介电常数的玻璃电极相比，可以产生更好的时间分辨率。
2016-08-15 hep-ex physics.ins-det
Development and Commissioning of the HARDROC based Readout for the INO-ICAL Experiment
基于玻璃的电阻板室（RPC）将被用作印度中微子天文台（INO）铁量热计（ICAL）实验的活性元件，该实验正在建设中以研究大气中微子。虽然RPC探测器的操作参数或多或少已经确定，但读出电子设备正在使用各种技术进行开发。ICAL实验将由大约29，000个2米$\times$ 2米大小的RPC探测器组成，每个探测器在X和Y方向上都有64个读出通道。本研究的重点是基于SiGe 350 nm技术的多通道电子器件作为INO-ICAL RPC探测器的一个选项。该研究包括调试和使用前端专用集成电路（ASIC）HARDROC芯片，其中64个通道独立处理，以执行零抑制。我们目前的第一个测试台结果使用的HARDROC芯片的目的是使用它最终在ICAL实验。
2016-10-13 hep-ex physics.ins-det
Sensitivity for detection of decay of dark matter particle using ICAL at INO
本文报道了对暗物质粒子衰变为轻子模的可能性的模拟研究。虽然除了通过引力效应之外，对暗物质粒子的性质知之甚少，但最近已经证实，几十年前观察到的所谓“异常Kolar事件”可能是由于不稳定的暗物质粒子的衰变（M.V.N. Murthy和G.Rajasekaran，Pramana，{ \bf 82}，609（2014））。这项研究的目的是看看这个猜想是否可以在INO提出的铁量热仪（ICAL）探测器上得到验证。我们研究了可能的衰变轻子模式，这可能是在这个探测器中看到的一些修改。为了模拟的目的，我们假设每个通道饱和衰变宽度的质量范围从$1-50 \rm{GeV/c^2}$。其目的不仅是调查的衰变签名，而且，更一般地说，建立下限的寿命的时间，即使没有这样的衰变发生。
2014-10-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Impact of errors in the magnetic field measurement on the precision determination of neutrino oscillation parameters at the proposed ICAL detector at INO
本文通过GEANT4模拟研究，评估了ICAL探测器磁场测量误差对中微子质量排序及振荡参数精确测定的影响，发现校准误差需控制在5%以内以保证精度。
2023-05-15 hep-ph physics.ins-det
Study of RPC bakelite electrodes and detector performance for INO-ICAL
电阻板室（RPC）将被用作印度中微子天文台（INO）-铁量热计（ICAL）实验的主动探测器，用于探测和研究大气中微子。本文对不同种类电木RPC电极的结构和电性能进行了广泛的研究。从这些电极制作的RPC的检测器效率和噪声率进行了测试。研究结果表明，在不同的气体成分和工作条件下，如温度和相对湿度的效率，泄漏电流和计数率的变化在整个操作期间。
2014-09-19 hep-ex physics.ins-det
Probing Lorentz Invariance Violation with Atmospheric Neutrinos at INO-ICAL
洛伦兹不变性破坏（LIV）的可能性可能出现在统一理论中，例如弦论，它允许在普朗克尺度（$M_p \sim 10^{19}$ GeV）下存在新的时空结构。使用微扰方法，可以在低能量下观察到这种效应，强度为$\sim 1/M_p$。在最小标准模型扩展（SME）框架下，中微子质量诱导的味振荡在LIV的存在下得到了修正。拟议中的印度中微子天文台（INO）的Iron Calorimeter（ICAL）探测器提供了一个独特的窗口，通过在多GeV能量范围内的广泛基线上分别观察大气中微子和反中微子来探测这些LIV参数。在本文中，第一次，我们详细研究了CPT违反LIV参数$(a_{μτ}, a_{eμ}, a_{eτ})$如何可以改变μ子的生存概率和预期的$μ^-$和$μ^+$事件率在ICAL。使用ICAL的500 kt $\cdot$ yr暴露，我们对这些CPT违反LIV参数在95\% C.L.，这比目前的超级神冈极限稍好。我们证明了优势，将强子能量信息和电荷识别能力在ICAL，同时限制这些LIV参数。此外，边缘化的振荡参数和选择的真实值的$\sin^2θ_{23}$ LIV约束的影响进行了说明。我们还研究了这些LIV参数的质量排序确定和大气振荡参数的精度测量的影响。
2022-06-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Design and Implementation of a UDP-Based Command Interface for the INO ICAL Experiment
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本文提出了一种基于UDP的可靠命令接口，用于INO ICAL实验中的RPC探测器控制，通过握手方案和校验和优化UDP性能，确保数据采集的可靠性。
2026-02-26 physics.ins-det
Muonless Events in ICAL at INO
INO ICAL中的主要物理信号事件是$ν_μ$带电电流（CC）与明确定义的μ子轨道的相互作用。除了这些事件，ICAL还可以探测其他类型的中微子相互作用，即电子中微子带电电流相互作用和中性电流事件。通过对事件施加适当的选择切割，可以具有主要包含$ν_e$ CC事件的数据集。$ν_μ$ CC和中性当前事件构成这些事件的背景。本研究使用蒙特卡罗产生的中微子事件，设计必要的选择切割，以获得一个$ν_e$ CC丰富的数据集。开发了一组优化的约束条件，其平衡了提高样本纯度的需要和具有足够大的事件样本。根据所使用的约束条件，可以获得中微子数据样本，其中$ν_e$事件的纯度在55%到70%之间变化。
