Multiple hits in wire chambers and other particle detectors
我们提出了一个分析的死时间损失计数成像探测器，如MWPC，可以解决$k$同时命中，并分析更详细的$X-Y$探测器，它有一个第三线集，允许识别同时的影响。
2007-06-08 physics.ins-det
Proposal on Application of the Multi-Wire Proportional Chambers of the LHCb MUON Detector at Very High Rates for the Future Upgrades
LHCb的MUON探测器（MD）是世界上最大的此类仪器之一，也是辐射最多的仪器之一。在大型强子对撞机的第一次和第二次运行期间，它表现得非常好，瞬时光度为4 $\times$ 10 $^{32}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，跟踪效率分别为1 $\%$和2.6 $\%$。展望未来LHCb升级2（U2）计划在2031年，并旨在运行探测器在增加亮度的一个因素$\sim$ 50，并在同一时间保持非常高的（$\sim$ 99 $\%$）的检测效率，一个选项与重用的重要部分，目前的多线正比室（MWPC）在一个新的μ子系统。此外，新的前端电子（FEE）和现有的测试设置适用于设计的第一个想法：新的MWPC具有更高的粒度的阴极读出垫和新的FEE进行了描述。
2020-07-06 hep-ex physics.ins-det
Design and operation of a setup with a camera and adjustable mirror to inspect the sense-wire planes of the Time Projection Chamber inside the MicroBooNE cryostat
粒子物理学中的探测器，特别是当包括低温部件时，通常封闭在容器中，这些容器在安装后不提供对探测器本身的任何物理或视觉访问。然而，对于实验来说，视觉上研究容器的内部可能是期望的。MicroBooNE低温恒温器拥有一个带有传感线平面的TPC，必须检查其是否损坏，如断裂或下垂。本文介绍了一种方法来查看内部的MicroBooNE低温恒温器与相机和镜子的设置，通过其低温服务喷嘴之一。本文介绍了相机和镜子选择的操作，照明和机械结构的设置。它解释了该系统是如何操作的，并演示了其性能。
2015-08-26 hep-ex physics.ins-det
Construction and test of high precision drift-tube (sMDT) chambers for the ATLAS muon spectrometer
为2014年3月ATLAS μ子谱仪的升级改造，研制了新型μ子跟踪室（sMDT），其漂移管直径为15 mm，是标准ATLAS μ子跟踪室的一半，灵敏线定位精度为10~ $μ$ m。新腔室的设计完全兼容目前的ATLAS服务，但相对于以前安装的ATLAS MDT腔室，它们组装在一个更紧凑的几何形状，并部署了两个额外的管层，提供冗余的机架信息。该室由8层共624个铝漂移管组成。一周之内完成一个分庭的组装。半自动化生产线用于在腔室组装之前组装漂移管。将讨论单个组件和完整腔室的生产程序和质量控制测试。用三坐标测量机测量了金属丝在已完成的腔室中的位置。
2014-07-01 hep-ex physics.ins-det
Long-term Operation of the Multi-Wire-Proportional-Chambers of the LHCb Muon System
LHCb的μ子探测器包括1368个多丝比例室（MWPC），总面积为435平方米，是暴露于这种高辐射环境的同类仪器中最大的。在2010年至2018年的九年运行中，我们没有观察到探测器在性能下降方面出现明显老化的迹象。然而，在如此长的时间内，许多室气隙遭受高压跳闸。大多数跳闸是由于类似Malter的效应，其特征是出现局部自持高电流，可能是由于腔室生产过程中引入的杂质。非常有效的，虽然很长，恢复程序实施了高压培训的差距，同时采取数据。培训使大多数受影响的腔室恢复了全部功能，μ子探测器的效率保持在接近100%。通过在气体混合物中加入少量氧气使回收更快甚至更有效的可能性已经被研究并成功地测试。
2021-05-20 hep-ex physics.ins-det
A comprehensive study of rate capability in Multi-Wire Proportional Chambers
系统地测量了在氙、氩和氖混合气体中使用CO2作为UV猝灭剂的薄MWPC的倍率性能。数据和现有的模型之间已经发现了一个很好的协议，使我们能够提出的速率能力的MWPC在一个全面的方式，并最终将其与漂移离子的迁移率。
