Beam test characterisation of a Plastic Scintillator Prototype for the space-based cosmic ray experiment HERD
高能宇宙辐射探测器（HERD）设施计划在中国的空间站上运行，计划于2025年左右开始运行约10年。HERD的主要科学目标是寻找暗物质湮灭产物的信号，精确的宇宙电子/正电子谱和测量高达10 TeV的各向异性，精确的宇宙射线谱和成分测量高达膝能（1 PeV），以及高能$γ$射线监测和勘测。HERD由一个三维立方晶体量热计（CALO）组成，周围环绕着微带硅跟踪器（STK）和闪烁光纤跟踪器（FIT）以及一个塑料闪烁探测器（PSD），用于$γ$射线否决和离子电荷测量。在意大利帕维亚的CNAO（Centro Nazionale Adroterapia Oncologica），用质子和C离子束对由两个SiPM阵列在相对侧读出的闪烁体瓦片组成的PSD原型进行了测试。电荷分辨率的初步结果。
2020-05-20 physics.ins-det
Liquid scintillator as tracking detector for high-energy events
大体积的液体闪烁体可以用作跟踪探测器来测量高能中微子事件，如大气中微子和中微子束。在1 GeV以上，轻子味识别几乎是绝对的。能量分辨率为2- 5%，主要的不确定性来自核物理和认识不足的强子。在GeV尺度下，反中微子可以通过中子和质子信号在统计上与中微子区分开来。
2009-09-28 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Muon Track Reconstruction in the Scintillator Phase of SNO+
本文针对SNO+闪烁体阶段缺乏μ子径迹探测器的问题，提出一种利用高光子采样率和PMT最快光子路径假设的μ子径迹重建新方法，以改进μ子诱发本底的排除能力。
2024-03-28 hep-ex physics.ins-det
The OPERA experiment Target Tracker
长基线中微子振荡OPERA实验的目标跟踪器探测器的主要任务是定位在哪一个目标基本组分、铅/乳胶砖中发生了中微子相互作用，并给出每个事件的量热信息。所使用的技术包括塑料闪烁体条的两个平面的壁，每个横向方向一个。波长移动光纤收集闪烁体条发出的光信号，并将其引导到两端，在两端由多阳极光电倍增管读取。文中介绍了该探测器的组成和主要特点。
2007-01-12 physics.ins-det
Advances in Additive Manufacturing of 3D-segmented Plastic Scintillator Detectors for Particle Tracking and Calorimetry
本文提出3DET合作组开发的增材制造方法，可整体制造三维颗粒塑料闪烁体探测器，5×5×5原型经宇宙射线和CERN束流测试验证了与传统方法相当的光产额和更低串扰，为下一代探测器提供了经济高效的制造方案。
2024-12-28 hep-ex physics.ins-det
Additive manufacturing of a 3D-segmented plastic scintillator detector for tracking and calorimetry of elementary particles
针对三维分段塑料闪烁体探测器传统制造耗时、昂贵且难以扩展的问题，本文利用增材制造制备首个可进行粒子三维径迹测量和阻止本领测量的探测器，性能达到现有先进水平。
2024-06-12 hep-ex physics.ins-det
Demonstrating a single-block 3D-segmented plastic-scintillator detector
三维细粒塑料闪烁体探测器在粒子探测器中具有许多优点，允许大规模的活动目标，从而能够高精度地跟踪相互作用产物、优异的量热法和亚纳秒时间分辨率。虽然这种探测器可以按比例放大到几吨，如未来中微子实验所需，但相对较长的生产时间，其中每个单个塑料闪烁体元件都是独立制造和加工的，加上组装中的潜在挑战，使其实现复杂化。在这篇手稿中，我们提出了一种新的设计，其中O（$1~\text{cm}^3$）立方体有效地胶合在一个单一的闪烁体块后，通过铸造聚合，这可以使快速和成本效益的检测器建设。这项工作对于下一代长基线中微子振荡实验的探测器，如DUNE，Hyper-Kamiokande和ESSnuB，可能特别相关。
2021-10-27 physics.ins-det
Additive manufacturing of fine-granularity optically-isolated plastic scintillator elements
塑料闪烁体探测器用于高能物理以及医学诊断成像、强子治疗的束流监测、μ子断层扫描、剂量测定和许多安全应用。为了将粒子追踪和量热法结合起来，有必要构建具有三维粒度的探测器，即相互光学隔离的闪烁体的小体素。最近，3DET合作展示了3D打印基于聚苯乙烯的照明器的可能性，其光输出性能接近标准生产方法。在这篇文章中，在提供了开发的闪烁体的进一步表征之后，我们展示了第一个由白色反射体材料光学分离的塑料闪烁体立方体矩阵，该材料完全是用熔融沉积建模3D打印的。这是迈向3D打印第一个真正的粒子探测器的重要里程碑。讨论的结果，以及在R&D的下一个步骤也提供。
2022-10-16 physics.ins-det
Gas electron tracking detector for beta decay experiments