2015-01-14 hep-ex physics.ins-det
Simulation Studies for Electromagnetic Design of INO ICAL Magnet and its Response to Muons
位于印度的中微子天文台（INO）的铁量热计（ICAL）探测器将用于测量中微子质量等级。ICAL探测器中的磁体将用于区分分别由{v_μ}和{ \bar{ν_μ} }引起的{μ^-}和{μ^+}事件。由于ICAL中磁体的重要性，已经进行了电磁仿真，以研究使用各种设计的铁中的B场分布。模拟显示了线圈之间的铁层部分的更好的均匀性，当我们移动到铁层的外围时，该部分由具有较小场强的区域限定。ICAL磁体被配置为具有平铺结构，在保持合理均匀的场模式的同时提供最小的磁阻路径。这转化为产生所需磁场所需的更少的安匝数。在低安培匝数下，通过使用软磁材料可以获得具有\vert B \vert \ge 1特斯拉（T）的较大分数面积。利用GEANT 4研究了磁场对μ子轨道的影响。对于高达20 GeV的μ子，能量分辨率随着磁场从1.1T增加到1.8T而提高。除大天顶角外，μ子的电荷识别效率均大于90%.
2014-07-15 physics.ins-det
Numerical Qualification of Eco-Friendly Gas Mixtures for Avalanche-Mode Operation of Resistive Plate Chambers in INO-ICAL
一个生态友好的替代气体混合物的雪崩模式操作的电阻板室的数值资格是这项工作的灵魂。为了识别气体混合物，作者在其他地方开发的数值模型已首先建立了模拟的数字的优点（效率和流光概率）与实验数据的气体混合物中使用的INO-ICAL。然后，它已被用来模拟基于氩气，二氧化碳和氮气的气体混合物的相同属性，通过研究其不同的属性，确定为潜在的替代品。通过将模拟结果与INO-ICAL中使用的标准气体混合物以及其他基于生态友好型氢氟碳化合物（HFO 1234 ze）的潜在替代物的实验数据进行比较，研究了这种生态友好型气体混合物的功效。为了提高所提出的气体混合物的功效，进行了传统方法（添加少量SF $_6$）和替代方法（探索高端电子产品的选择）的研究。
2021-05-03 hep-ex physics.ins-det
Probing dark matter inside Earth using atmospheric neutrino oscillations at INO-ICAL
本研究提出利用大气中微子振荡通过测量重子物质含量探测地核暗物质，表明INO-ICAL探测器在500千吨·年曝光下1σ水平可探测地球质量5%-6%的暗物质，且可探测地核重子物质分布。
2023-08-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Enhancing sensitivity to neutrino parameters at INO combining muon and hadron information
INO的ICAL实验旨在从大气中微子的观测中识别中微子质量等级，并帮助提高大气中微子混合参数的精度。虽然ICAL的设计主要是为了测量μ子动量而优化的，但它也能够测量每个事件中的强子能量。虽然强子能量的测量分辨率相对较低，但它包含了关于事件的关键信息，当与μ子数据一起使用时，可以提取这些信息。我们证明，通过增加强子能量信息的μ子能量和μ子方向在每个事件，ICAL的中微子参数的灵敏度可以显着提高。使用现实的探测器响应ICAL，我们提出了它的增强达到确定中微子质量层次，大气质量平方差和混合角θ 23，包括其八分圆。特别是，我们表明，使用强子能量信息的分析可以区分正常和颠倒的质量等级，在50 kt ICAL下暴露10年，Δ tachi ^[2]约为9，这相当于比仅μ子分析提高了约40%。
2015-01-04 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Simulation studies of hadron energy resolution as a function of iron plate thickness at INO-ICAL
我们报告了一个详细的模拟研究的强子能量分辨率作为一个功能的吸收板的厚度的铁量热计（ICAL）探测器在印度的中微子天文台（INO）。我们比较了吸收体厚度在1.5- 8厘米范围内的中微子相互作用的能量范围为2- 15 GeV，这是相关的大气中微子相互作用中的强子产生的强子分辨率。我们发现，在较低的能量下，能量分辨率的厚度依赖性比在较高的能量下更陡，但是在这项工作中讨论的较低厚度下，厚度独立的贡献占主导地位。因此，强子能量分辨率的增益与减少板的厚度是边际。我们提出的结果的形式适合一个功能与能量依赖的指数。
2015-03-11 hep-ex physics.ins-det
Probing the interior of Earth using oscillating neutrinos at INO-ICAL
本研究提出利用印度中微子观测站的50kt ICAL探测器，通过大气中微子振荡的地球物质效应探测地球内部，可验证地核存在、测量核幔边界位置并探测地球内部暗物质，其磁化结构带来的电荷鉴别能力对提升探测精度至关重要。
2024-01-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Studies on Response Uniformity of RPC and Exploring Oscillation Dip and Valley, Non-Standard Interactions, and Earth's Core using Atmospheric Neutrinos at ICAL-INO detector
本文针对ICAL探测器，实验研究RPC响应均匀性，并首次利用缪子上下比观测振荡谷与谷底，测量质量平方差、约束非标准相互作用，并验证地核存在。
2025-09-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