2009-09-01 physics.ins-det
The measuring systems of the wire tension for the MEG II Drift Chamber by means of the resonant frequency technique
为MEG II实验设计的超低质量圆柱形漂移室是由1728 phi = 20微米镀金钨感测线、7680 phi = 40微米和2496 phi = 50微米镀银铝场线制成的具有挑战性的装置。由于静电稳定性的要求，所有的金属丝必须分别以大约25、19和29克的机械张力拉伸，该机械张力必须控制在优于0.5克的水平。该室目前正在采购中，但在其建造过程中，由于大气湿度引起的化学腐蚀，约有100根现场电线断裂。根据使用该室获得的经验，我们决定建造一个新的，配备不同类型的电线，对腐蚀不太敏感。选择新的电线需要深入检查其特性，这样做的主要工具之一是通过谐振频率技术测量电线张力的系统，本文对此进行了描述。该系统通过施加已知频率的正弦信号来迫使导线振荡，然后测量导线和公共接地层之间的电容随外部信号频率的变化。我们提出的测量系统的细节和通过扫描MEG II圆柱形漂移室导线的两个样品的机械张力所获得的结果，并讨论可能的改进的实验装置和测量技术。
2022-10-26 physics.ins-det
Studies on ion back-flow of Time Projection Chamber based on GEM and anode wire grid
在时间投影室（TPC）中广泛使用门控线以避免漂移体积中的离子回流（IBF）。阳极丝可以在高电压下提供稳定的增益，具有长寿命。然而，打开和关闭门控栅极（GG）导致死区时间，并且还限制了TPC的读出效率。气体电子倍增器（GEM）箔为TPC提供了连续读出的可能性，它可以在保持稳定增益的同时有效地抑制IBF。已经建立了包括两层GEM箔和阳极丝的原型室，以结合GEM和阳极丝的优点。利用Garfield++软件和有限元分析（FEA）方法，对电子和离子的传输过程进行了模拟，得到了离子吸收率、增益和IBF比等结果。将优化后的参数应用于原型室，测试了IBF等性能。两个GEM箔都在低电压（255V）下运行，而大部分增益由阳极线提供。测量结果表明，在有效增益约为2500，能量分辨率约为10%的情况下，双层GEM箔（交错）可以将IBF比抑制到约0.58%。
2019-06-22 physics.ins-det
Beam test results of the prototype of the multi wire drift chamber for the CSR external-target experiment
本研究组装了CEE的半尺寸MWDC原型并在HIRFL开展束流测试，验证了其6层灵敏结构、串行电容阵列数字化方案的性能，效率超95%、残差约301±2 μm，满足实验要求。
2024-05-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Detailed analysis of chemical corrosion of ultra-thin wires used in drift chamber detectors
超薄金属阳极和阴极线经常用于低质量气体检测器中进行精密实验，其中带电粒子穿过的材料量必须最小化。我们在这里提出的机械应力和化学腐蚀效应的分析结果中观察到的$40$和$50~{\rm{μm}}$直径镀银铝导线安装在MEG\，II漂移室的体积内，这导致了约一百条线（超过总$\approx 12000$）的断裂。这种分析是基于通过光学和电子显微镜对断丝的精确检查以及对所有断丝事故的详细记录。我们提出了一个简单的经验模型，它涉及到他们的暴露时间，大气湿度和他们的机械张力，这是必要的机械稳定性，在存在的静电场的几千伏/厘米的断线的数量。最后，我们讨论了如何可以避免或至少大大减少断线操作在受控气氛中的漂移室内的电线安装阶段，并通过选择一个$25\,\%$较厚的线直径，这对探测器的分辨率和效率的影响非常小，可以通过使用一个更安全的制造技术。
2021-11-22 physics.ins-det
The Drift Chamber of the MEG II experiment