为了识别和3D跟踪低能电子，设计了一种新型的基于气体的探测器，以最大限度地减少散射和能量损失。当前版本的探测器是一个塑料闪烁体的组合，作为触发源和能量探测器，以及一个六边形结构的多线漂移室（MWDC），充满了氦气和异丁烷气体的混合物。漂移时间信息用于跟踪垂直于线的平面中的粒子，而电荷划分技术提供沿着线的空间信息。气体跟踪器在miniBETA项目中成功地用作β谱仪，用于测量核β衰变中的弱磁性形状因子。三维电子跟踪的精度，结合低质量，低Z材料和识别闪烁体的背散射，有利于减少主要的系统学效应。在一定条件下，在垂直于金属丝的平面内获得了优于0.5 mm的空间分辨率，而沿金属丝方向获得了约6 mm的分辨率。由于精确的跟踪信息，可以高效率地消除电子和其他不是源自所需衰变的粒子。此外，使用MWDC和闪烁体之间的重合，来自通常伴随放射性衰变的伽马发射的背景被高度抑制。不同的事件拓扑结构的概述一起提出的跟踪器的能力，以正确地识别它们。该分析是支持蒙特卡罗模拟使用Geant 4和加菲尔德++包。最后给出了114In谱研究的初步结果。
2022-08-21 physics.ins-det
Development and performance evaluation of a water-based liquid scintillator tracking detector with wavelength-shifting fiber readout
Kyoto University（京都大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；Tohoku University（东北大学）
本文介绍了基于水基液闪烁体的跟踪探测器的设计与开发，通过优化材料和结构提升了光产量，实现了对中微子相互作用的高效探测。
2025-11-13 hep-ex physics.ins-det
The Architected Multi-material Scintillator System: Designs and Modeling
我们提出了一种新的概念辐射探测器，建筑多材料闪烁体系统，利用闪烁体组成的多种材料排列在建筑结构，使新的能力。通过构造不同染色的材料，闪烁光的波长编码辐射测量中的附加信息。这些结构可以通过增材制造（3D打印）来实现。两类这个概念的描述和建模使用蒙特卡罗模拟，以评估其性能。第一个探测器设计使用染料微结构来编码粒子跟踪信息，允许定向中子探测和伽马/中子鉴别。第二种设计使用染料梯度来指示辐射沿梯度的位置。仿真结果表明，这种新的概念在辐射探测可以实现强大的性能，在各种能力，包括粒子识别，方向性和光谱测量，粒子位置重建。
2021-03-09 physics.ins-det
First-principle event reconstruction by time-charge readouts for the Taishan Antineutrino Observatory
针对台山反中微子观测站（TAO）的反应堆中微子能谱测量需求，提出基于第一性原理的SiPM时间-电荷纯概率重建模型，实现优于20mm的顶点分辨率及1MeV处2%的能量分辨率，为无分段探测器的计算径迹量能器研究奠定基础。
2025-04-19 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Riptide: a proton-recoil track imaging detector for fast neutrons
本文介绍快中子径迹成像探测器Riptide，利用塑料闪烁体中的中子—质子弹性散射和反冲质子立体成像实现能谱测量与粒子鉴别，并通过Geant4光学模拟及两种三维径迹重建方法验证其性能。
2023-12-08 physics.ins-det
Construction and performance of a silicon photomultiplier/extruded scintillator tail-catcher and muon-tracker
2006年至2009年间，欧洲核子研究中心（CERN）和费米实验室（Fermilab）建造、安装并测试了一个国际直线对撞机（ILC）探测器的原型模块，作为CALICE试验束计划的一部分，以研究在强子量能器后面扩展能量采样的可能性，并研究提供μ子跟踪的可能性。“尾捕捉器/μ子跟踪器”（TCMT）由320个挤压闪烁体条（尺寸1000 mm x 50 mm x 5 mm）组成，包装在16个1米见方的平面中，交错在钢板之间。闪烁体条用波长移动光纤和硅光电倍增器读出。平面以交替的水平和垂直条带方向排列。收集了能量范围为6 GeV至80 GeV的μ子和π子的数据。利用在2006年采取的数据，本文介绍了TCMT的设计和建造，性能特点，和基于束的TCMT的能力，以提高强子能量分辨率的原型ILC探测器的评估。对于ILC探测器的典型配置，其线圈位于厚度为5.5个核相互作用长度的量热计系统外部，TCMT将对20至80 GeV之间的π介子的相对能量分辨率提高6- 16%。
2012-03-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Muon tracking in a LiquidO opaque scintillator detector
本文提出了一种基于液态O技术的不透明闪烁体探测器，通过事件级缪子跟踪展示了其在高空间分辨率粒子追踪中的应用潜力。
2026-01-14 hep-ex physics.ins-det
Vetoing Cosmogenic Muons in A Large Liquid Scintillator
在即将进行的中基线反应堆中微子实验中，闪烁的9Li背景将略大于逆β衰变反应堆中微子信号。我们使用新的FLUKA模拟的空间背景，优化一类否决策略，并发现令人惊讶的是，最佳否决的质量层次结构的确定有一个拒绝效率低于90%。未被拒绝的背景对物理学目标只有适度的影响。例如，根据μ子跟踪能力，用于分级确定的$Δχ^2$下降1.4到3个点。最佳否决策略基本上对跟踪能力不敏感，包括2米半径，1.1秒圆柱形否决的跟踪良好的μ子与淋浴能量高于3至4 GeV和0.7秒的全检测器否决的跟踪不良的μ子高于15至18 GeV。另一方面，由于θ 12中的不确定性将由反应堆中微子谱中的不确定性而不是统计波动主导，因此在完美跟踪的情况下，测量θ 12的最佳抑制效率为93%。