First simulation study of trackless events in the INO-ICAL detector to probe the sensitivity to atmospheric neutrinos oscillation parameters
拟议中的印度中微子天文台将拥有一个50千吨磁化铁量能器（ICAL），其有源探测器元件是电阻板室。它的主要重点是通过在探测器中重建μ子来研究大气μ子中微子的带电相互作用。本文首次研究了ICAL上大气电子中微子荷电相互作用产生的末态轻子和强子的能量和方向重构，以及这些事件对中微子振荡参数$θ_{23}$和$Δm_{32}^2$的敏感性。然而，这些事件的签名是类似的中性电流相互作用和带电电流μ介子中微子事件中的μ介子轨道没有重建。在包括整个事件，不产生μ子轨道，我们发现，合理的$θ_{23}$获得良好的灵敏度，相对$1σ$精度为15%的混合参数$\sin^2θ_{23}$，降低到21%，当系统的不确定性被认为是。
2022-09-16 hep-ex physics.ins-det
Discriminating between Lorentz violation and non-standard interactions using core-passing atmospheric neutrinos at INO-ICAL
本文指出长基线实验中洛伦兹破坏与非标准相互作用效应会相互模仿而难以区分，并提出利用INO-ICAL对穿过地核的大气中微子及中微子与反中微子的分别识别来打破这一简并。
2023-05-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Development of Glass Resistive Plate Chambers for INO
位于印度的中微子天文台（INO）合作计划建造一个巨大的50千吨磁化铁量热计（ICAL）探测器，以研究大气中微子并精确测量与中微子振荡相关的参数。玻璃电阻板室（RPC）的大小约为2米× 2米将被用作ICAL探测器的有源元件。我们已经制作了大量的玻璃RPC原型的1米× 1米的大小，并研究了它们的性能和长期稳定性。在此过程中，我们开发并生产了一系列制造RPC所需的材料和组件。我们还设计和优化了许多用于组装气隙的制造和质量控制程序。在本文中，我们将审查我们的活动对玻璃RPC的INO ICAL探测器的发展，并将提出的RPC的表征研究结果。
2008-10-26 hep-ex physics.ins-det
Test-Jig for production testing of RPC-DAQ modules in INO-ICAL Experiment
针对INO-ICAL实验中大量RPC-DAQ模块的生产测试需求，开发了基于FPGA的自动化测试夹具，通过生成多种测试模式模拟探测器信号并同步验证接收数据，实现了模块功能的快速验证与调试，显著缩短了调试时间。
2025-03-03 physics.ins-det
Timing and Charge measurement of single gap Resistive Plate Chamber Detectors for INO-ICAL Experiment
最近批准的印度中微子天文台将使用世界上最大的磁铁来研究大气μ子中微子。50千吨铁量热计由铁与单间隙电阻板室交替组成。使用环形铜线圈在铁中产生$\sim$ 1.5 T的均匀磁场。μ子中微子与铁靶相互作用产生带电μ子，由电阻板室检测，并使用正交拾取条进行跟踪。每层的定时信息用于区分向上和向下行进的μ子。用于检测器的读出电子器件的设计关键取决于由μ子引起的电荷的精确模型以及对偏置电压的依赖性。在本文中，我们提出了在不同的操作条件下使用原型探测器的定时和电荷响应测量。我们还报告了不同的气体混合物，特别是$SF_6$，对定时响应的影响。
2017-09-26 hep-ex physics.ins-det
Enhancing Sensitivity to Non-Standard Neutrino Interactions at INO combining muon and hadron information
中微子与物质费米子的中性流非标准相互作用（NSI's）在地球物质中长距离传播时，由于物质中的$W$介导的相互作用，会产生标准MSW势之外的额外物质势。本文利用INO 50 kt磁化ICAL探测器研究了味破坏中性流NSI参数$\varepsilon_{μτ}$对大气中微子和反中微子振荡的影响。我们发现，由于非零的$\varepsilon_{μτ}$，$ν_μ\rightarrowν_μ$和$\barν_μ\rightarrow\barν_μ$跃迁几率得到大幅修改，在更高的能量和更长的基线，真空振荡占主导地位。我们估计的ICAL检测器的灵敏度为各种选择的合并方案和可观的。我们得到的$\varepsilon_{μτ}$最乐观的界限是$-0.01 < \varepsilon_{μτ} < 0.01 $在90 $\%$ C. L。使用500 kt $\cdot$年曝光量，并将$E_μ,\, \cosθ_μ,\,E'_{\rm had}$分别视为它们在[1，21] GeV、[-1，1]和[0，25] GeV范围内的观测量。对于第一次，我们表明，ICAL检测器的电荷识别能力是至关重要的$\varepsilon_{μτ}$设置严格的约束。我们还表明，当我们边缘化超过$\varepsilon_{μτ}$在其范围内的-0.1至0.1，质量层次灵敏度恶化10 $\%$到20 $\%$取决于分析模式，和大…
2019-07-03 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Constraining non-unitary neutrino mixing using matter effects in atmospheric neutrinos at INO-ICAL
本文研究非幺正中微子混合参数 α32 对大气 μ 中微子存活概率的影响，并利用 INO-ICAL 探测器的电荷鉴别能力给出与 DUNE、T2HK 可比且互补的模型无关约束。
2024-09-29 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Can INO be Sensitive to Flavor-Dependent Long-Range Forces?