Paul Scherrer研究所的MEG实验寻找带电轻子味破坏mu+ -> e+伽马衰变。MEG已经设定了世界上最好的分支比上限：BR<4.2x10^-13@90% C. l。已批准对整个探测器进行升级（MEG II），以大幅提高灵敏度。目前，MEG II正在完成各种探测器的升级，2018年和2019年进行了工程运行和预调试运行。新的正电子跟踪器是一个独特的体积，超轻的He基圆柱形漂移室（CDCH），具有高粒度：9层192平方漂移室，~6-9 mm宽，由~12000根金属丝组成的全立体配置。为了确保漂移单元的静电稳定性，应开发新的布线策略，这是由于高的线密度（12根线/cm ^2）、对线位置的严格精度要求以及线机械张力的均匀性（优于0.5 g）。基本思想是通过在40 um厚的定制线PCB上焊接一组（16或32）线来创建多线框架。多丝框架和PEEK垫片沿半径交替重叠，以在由舵轮形端板的辐条限定的十二个扇区中的每一个中设置适当的单元宽度。尽管组装策略在概念上很简单，但在设定要求的情况下，多线框架的构建需要使用自动布线系统。MEG II CDCH是有史以来第一个以模块化方式设计和建造的圆柱形漂移室，它将允许使用非常少量的材料（1.5x10^-3 X 0）以高效率跟踪动量大于45 MeV/c的正电子。我们描述了CDCH的设计和施工，INFN莱切的布线阶段，电线的选择，它们的机械性能，INF…
2020-06-04 hep-ex physics.ins-det
Test of a small prototype of the COMET cylindrical drift chamber
利用电子束研究了用于彗星第一阶段实验的圆柱形漂移室（CDC）的小型原型的性能。原型室构造有交替的全立体线配置，并且在没有磁场的情况下用He-iC $_{4}$ H $_{10}$（90/10）气体混合物操作。研究了漂移时空关系、漂移速度、d $E$/d $x$分辨率、命中效率和空间分辨率随距离的变化关系。平均空间分辨率为150 $μ$米的命中效率为99%，获得在施加的电压高于1800 V。我们已经证明，设计和气体混合物的原型匹配操作的彗星CDC。
2021-09-04 hep-ex physics.ins-det
Enhancing Neutrino Event Reconstruction with Pixel-Based 3D Readout for Liquid Argon Time Projection Chambers
在本文中，我们探讨了中微子事件重建的潜在改进，三维像素化读出可以提供一个二维投影线读出液氩时间投影室。我们在这两种设计的两种通用的理想化检测器配置中模拟和研究事件，使用深度卷积神经网络对每个样本中的事件进行分类，以比较最佳2D结果和最佳3D结果。在几乎所有的情况下，我们发现，3D读出提供更好的重建效率和纯度比2D投影线读出，与3D的优势是特别明显的更复杂的拓扑结构，如电子中微子带电电流事件。我们的结论是，使用3D像素化探测器可以显着提高未来的液态氩TPC实验物理计划，如DUNE的范围和影响。
2020-01-23 hep-ex physics.ins-det
Development of a portable and fast wire tension measurement system for MWPC's construction
在多丝正比室探测器（MWPC）中，阳极丝和信号丝必须保持适当的张力，这对探测器性能的稳定和完善至关重要。因此，钢丝张力的控制和测量是多壁预应力混凝土施工中必不可少的。采用高压$^{3}$ He MWPC探测器设计了中国空间中子源多功能反射计的热中子探测器，并在探测器的结构中研制了丝张力测量系统。该系统具有准确、便携、省时等特点。利用该系统对阳极丝平面上的丝张力进行了测试，测试结果表明，探测器制造中采用的丝张力控制技术是可靠的。
2016-04-25 physics.ins-det
Simple acoustical technique for automated measurement of drift tube anode wire tension
我们描述了一种简单而廉价的声学技术，允许快速，准确和原位测量的漂移管阳极线的张力，即使阳极线是电不连续的。
2005-09-23 physics.ins-det
Computation of Electrostatic and Gravitational Sag in MultiWire Chambers
本文提出了一种通过求解控制丝稳定性的二阶微分方程来确定RICH（ALICE）多丝正比室中丝垂度的数值方法。用三点有限差分法（FDM）生成了一个三对角矩阵方程，该方程将导线段的变形与作用在导线段上的力联系起来，用一个近似精确的边界元法（neBEM）求解器通过精确的场计算得到了静电力的精确估计。
2007-03-01 physics.comp-ph physics.ins-det
Augmented Signal Processing in Liquid Argon Time Projection Chambers with a Deep Neural Network
液态氩时间投影室（LArTPC）是一种先进的中微子探测器技术，广泛应用于最近和即将到来的加速器中微子实验中。它具有低能量阈值和高空间分辨率，可以全面重建事件拓扑结构。在当前一代LArTPC中，记录的数据由漂移电离电子导线上的感应信号产生的导线上的数字化波形组成，其也可以被视为带电粒子轨迹的二维（2D）（时间与导线）投影图像。对于这样的成像检测器，一个关键步骤是信号处理，其从记录的2D图像重建原始电荷投影。我们首次在LArTPC信号处理中引入深度神经网络，以改善信号感兴趣区域的检测。通过结合领域知识（例如，匹配来自多个线平面的信息）和深度学习，该方法显示出比传统方法显著的改进。这项工作详细介绍了方法，软件工具，并与现实的检测器模拟评估的性能。