2015-05-21 hep-ph physics.ins-det
The magnetized steel and scintillator calorimeters of the MINOS experiment
主注入器中微子振荡搜索（MINOS）实验使用加速器产生的中微子束，对与μ子中微子消失相关的“大气中微子”扇区中的中微子振荡参数进行精确测量。这个长基线实验测量了费米实验室的NuMI中微子束中的中微子相互作用，费米实验室的近探测器和735公里下游的远探测器位于明尼苏达州北部的Soudan地下实验室。这两个探测器是磁化钢闪烁体跟踪热量计。它们的设计尽可能相似，以确保探测器响应的差异对事件率、能谱和拓扑结构的比较影响最小，而这些对MINOS测量振荡参数至关重要。本文介绍了远探测器和近探测器的设计、结构、校准和性能。
2008-08-01 physics.ins-det
Time resolution below 100 ps for the SciTil detector of PANDA employing SiPM
在达姆施塔特FAIR的PANDA实验中，桶飞行时间（TOF）探测器计划作为使用8000个小闪烁体瓦片的闪烁体瓦片hodoscope（SciTil）。它将提供快速的事件定时的软件触发器，否则无干扰的数据采集计划的PANDA，相对定时在多轨道事件拓扑结构，以及在低动量区的额外的粒子识别。目标是实现sigma ~ 100 ps的时间分辨率。我们已经进行了测量，使用有机发光二极管耦合到硅光电倍增器（SiPM）。结果令人鼓舞，我们有信心达到所需的时间分辨率。
2014-01-10 physics.ins-det
From Light to Energy: Machine Learning Algorithms for Position and Energy Deposition Estimation in Scintillator-SiPM detectors
Tel Aviv University, Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利萨克勒物理与天文学学院）；Tel Aviv University, School of Electrical Engineering（特拉维夫大学电气工程学院）；Afeka College of Engineering, Unit of Mathematics（阿菲卡理工学院数学系）
本研究应用XGBoost和LightGBM等机器学习算法提升闪烁体-SiPM探测器在粒子位置和能量沉积估计上的精度，发现其优于分析基线，且探测策略进一步改善了位置和LET估计。
2025-11-01 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
Design optimization of JUNO-TAO plastic scintillator with WLS-fiber and SiPM readout
本研究针对JUNO-TAO实验的塑料闪烁体，通过仿真优化WLS光纤配置并经原型验证，设计了顶部反符合径迹探测器，实现了高μ子标记效率。
2023-07-20 physics.ins-det
Monte-Carlo based performance assessment of ASACUSA's antihydrogen detector
研制了一种由BGO薄片和塑料闪烁体组成的反氢探测器。我们的特点是薄BGO盘的二维位置灵敏度和能量沉积到BGO校准使用宇宙射线通过比较实验数据与蒙特卡罗模拟。通过连接BGO命中位置和周围速描器闪烁体条上的命中来定义粒子轨迹。事件率作为轨道之间的角度和能量沉积在BGO模拟的反质子事件，测量和模拟的宇宙射线事件的函数进行了研究。反氢蒙特卡罗事件的识别是使用沉积在BGO和粒子轨道的能量进行的。宇宙线背景被限制在12 mHz，探测效率为81%。信噪比从2012年使用探测器获得的0.22 s^{-1/2}提高到本次工作中的0.26 s^{-1/2}。
2018-06-06 physics.ins-det
Mountain muon tomography using a liquid scintillator detector
基于大气宇宙射线的μ子层析成像（MT）是一种很有前途的技术，适用于对山脉内部结构进行无损成像。该方法使用衰减后的测量通量分布，结合已知的μ子角和能量分布以及3D卫星图，对探测体积内的密度分布进行断层成像。μ子层析成像站（MTS）需要具有高分辨率的方向敏感探测器，以便对入射宇宙射线μ子进行最佳跟踪。球形液体闪烁体探测器由于其在整个$4π$立体角上的均匀探测效率以及其通过能量沉积的差异将μ子信号与放射性背景区分开的优异能力而成为该应用的最佳候选者之一。该探测器直径为1.3 m，已用于锦屏中微子实验。其角分辨率为4.9 °。继JNE已发表的基于该探测器的成像结果在锦屏山构造成像中的应用后，我们将其应用于地质找矿。对于海拔1~km以下的山体和参考岩石中密度为2.8~ ${\rm g}/{\rm cm}^3$的区域，这种探测器可以对密度为$\leq$ 2.1~ ${\rm g}/{\rm cm}^3$或$\geq$ 3.5~ ${\rm g}/{\rm cm}^3$的数百米的内部区域进行成像。
2022-11-08 physics.ins-det
A novel polystyrene-based scintillator production process involving additive manufacturing