与规范$L_e-L_μ$或$L_e-L_τ$对称性相关的超轻和中性玻色子所介导的与味道相关的长程轻子力构成了标准模型的最小扩展。在这些新的反常自由阿贝尔对称的存在下，SM保持不变和重整化，并可以导致有趣的现象学后果。例如，太阳内部的电子可以在地球表面产生一个与味道相关的长程势，这可以在大气中微子实验中提高$ν_μ$和$\barν_μ$在大范围能量和基线上的存活概率。在本文中，我们详细探讨了这些远程味道对角中性电流相互作用，由于$L_e-L_μ$和$L_e-L_τ$对称性（一次一个）的背景下，拟议的50 kt磁化ICAL探测器在INO的可能影响。ICAL结合了μ子动量和强子能量的信息，在90 $\%$（3 $σ$）C. L.处对有效规范耦合$α_{eμ/eτ}<1.2\times 10^{-53}$（$1.75\times 10^{-53}$）进行了严格的约束. 500 kt $\cdot$ yr暴露。90 $\%$ C.L. ICAL对$α_{eμ}$（$α_{eτ}$）的限制是现有Super-Kamiokande实验的限制的$\sim 46$（53）倍。
2018-01-03 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Physics Potential of the ICAL detector at the India-based Neutrino Observatory (INO)
印度中微子天文台（INO）即将推出的50 kt磁化铁量能器（ICAL）探测器旨在分别研究大范围能量和路径长度的大气中微子和反中微子。该实验的主要目的是通过观测多GeV范围内大气中微子的能量和天顶角依赖性来探索地球物质效应。这项研究对于解决中微子振荡物理学中的一些悬而未决的问题，包括中微子质量等级的基本问题，将是至关重要的。在本文件中，我们提出了从现实的探测器模拟获得的探测器的物理势。我们描述了模拟框架、探测器中的中微子相互作用以及探测器对穿过它的粒子的预期响应。ICAL探测器可以高精度地确定μ子的能量和方向，此外，它对多GeV强子的灵敏度大大增加了它的物理范围。它的电荷识别能力，以及因此区分中微子和反中微子的能力，使它成为确定中微子质量等级的有效探测器。在这份报告中，我们概述了中微子质量等级的测定和大气中微子混合参数的精确测量在ICAL进行的分析，并给出了预期的物理探测器的运行时间为10年。我们还探讨了ICAL探测新的物理场景，如CPT违反和磁单极子的存在的潜力。
2017-05-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
NIOS II Soft-Core Processor and Ethernet Controller Solution for RPC-DAQ in INO ICAL
本文提出基于NIOS II软核处理器和以太网控制器的RPC-DAQ系统，用于INO-ICAL实验中28,800个阻性板室单元的数据采集、监测与高压控制，实现高效网络化DAQ。
2025-01-01 hep-ex physics.ins-det
A Simulations Study of the Muon Response of the Iron Calorimeter Detector at the India-based Neutrino Observatory
磁化铁量热计探测器（ICAL），建议在印度的中微子天文台（INO）建造，旨在研究大气中微子振荡。ICAL探测器被优化以测量μ子动量、方向和电荷。一个基于GEANT 4的软件包已经开发的INO合作模拟ICAL几何形状和粒子通过探测器的传播。利用卡尔曼滤波算法对模拟的μ子径迹进行了重建。在这里，我们提出了第一个研究的ICAL探测器的μ子使用这个模拟包，以确定μ子的动量和方向的分辨率，以及它们的重建和电荷识别效率的响应。对中心区1-20 GeV/c μ子，获得了9- 14%的平均角动量分辨，约1度的角分辨率，约80%的重建效率和约98%的正确电荷识别。
2014-05-28 physics.ins-det
Probing Earth's core using atmospheric neutrino oscillations in the presence of NSI at INO-ICAL
本研究利用INO-ICAL探测器的大气中微子振荡，在非标准相互作用存在下，量化探测地球核心及核幔边界的能力，发现NSI会影响地球层析成像测量。
2025-10-07 hep-ex hep-ph physics.geo-ph
TCP/IP based Remote Firmware Upgradation for INO ICAL RPC-DAQ Modules
本文针对 INO ICAL 实验中难以触及的 RPC-DAQ 模块，提出一种基于 TCP/IP 协议和现有以太网接口的远程固件升级方法，利用定制握手架构和软核处理器实现固件覆盖，仅需约 13 秒即可完成 10 个模块的配置。
2025-03-03 hep-ex physics.ins-det
Simulation of muon-induced neutral particle background for a shallow depth Iron Calorimeter detector