2020-11-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Particle tracking in kaon electroproduction with cathode-charge sampling in multi-wire proportional chambers
在高强度连续电子束的磁谱仪中，线室通常用作跟踪探测器。特别是在研究具有小横截面的反应的实验中，反应产率受到腔室中的背景速率的限制。确定带电粒子通过多丝正比室（MWPC）的轨迹的一种方法是测量其阴极上感应的电荷分布。在这种读出方法的实际应用中，将所测量的电荷分布与雪崩位置相关联的算法对于可实现的位置分辨率和磁道重建效率是重要因素。提出了一种在强背景多粒子环境中操作两台大尺寸多粒子探测器的算法。所得到的效率被确定为电子束电流和信号幅度的函数。由于π介子、K介子和质子在谱仪动量范围内的能量损失不同，因此效率也取决于粒子种类。
2011-04-21 nucl-ex physics.ins-det
A Gating Grid Driver for Time Projection Chambers
设计了一种简单而新颖的驱动系统，用于控制时间投影室（TPC）的线栅。该系统通过低阻抗传输线将选通栅极的导线连接到其驱动器。当门控栅极打开时，所有导线具有相同的电压，允许由检测器气体分子电离产生的漂移电子通过到达阳极导线。当栅极闭合时，导线具有交替的较高和较低电压，导致漂移电子终止于更正的导线。通过N型和P型MOSFET开关快速短接正、负极线以获得平均偏置电位，实现了门控栅极的快速开启和低拾取噪声。电路分析和仿真软件SPICE表明，该驱动器在不到0.20 $μ$ s的时间内将栅极电压恢复到开启电压的90%。当在时间投影室的实验环境中测试时，选择较大的终端电阻器，使得驱动器在0.35 $μ$ s内打开选通栅极。在每种情况下，断开时间基本上由RC常数表征，该RC常数由开关和端接电阻器的电阻以及选通栅极及其传输线的电容给出。通过添加第二对N型和P型MOSFET开关，通过在3 $μ$ s内将99%的原始电荷恢复到导线来闭合选通栅极。
2016-12-20 physics.ins-det
The Certification of ATLAS Thin Gap Chambers Produced in Israel and China
薄间隙室（TGCs）用于大型强子对撞机实验ATLAS前区的μ子触发系统。TGC由保持在正高压下的紧密间隔的导线的平面组成，夹在电阻接地的阴极平面之间，阳极导线到阴极平面的间隙距离小于导线到导线的间距。TGCs预计将提供一个触发信号内的25 ns的LHC加速器的聚束间距，效率超过95%，而暴露于有效的光子和中子的背景范围从30到500 Hz/cm 2。在3,600台ATLAS TGCs中，约有2,500台由以色列魏茨曼研究所和中国山东大学生产。一旦安装在ATLAS探测器中，TGC将不可访问。因此，在生产现场实施了严格的生产质量控制计划。此外，在腔室完成后，实施了一项全面的质量保证计划，以确保腔室在LHC高速率环境中运行十多年期间的有效性能。该计划包括使用宇宙射线对探测器响应的详细绘图，以及使用高速率辐射源检查腔室行为。介绍了在串联气体连接中对五个腔室进行的老化试验。最后，在ATLAS安装前，在欧洲核子研究中心进行的室认证测试的结果进行了说明。
2004-11-15 physics.ins-det
Design and implementation of wire tension measurement system for MWPCs used in the STAR iTPC upgrade
RHIC的STAR实验计划升级位于探测器核心的时间投影室。我们设计了一种测量多丝正比室（MWPC）中丝张力的仪器，该仪器将用于TPC的升级。线张力测量系统使线振动，然后通过基于激光的光学平台测量振动的基频。该平台可以在单次运行中自动扫描整个导线平面，并以高精度获得每条导线上的导线张力。在本文中，有关的测量方法和系统设置的细节将被描述。此外，将介绍STAR-iTPC升级中使用的MWPC原型的测试结果。
2017-04-14 physics.ins-det
Digital Wire Analyzer of Mechanical Tension, Electrical Continuity, and Isolation
已经开发了一种数字仪器，该仪器允许测量已知长度和密度的导线阵列的机械张力，并测试其电连续性和绝缘性。该仪器通过测量导线的基频来测量导线张力。其工作原理是在被测导线的相邻导线上施加直流高压，并扫描也施加在这些相邻导线上的交流高压的频率。当交流高压的频率与其基频一致时，在中间导线的读出信号中观察到谐振。该仪器通过128根导线实现自动化过程，同时读取8条导线。该数字式钢丝分析仪（DWA）可实现1%的张力测量精度。