塑料闪烁体探测器由于具有良好的粒子识别、跟踪能力和时间分辨率而广泛应用于粒子物理学。然而，新的实验挑战和对增强性能的需求需要使用当前的生产技术来构造复杂的检测器几何形状。在这篇文章中，我们提出了一种基于增材制造的新生产技术，旨在3D打印基于聚苯乙烯的闪烁体。报道了3D打印闪烁体的制备过程和闪烁光输出测量结果。
2020-11-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cherenkov Light in Liquid Scintillator at the NOvA Experiment
NOvA是一个长基线中微子振荡实验，使用两个功能相同的液体闪烁体跟踪探测器，即近探测器（ND）和远探测器（FD）。NOvA的物理目标之一是通过在费米国家加速器实验室的主注入器（NuMI）束中研究中微子的$ν_e$出现和$ν_μ$消失来测量中微子振荡参数。精确的光模型是探测器中带电粒子能量精确估算的前提。事件重构和分类都需要粒子能量，而这两个过程都是约束中微子振荡参数的关键。在本文中，我将解释切伦科夫模型的数据驱动调谐的细节和新闪烁体模型的影响
2019-10-29 hep-ex physics.ins-det
Neutron detection and application with a novel 3D-projection scintillator tracker in the future long-baseline neutrino oscillation experiments
中微子振荡实验需要精确测量中微子能量。然而，在现有的中微子振荡实验中，对中微子相互作用中末态中子的运动学探测是缺失的。与真实中微子能量相比，丢失的中子运动学探测导致探测到的中微子能量下降。一种新型的三维\textcolor{black}{-}投影闪烁体跟踪器，它由大约一千万个覆盖有光学反射器的有源立方体组成，能够使用飞行时间技术在逐事件的基础上测量中子动能和方向，这要归功于快速计时、细粒度和高光产额。$\barν_μ$相互作用倾向于产生终态中子。通过推断中子动能，可以更好地重建$\barν_μ$能量，从而允许更严格的入射中微子通量约束。本文展示了探测器的能力，重建中子动能和$\barν_μ$通量约束，通过选择带电电流的相互作用，没有介子或质子的最终状态。
2022-11-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Calibration Studies and the Investigation of Track Segments within Showers with an Imaging Hadronic Calorimeter
CALICE合作项目已经建造了一个高度颗粒化的强子采样量热计原型，它具有由硅光电倍增器（SiPM）单独读出的小闪烁体瓦片，以评估ILC的技术。探测器的成像能力允许强子事件的子结构的详细研究，如识别最小电离轨道段内的强子簇射。这些轨道段具有高质量，因此它们可以用于校准，作为Muons和用于监控SiPM的内置LED系统的附加工具。这些轨道段也有助于约束Geant 4中使用的强子簇射模型。详细的MC研究与现实模型的ILC检测器进行研究的校准要求的一个完整的量热计系统。通过将费米实验室束流测试的校准常数传输到欧洲核子研究中心在不同条件下记录的数据，在真实数据上对校准策略进行了测试。
2009-10-20 physics.ins-det
Enhancing Energy Resolution and Particle Identification via Chromatic Calorimetry: A Concept Validation Study
本研究通过堆叠不同发射波长的无机闪烁体验证色度量能法，利用电子和π介子（最高100 GeV）实现粒子鉴别与纵向簇射测量，提升能量分辨率。
2024-11-06 hep-ex physics.ins-det
Hadronic Energy Resolution of a Combined High Granularity Scintillator Calorimeter System
本文介绍了结合CALICE闪烁体电磁量能器，Anneal强子量能器和尾捕集器和μ子跟踪器，三个高粒度闪烁体-SiPM量能器原型得到的结果。分析了系统对动量在4GeV/c和32 GeV/c之间的π介子的响应，包括能量响应、分辨率和纵向簇射剖面。将基于根据命中能量加权的软件补偿技术的结果与标准线性能量重建的结果进行比较。将结果与GEANT 4物理列表QGSP_BERT_HP和FTFP_BERT_HP的预测进行比较。
2018-09-12 physics.ins-det
Measurement of atmospheric muon angular distribution using a portable setup of liquid scintillator bars
鉴于全世界对寻找新物理学的稀有信号的兴趣，在不同地点和高度测量宇宙起源粒子变得越来越重要。在这项工作中，我们报告测量μ子天顶角分布和积分通量使用四个一米长的液体闪烁棒的便携式装置。通过光电倍增管和8通道数字化仪从两侧读取每个闪烁体条。我们利用闪烁体的能量沉积和出色的定时来构建二维轨道，从而构建带电粒子的角度。我们使用液体稀释器，因为它们具有脉冲形状鉴别（PSD）的额外优点，其可用于检测μ子诱导的粒子。利用能量沉积、事件时间窗和PSD切割等方法来消除随机背景和相关背景。此外，我们提出了三个轨道质量参数，用于获得一个干净的μ子谱。天顶角测量在$60^\circ$之前进行。通过我们改进的分析，我们证明了3个杆的设置也可以用于更快和更精确的测量。测量的垂直μ子通量为$66.70 \pm 0.36 \pm 1.50$ $/m^2/sr/s$和位于印度孟买的$\cos^n θ$中的$n=2.10 \pm 0.05 \pm 0.25 $（$19^{\circ}$ N，$72.9^{\circ}$ E），海平面处μ子动量高于$255$ MeV/ $c$。μ子通量受多种因素的影响，最重要的因素是纬度、高度和μ子的动量切割，因此像这样的便携式装置可以在各种位置进行此类测量。