印度中微子天文台（INO）的Iron Calorimeter（ICAL）探测器计划安装在一个岩石覆盖层超过1公里的地下洞穴中。相对于海平面，这种覆盖层使宇宙μ子通量减少了10倍$^{6}$。在本文中，我们研究的可能性，100米的浅深度ICAL（SICAL）探测器。宇宙μ子必须在ICAL周围的否决探测器中以99.99%的效率被探测到，以便通过否决探测器泄漏的μ子背景与在1公里深的地下站点相同。然而，一个额外的背景来自宇宙μ子与岩石的相互作用。由于在这种相互作用中产生的中性粒子可以在没有任何相互作用的情况下通过否决探测器，它们可能会模拟ICAL中的中微子事件。在本文中，基于GEANT 4的模拟研究，以估计由于μ子与岩石SICAL诱导的相互作用的背景信号的结果。
2019-03-09 hep-ex physics.ins-det
Simulations Study of Muon Response in the Peripheral Regions of the Iron Calorimeter Detector at the India-based Neutrino Observatory
磁化铁量热计探测器（ICAL）拟在印度中微子天文台（INO）实验室建造，其目的是主要通过μ子中微子和反中微子与探测器的带电相互作用来研究大气中微子振荡。μ子和电荷识别效率，角度和能量分辨率作为μ子动量和方向的函数的响应进行了研究，从基于GEANT 4的模拟在探测器的外围区域。这完成了ICAL的特性相对于μ子在整个检测器和ICAL的振荡参数和质量层次的灵敏度的影响相比，只有ICAL的中心区域的分辨率和效率的研究假设为整个检测器。从探测器响应确定了探测器周边区域中轨道重建的选择标准。在1- 20 GeV能量范围内，获得了平均角动量分辨率为15- 24%，重建效率约为60- 70%，电荷正确识别率约为97%的重建μ子。此外，研究了高达50 GeV的较高能量下的μ子响应，以了解对所谓的岩石μ子和宇宙射线μ子的响应。对于μ子能量大于4 GeV的情况，在外围区获得了优于1度的角分辨率，与中心区相同.
2015-03-11 physics.ins-det
Simulation of RPC responses in mini-Iron Calorimeter for cosmic ray muon studies
本文对印度中微子观测站小型铁量能器（mini-ICAL）中RPC的宇宙线缪子响应进行模拟，通过数字化RPC信号使效率、噪声率等参数与实测数据匹配，以提升μ+和μ−动量及方位角测量精度。
2023-12-03 physics.ins-det
Energy and Direction Estimation of Neutrinos in muonless events at ICAL
在本文中，我们研究的事件没有可识别的μ子轨道的铁量热计探测器在印度的中微子天文台。这些事件主要是由高能量（E $_ν>$ 1 GeV）的$ν_e$带电电流相互作用，这只在少数实验研究到目前为止。在这些中微子相互作用中产生的带电粒子在探测器中产生了一系列撞击。我们试图重建这种事件中中微子的能量和方向。我们研究了这些事件的给定模式的能量分布，发现朗道分布提供了一个很好的拟合。%拟合的参数可以与中微子的能量相关。我们定义了两个运动学变量的基础上的命中分布，并使用它们来确定中微子方向（$\cos θ$）的极角的余弦。这些变量与$\cos θ$之间存在中度相关性。这些数据为我们提供了足够的信息来准备校准图，以查找入射中微子的能量和方向。
2015-05-27 hep-ex physics.ins-det
Track fitting by Kalman Filter method for a prototype cosmic ray muon detector
我们开发了一种基于卡尔曼滤波技术的铁量热仪（ICAL）原型探测器的单μ子轨道冲洗时的轨道拟合程序。相关的轨道参数，即，动量、方向和电荷被重建和分析。本文讨论了原型探测器的设计、Geant 4的几何模拟以及探测器对宇宙线μ子的响应。最后给出了磁化ICAL中$μ^+$和$μ^-$事例的重构动量分辨率和电荷识别效率。
2009-08-06 nucl-ex physics.ins-det
A compact cosmic muon veto detector and possible use with the Iron Calorimeter detector for neutrinos
宇宙μ介子否决（CMV）探测器的动机是探索在印度中微子天文台（INO）的浅深度定位拟议的大型铁量热计（ICAL）探测器的可能性。在这个方向上的初步努力，通过组装和测试的$\sim$ 1米$\times$ 1米$\times$ 0.3米塑料闪烁体为基础的探测器，进行了说明。为一个较小的原型迷你ICAL的CMV探测器的计划也概述。
2019-02-27 hep-ex physics.ins-det
From oscillation dip to oscillation valley in atmospheric neutrino experiments