2022-11-16 physics.ins-det
Simulation of Three Dimensional Electrostatic Field Configuration in Wire Chambers : A Novel Approach
本文通过数值求解第一类边界积分方程，模拟了由一根阳极丝沿接地方形阴极管轴线伸展而成的简单丝室的三维场位形。在求解过程中，采用格林函数法，导出了矩形平面上电荷分布的电势的封闭表达式，从而得到了接近精确的静电场计算结果。求解器已被用来研究几个几何属性的效果，如纵横比（$λ= \frac{l}{d}$，定义为管的长度$l$与其宽度$d$的比率）和线建模上的字段配置。详细计算表明，当$λ$减小到2或更低时，场值明显偏离分析估计。求解器已经证明了线建模对放大区域中估计的近场值的准确性的影响。细线的结果可以复制的多边形模型，将适度数量的表面（$\geq 32$）在计算中的准确性超过99%。已观察到的平滑度在三维场的计算相比，由其他方法产生的波动。
2006-05-16 physics.comp-ph physics.ins-det
Rapid measurement of tension in multi-wire arrays using free damped oscillations
我们探讨了使用自由（而不是驱动）振荡，以验证在大型，开放式框架多线飞机线张力的可能性。使用有限元模拟，我们预测的信号时，两个电线设置在运动中，通过施加和保持它们之间的直流电压（静电激励）。所得到的电流信号是边缘的。然而，该程序将电压、振荡幅度和信号联系起来，轻轻敲击线框就很容易得到足够的幅度（微米级）。我们进行端到端的实验测试。四根1.5米长的电线，在5 N左右的各种张力下，安装在铝通道中。它们连接到一个低噪声、平衡电流-电压前置放大器，该放大器设计用于实现良好的共模抑制。150 V的偏压，从9 V电池串联，是内置在前置放大器。用Tektronix 1202 B示波器采集数据，存储在USB闪存驱动器上，并传输到笔记本电脑进行分析。对三个线对中的每一个线对进行十次测量，每次测量2500个样本，跨度为1 s。用一个小木槌敲击框架就可以激发电线。由于金属丝张力不同，波形表现出拍频。通过一个程序分析数据，该程序逐步分解波形以提取基频和拍频，从而提取每对导线的两个谐振频率。最后，消除这些频率的歧义，以获得每根钢丝的频率，然后将其转换为张力。然后通过测量使每根金属丝在其中点处偏转所需的g/mm来机械地找到四个张力。张力的两个值非常一致。我们得出结论，该方法验证张力约为2%（1 sigma），对于1.5 m的金属丝，时间略超过1 s，对于较短的金属丝，速度更快。
2019-05-21 physics.ins-det
Design and Performance of a Custom ASIC Digitizer for Wire Chamber Readout in 65 nm CMOS Technology
我们提出了一个原型ASIC数字化仪的设计和性能集成线室读出，实现在65 nm的商业CMOS技术。4通道原型的每个通道由两个16位时间数字转换器（TDC）、一个8位模数转换器（ADC）、一个前端ADC和整形器以及支持各种数字化链的数字和模拟缓冲器组成。该原型具有多路复用数字后端，可执行状态机，分发控制和定时信号，并缓冲串行输出数据。实验室台架测试测量的绝对TDC分辨率在74 ps和480 ps之间，随着绝对延迟而增长，相对时间分辨率为19 ps。由于时钟信号和电源或参考电压之间的串扰，分辨率异常值可见。校准后，ADC显示出良好的线性度和噪声性能，有效位数为6.9。在正常工作条件下，电路每通道功耗为32 mW。讨论了解决分辨率漂移和拖尾的潜在设计改进。
2015-03-02 physics.ins-det
The Tracking performance for the IDEA drift chamber
未来e $^{+}$ e $^{-}$对撞机的IDEA探测器概念采用超低质量漂移室作为中央跟踪系统。氦基超低质量漂移室的设计是为了提供有效的跟踪，高精度的动量测量，并通过利用团簇计数技术优秀的粒子识别。本文介绍了预期的跟踪性能，获得充分和快速的模拟，详细的模拟物理事件的跟踪重建。此外，详细的漂移室的结构参数，包括检查的新材料的线，焊接的新技术的线，一个改进的模式的漂移单元的发展，和气体混合物的选择，将被描述。
2022-11-22 physics.ins-det
Construction of Precision sMDT Detector for ATLAS Muon Spectrometer Upgrade