2022-04-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Precision Light Yield and Crosstalk Characterization for the SuperFGD scintillator cubes
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；Institute for Nuclear Research of RAS（俄罗斯科学院核问题研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；B.P. Konstantinov Petersburg Nuclear Physics Institute（B.P.康斯坦丁诺夫圣彼得堡核物理研究所）；National Research Center Kurchatov Institute（库尔恰托夫国家研究中心）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究大学MEPhI）
本文研究了超FGD探测器5×5×5立方体原型在730MeV/cπ束流下的性能，评估了光产额、空间均匀性和光学串扰。通过高分辨率跟踪，以0.5mm粒度映射了光产额分布，并测量了相邻立方体间串扰，结果验证了超FGD设计的优良性能和可扩展性。
2026-05-08 physics.ins-det
Muon Tracking with the fastest light in the JUNO Central Detector
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个多用途的中微子实验装置，它采用中心探测器（CD）测量中微子质量等级。中心探测器位于地下700 m处，由约18，000个光电倍增管（PMT）和2万吨液体闪烁体（LS）组成。宇宙μ子到达JUNO探测器的速率约为3 Hz，μ子感生的中子和同位素是中微子探测的主要本底。探测器中μ子轨迹的重建对于研究和剔除这些背景至关重要。本文介绍了JUNO CD中μ子的跟踪算法，并采用最小二乘法对PMT的首次命中时间进行了计算。每个PMT的FHT的校正被认为是重要的，以减少重建偏差。空间分辨率优于3 cm，角分辨率优于0.4 °，距离探测器中心16 m处跟踪效率大于90%.
2018-03-28 physics.ins-det
Neutron detection efficiency of the Neutron dEtector with Xn Tracking (NEXT)
为了正确表征以$β-$缓发中子辐射为主的丰中子核衰变，需要一种具有良好能量分辨率的高效中子探测系统。设计了用于测量$β$ -缓发中子发射体的Xn跟踪中子探测器（NEXT）。通过沿着中子飞行路径分割探测器，NEXT减少了中子飞行时间测量中的相关不确定性，提高了能量分辨率，同时保持了探测效率。探测器原型是由光学分离段的中子-伽马鉴别塑料闪烁体耦合到位置敏感的光电倍增管。该探测器的首次性能研究表明，在保持良好能量分辨率的同时，可以实现高的本征中子探测效率。给出了利用直接反应中子进行效率测量的结果。
2021-07-23 physics.ins-det
Design and performance of a scintillation tracker for track matching in nuclear-emulsion-based neutrino interaction measurement
精确测量加速器中微子束与中微子-核相互作用对当前和未来的中微子振荡实验具有重要意义。利用核乳胶基混合探测器测量μ子-中微子荷电相互作用，μ子径迹匹配是必不可少的。本文描述了一种新研制的闪烁跟踪器的设计和性能，该跟踪器用于用核乳胶探测器测量中微子-核相互作用中的μ子径迹匹配。利用闪烁跟踪器和另一个探测器Baby MIND重建了μ子径迹，并与核乳胶探测器中的径迹进行了匹配。闪烁跟踪器由四层水平和垂直对齐的闪烁体条组成，覆盖面积为$1\,\mathrm{m} \times 1\,\mathrm{m}$。在该层中，24 mm宽的塑料闪烁体条被特别布置，彼此之间具有故意的间隙。通过识别四层的命中图案，实现了2.5mm的精确位置分辨率，同时保持读出通道的数量小至256。对前向μ子的径迹匹配效率大于97%，闪烁跟踪器的位置和角分辨率分别为2.5 mm和20-40 mrad。结果表明，闪烁跟踪器的设计的μ子轨道匹配的核乳胶为基础的中微子-核相互作用测量的有用性。
2022-05-10 hep-ex physics.ins-det
Graph neural network for 3D classification of ambiguities and optical crosstalk in scintillator-based neutrino detectors
深度学习工具在高能物理中得到了广泛的应用，并在粒子探测器中的中微子相互作用重建中成为核心。在这项工作中，我们报告的性能图神经网络在协助粒子流事件重建。在中微子相互作用中产生的粒子轨迹的三维重建可能会受到由于在检测器中的高多重性签名或相邻的活动检测器体积之间的信号泄漏的歧义。图神经网络有可能识别所有这些特征，以提高重建性能。作为一个示例案例研究，我们测试了一个图形神经网络，灵感来自GraphSAGE算法，在一个新的3D颗粒塑料闪烁体探测器，这将用于升级T2 K实验的近探测器。所开发的神经网络已经在不同的中微子相互作用样本上进行了训练和测试，显示出非常有希望的结果：检测器中产生的粒子径迹体素的分类可以以每个事件94-96%的效率和纯度进行，并且可以识别和拒绝大多数模糊性，同时对系统效应具有鲁棒性。