由于大气中微子实验在很大的$L/E$范围内具有灵敏度，因此可以在数据中显示出“振荡下降”的特征。在可以区分中微子和反中微子的实验中，如INO，可以分别在这两个通道中观察到振荡下降。我们提出的倾角识别算法采用数据驱动的方法-一个使用的不对称性的上行和下行的事件，在重建的$L/E$的μ子-证明倾角，这将证实振荡假说。我们进一步提出，第一次，在重建（$E_μ$，$\,\cosθ_μ$）平面的“振荡谷”的识别，可行的ICAL具有良好的μ子能量和方向分辨率的探测器。我们说明了如何这个二维谷将提供一个清晰的视觉表示和测试的$L/E$的依赖，对齐的山谷量化大气质量平方差。由于INO ICAL探测器的电荷识别能力，我们总是分别使用$μ^{-}$和$μ^{+}$事件来给出我们的结果。考虑到统计涨落和系统误差，以及振荡参数在当前允许范围内的变化，我们用ICAL的10年模拟数据估计了大气中微子振荡参数的精度。
2021-03-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Improving the hierarchy sensitivity of ICAL using neural network
大气中微子实验可以确定中微子质量等级的任何值的$δ_{CP}$。位于印度的中微子天文台的铁量热计（ICAL）探测器可以通过确定产生的μ子的电荷来区分$ν_μ$和$\barν_μ$的带电电流相互作用。因此，它特别适合于确定层次结构。在能量为几个GeV、路径长度为几千公里的中微子中，这种层次特征更为突出，即方向不接近水平的$\textit{i.e.}$中微子。我们使用自适应神经网络来识别这样的事件，具有良好的效率和纯度。根据这些选定事件计算的层级敏感度达到$3 σ$级别，其中$Δχ^2$为9。
2015-11-01 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Improving Time and Position Resolution of RPC detectors using Time Over Threshold Information
该研究利用时间过阈值信息改进INO-ICAL实验中RPC探测器的时间和位置分辨率，以提升中微子动量和方向性测量精度。
2023-11-15 hep-ex physics.ins-det
Magnetic field measurements on the mini-ICAL detector using Hall probes
拟议在INO建造的磁化51千吨铁量热计（ICAL）探测器的设计重点是探测1-20 GeV的μ子。磁场将使得能够测量$μ^-$和$μ^+$的动量，所述$μ^-$和$μ^+$是由$ν_μ$和$\barν_μ$分别在探测器中的铁内的电荷电流相互作用产生的，从而允许确定中微子质量排序/等级，以及ICAL的其他重要目标。因此，尽可能精确地确定磁场是很重要的。微型ICAL探测器是ICAL的85吨原型，在印度南部的马杜赖运行。我们在这里描述的磁场在迷你ICAL使用霍尔传感器PCB的第一次测量。开发了一种使用电磁体校准霍尔探头传感器的装置。读出系统使用Arduino Nano板设计，用于选择安装在PCB上的霍尔探针的通道，并将模拟电压转换为数字输出。磁场已经在mini-ICAL顶层的铁板之间的小间隙（为此目的而提供）以及探测器外部的空气中进行了测量。当测量探测器外的小边缘场时，获得了优于3%的精度，灵敏度下降到约0.03k高斯。
2022-06-30 hep-ex physics.ins-det
Effect of glass thickness variations on the performance of RPC detectors
位于印度的中微子天文台（INO）正计划建造一个磁化铁量能器探测器（ICAL），其中电阻板室（RPC）将是活跃的探测器元件。研究不同电极厚度的RPC的性能是优化ICAL RPC设计参数的关键。我们制作了具有不同厚度玻璃的RPC，并研究了它们在相同环境条件下的性能。本文对探测器效率、噪声率、时间分辨率和电荷分布进行了研究。
2016-10-11 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Cosmic Muon angular distribution and vertical integrated flux by 2m$\times$2m RPC stack at IICHEP-Madurai
50千吨INO ICAL是印度Theni的一个地下高能物理实验（$9^{\circ}57'N$，$77^{\circ}16'E$），目的是利用大气中微子研究中微子振荡参数。电阻板室（RPC）已被选为ICAL探测器的有源探测器元件。在马杜赖的IICHEP建立了一个由12层尺寸为2 μ m、$\times$ μ m的玻璃RPC组成的实验装置，以研究印度工业大规模生产的RPC的长期稳定性和性能。本文介绍了在马杜赖（距海平面160 m的$9^{\circ}56'N,78^{\circ}00'E$和海拔$\approx$）对RPC的性能和μ子角分布的研究。
2017-06-03 hep-ex physics.ins-det
Measurement of azimuthal dependent muon flux by 2\,m\,$\times$\,2\,m RPC stack at IICHEP-Madurai