2021-02-04 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Design and characterization of large-size monolithic layers of 3D-segmented plastic scintillator
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Institute for Scintillation Materials NAS of Ukraine (ISMA)（乌克兰国家科学院闪烁材料研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）
本文开发并验证了一种将数千个塑料闪烁体立方体粘合成大型单片层的新技术，并成功扩展到48×48立方体尺寸，满足未来吨级中微子探测器和采样量热器的需求。
2026-09-18 hep-ex physics.ins-det
Multi-Wire 3D Gas Tracker for Searching New Physics in Nuclear Beta Decay
在低能前沿进行的超越标准模型（SM）的新物理学研究是对在高能对撞机上进行的实验的补充。在低能量下测试SM和超越SM的方法中，有核和中子β衰变中的精确谱形和相关系数测量。为了研究β谱形状中的微小效应，我们建造了一台特殊的谱仪。它由一个3D低压气体跟踪器（带有六边形单元的漂移室，在两个导线端部读出信号）和塑料放电器组成，用于触发数据采集和β粒子能量记录。表征过程的结果表明，在一系列实验中使用这样的气体跟踪器的可能性与低能量的电子，最小的运动学恶化的β粒子跟踪是有益的。该技术也计划应用于中子衰变相关实验。在本文中，第一次应用这种跟踪器在高精度β谱形状的研究进行了讨论。介绍了测试技术、调试结果和未来展望。
2018-10-05 physics.ins-det
Beam test results of a fully 3D-printed plastic scintillator particle detector prototype
本文报道了一种全3D打印的5×5×5塑料闪烁体立方体阵列粒子探测器原型，通过CERN束流测试验证其光产额约27 p.e./通道、串扰4-5%、均匀性变化约7%，证明增材制造技术可用于高效生产高颗粒度闪烁体探测器。
2025-02-04 hep-ex physics.ins-det
Event-by-event track imaging of charged particles with an ultrafast plenoptic camera
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学）；Istituto Nazionale di Ottica - CNR（意大利国家光学研究所-国家研究委员会）；INFN Sezione di Roma Tre（罗马第三大学意大利国家核物理研究所分部）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）；INFN Sezione di Bari（巴里意大利国家核物理研究所分部）；École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究利用超快全光相机PLATON，通过标定与测试束流实验，首次实现从二维光子匮乏图像中事件级重建基本粒子三维径迹，开辟高分辨率探测新途径。
2026-09-29 hep-ex physics.ins-det
Cosmic Muon Explorer: A Portable Detector for Cosmic Muon Flux Measurements and Outreach
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Northwestern University（西北大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
宇宙μ子探测器是一种便携式设备，用于测量宇宙μ子通量并支持科普活动，采用塑料闪烁体、光纤和SiPMs，具备低功耗和高灵活性。
2026-02-27 physics.ins-det
Track Segments in Hadronic Showers: Calibration Possibilities for a Highly Granular HCAL
CALICE合作组已经建造了一个高度颗粒化的强子量能器，它基于用硅光电倍增器读出的小闪烁体瓦片。用这个探测器，数据在欧洲核子研究中心和费米实验室。高粒度的检测器允许识别强子簇射内的最小电离轨道段，展示了粒子流量热计的成像能力。这些轨迹可用于这种量热计的逐个单元校准。校准一个完整的ILC量热计与这样的轨道段的μ子的情况下的可能性也进行了研究。
2009-02-11 hep-ex physics.ins-det
Nuclear Track Detectors. Searches for Exotic Particles
我们使用核径迹探测器（NTD）CR 39和Makrofol用于许多目的：i）在SPS和较低能量加速器重离子束下的暴露，用于校准目的和碎裂研究。ii）大统一理论和中等质量磁单极（IMM）、核微粒、Q球和宇宙辐射中的奇异粒子。在格兰萨索地下实验室进行的MACRO实验中，使用了约1000 m^2的CR 39探测器（加上反射器和流光管），确定了超重GUT极的上限为1.4 × 10 ^-16 cm^-2 s^-1 sr^-1（4 × 10 ^-5 <beta<1）。在高海拔Chacaltaya实验室（海拔5230米）进行的SLIM实验，使用427 m^2的CR 39探测器，暴露4.22 y，得出IMM的上限约为1.3 x 10 ^-15 cm^-2 s^-1 sr^-1。这些实验也对其他提到的外来粒子的通量产生了有趣的上限。㈢环境研究、辐射监测、中子剂量测定。