拟议中的50千吨INO-ICAL实验是一个即将进行的地下高能物理实验，计划在印度Theni附近的Bodi山（$9^{\circ}57'N$，$77^{\circ}16'E$）进行，以利用广泛的空气簇射现象产生的大气中微子研究中微子振荡的各种性质。电阻板室已被选为拟议的INO-ICAL的主动探测器元件。在马杜赖的IICHEP建立了一个由12层玻璃电阻板室组成的实验装置，每层电阻板室的尺寸为$\sim$ 2\，m $\times$ 2\，m，以研究印度工业大量商业生产的电阻板室（RPC）的性能和长期稳定性，以及其用于前端和后续信号处理的电子器件。本文给出了马杜赖（9 $^{\circ}$ 56 'N，78 $^{\circ}$ 00' E，海拔160 m）不同天顶角下μ子通量的方位依赖关系，并对CORSIKA和HONDA的Monte Carlo预报进行了比较。
2020-03-11 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Characteristic Impedance of Silicon Fiber Sheet based readout strips panel for RPC detector in INO
印度中微子天文台（INO）是印度的一个大型科学项目，它将使用近3万个电阻板室（RPC）作为主动探测元件，用于大气中微子振荡的研究。每个RPC探测器将由两个正交放置的读出条板组成，用于拾取气室中产生的信号。在INO-ICAL（铁量热计）实验中，RPC探测器的面积为2 m x 2 m，因此读出条板的尺寸也为2 m x 2 m。为了使不失真的信号通过读出带面板到达前端电子设备，它们的特性阻抗应该彼此匹配。对于特性阻抗的匹配，我们采用了端接原理。在本文中，我们将描述用于制造阻燃、防水和柔性读出拾取条面板的新型介电材料的需求和探索。我们还将描述以比较的方式测量塑料蜂窝基读出条面板和硅纤维板基读出条面板的特性阻抗，以及其在负载下和随时间的变化。
2016-03-21 hep-ex physics.ins-det
Effect of variations in the gas mixture compositions on the timing and charge of glass RPC
位于印度的中微子天文台（INO）是一个旨在建立一个大型地下实验室的项目，以探索地球对大气中微子的影响。INO将拥有一个50千吨磁化铁量能器探测器（ICAL），其中电阻板室（RPC）将是主动探测器元件。在ICAL中，28，800个2 m $\times$ 2 m大小的玻璃RPC将以雪崩模式运行。RPC中电离气体介质成分的微小变化会影响其性能。研究RPC在不同气体成分下的电荷分布对优化气体混合是必要的。用$C_2H_2F_4$ / $iC_4H_{10}$ / $SF_6$的气体混合物以雪崩模式操作由尺寸为30 cm $\times$ 30 cm的玻璃板制成的RPC。我们已经研究了这些RPC在相同的环境条件下的性能。研究了$iC_4H_{10}$和$SF_6$的不同掺量对RPC性能的影响。本文研究了不同气体成分下RPC信号的电荷分布和时间分辨率。
2019-12-10 hep-ex physics.ins-det
Development and characterization of single gap glass RPC
位于印度的中微子天文台（INO）设施将拥有一个50千吨磁化铁量热计（ICAL）探测器，用于使用大气中微子精确测量中微子振荡。拟议的ICAL探测器将是一堆磁化铁板（作为目标材料）与玻璃电阻板室（RPC）交错作为有源探测器元件。RPC是一种气体探测器，由两个平行的电极板组成，具有像浮法玻璃和酚醛树脂一样的高体积电阻率。对于ICAL探测器，玻璃优于酚醛树脂，因为它不需要任何类型的表面处理来实现更好的表面均匀性，并且还降低了相关电子设备的成本。在所提出的玻璃RPC探测器的探测器研发工作下，从印度玻璃制造商之一（Asahi）采购约2 mm厚的玻璃，制造了一些1 m X 1 m尺寸的玻璃RPC。在本文中，我们报告的RPC的泄漏电流的研究，μ子探测效率和噪声率的研究与不同的气体成分的基础上的表征。
2016-10-14 physics.ins-det
A New Approach to Probe Non-Standard Interactions in Atmospheric Neutrino Experiments
我们提出了一种新的方法来探索中性电流非标准中微子相互作用（NSI）在大气中微子实验中使用振荡骤降和谷重建μ子可观测量，在像ICAL，可以识别μ子电荷的检测器。我们专注于味道改变的NSI参数$\varepsilon_{μτ}$，这对μ子的生存概率在这些实验中的影响最大。我们发现，非零的$\varepsilon_{μτ}$移动的振荡下降的位置在$L/E$分布的向上/向下的事件比重建的$μ^-$和$μ^+$在相反的方向。我们引入了一个新的变量$Δd$来表示$μ^-$和$μ^+$中倾角位置的差异，它对$\varepsilon_{μτ}$的大小和符号都很敏感，而与$Δm^2_{32}$的值无关。我们进一步注意到，在（$E$，$\cos θ$）平面中的振荡谷的重建μ子观测值弯曲的存在NSI，其曲率具有相反的符号为$μ^-$和$μ^+$。我们证明了NSI的识别与此曲率，这是可行的，如ICAL具有良好的μ子能量和方向分辨率的探测器。我们说明了如何在$μ^-$和$μ^+$谷的曲率的对比度的测量可以用来估计$\varepsilon_{μτ}$。使用这些建议的振荡倾角和谷值测量，$|\varepsilon_{μτ}|$在90% C. L.在500 kt $\cdot$年暴露量下约为2%。统计波动，系统误差和振荡参数的不确定性的影响已被纳入使用多组模拟数据。我们的方法将提供一个直接和强大的测量$\vare…