2008-12-05 physics.ins-det
Seven-probe scintillator dosimeter for treatment verification in HDR-brachytherapy
该研究提出可插入针管的七探针光纤闪烁体剂量计，通过sCMOS同步读数、滤除切伦科夫信号并比较源跟踪算法，实现HDR近距离治疗驻留位置与时间的高精度验证。
2023-07-16 physics.ins-det physics.med-ph
Track segments in hadronic showers in a highly granular scintillator-steel hadron calorimeter
本文研究了CALICE超导强子量能器中强子簇射的三维亚结构。高粒度的探测器被用来寻找强子簇射内的最小电离粒子的轨道段，提供对强子级联中的空间结构和次级粒子产生的细节的灵敏度。确定的轨道段的多重性，长度和角分布进行比较GEANT 4模拟与几个不同的淋浴模型。轨道段还提供了现场校准高粒度量热计的可能性。
2013-07-29 hep-ex physics.ins-det
Barrel time-of-flight detector for the PANDA experiment at FAIR
FAIR的PANDA实验的桶飞行时间探测器预计将作为闪烁体瓦（SciTil）Hodoscope，基于几千个小塑料闪烁体瓦，直接连接硅光电倍增器（SiPM）读出。该系统的主要任务是精确确定粒子轨迹的时间原点，以避免高碰撞率下的事件混合，相对飞行时间测量以及低动量状态下的粒子识别。主要要求是使用最小材料量和$σ< 100\,\mathrm{ps}$的时间分辨率。我们已经进行了广泛的优化研究和原型测试，以证明SciTil设计的可行性，并完成研发阶段。在2.7 GeV/c质子束流中，利用KETEK和Hamamatsu的SiPM（有效面积为$3\times3\,\mathrm{mm^2}$）获得了约80 ps的时间分辨率。采用飞利浦公司的数字光子计数器，时间分辨率可达30 ps左右。
2015-07-21 physics.ins-det
Comprehensive study of timing resolution in plastic scintillator detectors with wavelength-shifting fiber and silicon photomultiplier readout
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究通过结合半解析框架、玩具蒙特卡罗验证及Geant4光学光子模拟，对基于波长转移光纤和硅光电倍增管读出的塑料闪烁体探测器时间分辨率展开全面研究，给出分析模型并验证，经参数扫描生成设计图和查找表以优化探测器。
2026-10-30 hep-ex physics.ins-det
Track Reconstruction in the NOvA Experiment
NuMI离轴现象（英语：NuMI Off-Axis v Appearance，缩写：NOvA）实验是一个长基线中微子振荡实验，使用的是费米实验室的NuMI光束线产生的中微子源。该实验将使用两个功能相同的塑料液体闪烁体填充探测器研究μ子中微子到电子中微子的振荡，该探测器放置在离轴14毫弧度的NuMI光束上。带电中微子相互作用将被用来观察中微子味从识别的最终状态轻子。μ子带电粒子径迹的重建在探测器对准和校准的短期目标以及通过识别μ子带电电流事件的长期振荡分析中起着重要作用。提出了一种基于卡尔曼滤波的μ子径迹识别和径迹拟合的初步方法。
2011-09-25 hep-ex physics.ins-det
A feasibility study to track cosmic muons using a detector with SiPM devices based on amplitude discrimination
研究了利用塑料光纤作为敏感体，用SiPM光电二极管读出的SiPM读出μ子探测器（SiRO）的可能性。SiRO应用于基于幅度鉴别跟踪宇宙μ子。探测器的概念预见了一堆6个活性层，分为3个三明治，用于确定通过3个平面的μ子轨迹。在研究了光电二极管的特性之后，使用两个检测模块进行了测试，每个检测模块由塑料闪烁体片组成，$100 \times 25 \times 1\,$ cm $^{3}$，具有12个平行的等距沟;每个沟填充有$1.5\,$ mm厚的光纤，并且总是连接两个光纤以形成通道。已经测试了沿着光纤和穿过通道的光响应的衰减。基于输入振幅鉴别的入射μ子的测量表明，该过程是不有效的，因此是不够的，因为只有大约30%的测量事件可以用于μ子轨迹的重建。基于本文提出的研究，用于构建SiRO探测器的布局将被改变，以及模拟采集技术将被数字采集技术所取代。
2016-03-17 hep-ex physics.ins-det
Low Energy Neutrino Detection with a Portable Water-based Liquid Scintillator Detector
在这项研究中，近场水基液体闪烁体（WbLS）探测器的概念设计和物理模拟放置在100米的Akkuyu核电厂（ANPP），目前正在建设中，旨在成为土耳其的第一个核电厂，提出。ANPP是中微子研究和在土耳其发展中微子探测器研发计划的绝佳机会。土耳其反应堆中微子实验（RNET）计划包括一个紧凑的便携式探测器，其WbLS体积为2.5吨，照片覆盖率约为30%，该计划扩大到一个中型30吨探测器，该探测器将成为WbLS和新探测器技术低能中微子研究的国际试验平台。在下文中，重点将放在较小的~2.5吨探测器上，该探测器配备8英寸高量子效率PMT和两层宇宙否决桨，覆盖探测器的所有侧面，以跟踪和否决宇宙粒子。利用RAT-PAC模拟软件包模拟了反应堆堆芯产生的电子反中微子的反β衰变（IBD）事件，并对几种不同液体闪烁体（LS）和钆（Gd）含量的液体进行了研究。
2021-12-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Space-Time Discriminant to Separate Double-Beta Decay from $^8$B Solar Neutrinos in Liquid Scintillator
提出了一种在液体闪烁探测器中分离双β衰变与$^8$ B太阳中微子相互作用的方法。该技术利用光电子（PE）的位置和时间来分离各向同性闪烁光中的方向性切伦科夫光的候选事件的运动学重建。在这里，我们引入一个切伦科夫闪烁时空边界定义为光锥在二维空间的到达时间和极角的每个PE相对于轴从中心的检测器的顶点。位于边界附近的PE对应于早期发射的光子，并且包含高比例的定向切伦科夫PE。我们应用从到每个单独PE的边界的距离导出的权重，然后在球谐分析中使用该权重，该球谐分析将双β衰变的双轨事件拓扑与$^8$ B事件的单轨拓扑分开。Geant-4模拟假设探测器半径为6.5 m，填充有$^{130}$ Te负载的液体闪烁体，并被时间和空间分辨率分别为100 ps和3 mm的光电探测器包围。的闪烁特性和光探测器的量子效率后KamLAND建模。假设一个3米半径的基准体积，65%的光覆盖率和顶点分辨率为$σ_{r_v} = $ 5.2厘米，在2.53 MeV的重建事件拓扑的方法预测因子1.3和2.3的背景抑制在90%和70%的信号效率分别。此外，切伦科夫闪烁时空边界附近的PE可用于重建单电子候选事件的方向性，由于散射电子的方向与太阳位置之间的相关性，允许进一步的$^8$ B背景抑制。我们发现极和方位的角分辨率分别为0.46和0.84弧度。
2019-02-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Imaging of muon track in CsI(Tl) crystal with single photon sensitive camera
作为一种利用单光子敏感相机和光电倍增管实现可见光光子成像的新方法，本文尝试从CsI（Tl）晶体（闪烁体探测器）的二维图像中测量和识别μ子径迹。这是可能的，μ子径迹可以直接看到一个良好的信噪比，没有进一步的放大或外部光，这提供了一个演变的方法，用于粒子测量的光子饥饿制度的闪烁探测器。详细介绍了晶体和相机测试系统的搭建以及μ子径迹的识别算法，包括系统标定、识别模型、信噪比、μ子径迹的确认，并对进一步的改进和应用进行了展望。
2023-01-05 hep-ex physics.ins-det
Deferred Optical Photon simulation for the JUNO experiment
江门地下中微子观测站（JUNO）是为确定中微子质量序和精确测量中微子振荡参数而设计的。它是在中国南方地下700米深处建造的，包括一个中心探测器，水切伦科夫探测器和顶部跟踪器。中心探测器采用20 kt液体闪烁体靶，由17,612个20英寸光电倍增管和25,600个3英寸光电倍增管组成，在1~MeV处的能量分辨率为3%。闪烁体提供约10，000个光子/MeV的光产额。蒙特卡罗模拟是一个重要的工具，发展的探测器性能的理解，需要生产的大样本的背景过程与光子。使用Geant 4模拟大量可见光子在计算上对处理时间和存储资源都具有挑战性。为了优化资源利用，提出并实现了一种基于Geant 4类的延迟光子仿真工作流程。其关键思想是模拟事件最初没有光学光子，只有执行光学光子模拟时，用户指定的标准得到满足。在这篇文章中，将介绍延迟光子模拟的设计和实现。
2022-02-14 physics.ins-det
A proton-recoil track imaging system for fast neutrons: the RIPTIDE detector
快中子探测通常基于中子-质子弹性散射反应：反冲质子在含氢材料中引起的电离构成了设计和开发一类中子探测器的基本信息。虽然实验技术不断改进，质子反冲轨道成像仍然在n-探测系统的前沿，由于所需的高光子灵敏度。在文献中可以找到几种使用n-p单散射和双散射进行中子跟踪的最先进方法-称为反冲质子跟踪成像（RPTI）。到目前为止，它们在检测效率、复杂性、成本和实现方面都存在局限性。为了解决这些不足之处，我们提出了RIPTIDE一种新的反冲质子轨道成像探测器，其中由快速闪烁体产生的光输出用于在空间和时间上进行完整的重建的相互作用事件。由于在过去十年中，新的科学CMOS相机以及像Timepix或MIMOSIS这样的像素传感器在低噪声和单光子计数方面取得了巨大的进步，所提出的想法是可行的。在这方面的贡献，我们报告的RIPTIDE概念的进展：Geant 4蒙特卡罗模拟，光收集测试以及国家的最先进的方法，图像读出，处理和快速分析。
2022-11-06 physics.ins-det
Energy Reconstruction of Hadron Showers in the CALICE Calorimeters
CALICE合作已经构建了高度颗粒化的电磁和强子量能器原型，以评估未来国际线性对撞机检测器系统中使用的技术。这些量热计已经在CERN和费米实验室的粒子束中进行了广泛的测试。我们目前的分析结果强子事件记录在欧洲核子研究中心的SiW ECAL，闪烁体瓦HCAL和闪烁体条尾捕手，后两个与SiPM读出，既集中在HCAL单独和完整的量热计设置。特别强调的是放在研究的线性检测器响应和单粒子能量分辨率。高粒度的检测器被用来执行基于局部簇射能量密度的软件补偿的第一研究，产生能量分辨率的显着改善。所需的校准精度，以实现这一决议，和校准的不确定性的影响，CALICE HCAL以及在ILC的一个完整的强子量能器，已被详细研究。最后讨论了利用强子簇射中的最小电离径迹段进行定标的前景。
2009-11-24 physics.ins-det