2021-04-21 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Expected Performance of Cosmic Muon Veto Detector
INO合作组织建造宇宙缪子否决探测器（CMVD）以验证浅层中微子实验可行性，通过模拟估计其性能，目标否决效率超99.99%且误报率低于10^{-5}，为未来实验铺路。
2024-07-16 hep-ex physics.ins-det
Locating the Core-Mantle Boundary using Oscillations of Atmospheric Neutrinos
本研究提出利用大气中微子穿过地球时的振荡效应定位核幔边界，通过模拟验证50千吨磁化ICAL探测器在不同地球模型下可实现百千米级测量精度，为地球内部结构探测提供新方法。
2023-08-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Error Propagation of the Track Model and Track Fitting Strategy for the Iron CALorimeter Detector in India-based Neutrino Observatory
开发了一个卡尔曼滤波器包，用于重建ICAL探测器中的μ子（$μ^\pm$）轨迹（来自中微子相互作用）。在这里，我们描述了μ子轨道拟合的算法，重点是卡尔曼状态矢量的元素沿着μ子轨道通过致密材料和非均匀磁场的误差传播。高阶修正项用于重建大天顶角$θ$（从垂直于探测器平面测量）处的μ子径迹。讨论了该算法的性能及其局限性。
2015-10-09 hep-ex physics.ins-det
Hadron energy estimation from Atmospheric neutrino events
INO的ICAL主要用于观测大气μ子中微子和反中微子在带电电流相互作用中产生的μ子。μ子的轨道是利用它们在探测器中产生的撞击来重建的。从这个径迹出发，估计了μ子的电荷、能量和方向，并用于振荡物理分析。在很大一部分事件中，除了μ子之外，还产生了许多强子。带电的强子也会在探测器中留下撞击，这可以用来估计强子的能量。在这项工作中，我们研究了强子碰撞之间的关系，定义为之间的差异的总命中和μ子轨道命中，强子能量。我们发现在大气中微子相互作用中产生了不可忽略数量的重子。当E（had）<5 GeV时，几乎所有的强子能量都由这些重子携带。最后，我们制定了一个程序，通过它的强子能量可以估计的强子撞击的数量。
2019-07-09 physics.ins-det
Probing NSI in Atmospheric Neutrino Experiments using Oscillation Dip and Valley
提出了一种利用振荡谷和振荡谷探测中性流非标准中微子相互作用参数$\varepsilon_{μτ}$的新方法。使用模拟的比率的上行和下行重建μ子事件在即将到来的ICAL检测器，我们证明了非零$\varepsilon_{μτ}$的存在会导致在倾角位置的移动，以及弯曲的振荡谷。由于ICAL的电荷识别能力，$μ^-$和$μ^+$的振荡谷位置的相反偏移以及振荡谷曲率的对比度用于将$|\varepsilon_{μτ}|$限制在90% C. L。使用500 kt $\cdot$ yr的暴露量，我们的程序包括统计波动，振荡参数的不确定性，和系统误差。
2021-04-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Qualification study of SiPMs on a large scale for the CMVD Experiment
在位于印度马杜赖的中微子天文台的过境校园，正在围绕微型铁量热计（mini-ICAL）探测器设计一个使用挤压塑料散热器的宇宙μ子Veto（CMV）探测器，用于浅深度地下实验的可行性研究。由于μ子轨迹而在塑料中产生的闪烁信号被波长偏移（WLS）纤维吸收。WLS光纤重新发射较长波长的光子，并将其传播到硅光电倍增器（SiPM）。SiPM探测这些光子，产生电子信号。CMV探测器将使用700多个放大器来覆盖mini-ICAL探测器，并将需要大约3000个SiPM。CMV的宇宙μ子否决效率的设计目标是> 99.99%。因此，探测器中使用的每个SiPM都需要进行测试和表征，以满足CMV的设计目标。开发了一个质量测试系统，用于测量增益和选择的过电压（$V_{ov}$）的每个SiPM使用LED驱动器。通过对噪声率、SiPM增益的研究，得到了$V_{ov}$。本文介绍了用于测试SiPMs特性的实验装置，并详细研究了这些特性随温度的变化。
2022-03-31 hep-ex physics.ins-det