本文介绍了密歇根大学的小直径监测漂移管探测器的建设，作为欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机的ATLAS μ子谱仪升级的贡献。在密歇根州建造的前30个室的测量表明，漂移管线的位置精度满足20微米的规格。用于对准的平台和磁场传感器的位置都在所需的精度范围内很好地安装。宇宙线测试测量表明，单线跟踪分辨率为100 ± 7微米，平均探测效率高于99%。详细描述了腔室生产的基础设施、工具、技术和程序。报告了前30个建造的室的室质量控制测试的结果。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
Testing sTGC with small angle wire edges for the ATLAS New Small Wheel Muon Detector Upgrade
计划于2018年进行的LHC升级预计将显著提高加速器的光度，因此ATLAS μ子光谱仪的辐射背景率也将增加。它的一些组件将不得不更换，以应付这些高利率。新设计的小条薄间隙室（sTGC）将在小轮区域取代它们。sTGC和当前使用的TGC之间的差异之一是导线沿着方位角方向的对准。因此，最外面的导线以小角度接近检测器的边缘。这样的配置可能是各种问题的原因。建造了两个小型专用室并进行了测试，以研究新配置可能产生的边缘效应。sTGC似乎是稳定的，没有观察到火花，但在边缘附近的探测器响应中看到了一些差异，应该进行进一步的研究。
2015-06-02 hep-ex physics.ins-det
Recovery of HADES drift chambers suffering from Malter-like effects
针对HADES漂移室因阴极丝沉积引发Malter效应而出现自持电流的问题，通过替换异丁烷为CO2并添加水实现恢复，实现稳定运行。
2024-03-18 physics.ins-det
An integrated readout system for parallel-plate avalanche counter and multi-wire drift chamber at HIAF-HIRIBL
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）
本文介绍FEAM-256集成读出系统，用于PPAC和MWDC探测器，实现320微米和424微米的位置分辨率，并集成至HIAF-HIRIBL实验装置。
2026-09-14 nucl-ex physics.ins-det
Study and mitigation of spurious electron emission from cathodic wires in noble liquid time projection chambers
贵金属液体辐射探测器的阴极电极产生的假电子发射一直困扰着探测器。在寻找弱相互作用暗物质或无中微子双β衰变的下一代液体氙（LXe）实验中，以及在用于长基线中微子计划的大型液体氩（LAr）探测器中，必须理解和减轻这种现象。我们提出了一个系统的研究，这种杂散发射涉及一系列的缓慢的电压斜坡测试细金属线浸没在一个两相氙时间投影室与单电子灵敏度。因此，通过电子计数可以检测到低至$10^{-18}$ A的发射电流，这是对以前专用测量的巨大改进。在某些导线中，在低至$\sim$ 10 kV/cm的表面场记录到发射事件，并观察到具有复杂的发射模式，平均速率为10-200计数每秒（c/s），爆发高达$\sim$ 10 $^6$ c/s。在所有未处理的样品中也存在较暗、可变性较小的发射类型。有证据表明部分调节效应，随后的测试平均产生更少的发射器发生在不同的领域相同的电线。我们没有发现一个固有的阈值特定的金属-Leptin界面，这可能限制了以前的实验，至少160千伏/厘米的领域的证据。一般的现象是不一致的增强场发射从微观灯丝，但它似乎，而不是相关的腐蚀和其氧化层的性质方面的线表面的质量。这项研究的结论是，一些表面处理，特别是硝酸清洗不锈钢丝，可以带来至少一个数量级的整体电子发射率的改善，这应该有助于下一代探测器实现所需的静电性能。
2018-06-11 physics.ins-det
Study of a self quenching streamer mode in pure gases of DME and isobutane
自猝灭流光（SQS），或有限流光模式已在单线室与横截面12 × 12毫米和线直径15，25和50微米进行了研究。腔室填充有纯二甲醚（DME）或异丁烷气体，并用Gd-148 α和Fe-55 X射线源照射。从100%SQS模式成比例的明确过渡，观察到所有三个直径的线与两种气体用α粒子辐照。双SQS放电由于在DME气体中观察到的倾斜轨道允许估计的流光尺寸沿电线小于1毫米。第二SQS放电出现小于1毫米，从第一个在约500纳秒。用Fe-55 X射线照射DME获得的电荷谱也可以解释为向SQS模式的过渡，尽管在观察到的脉冲形状中没有直接证据。
2005-06-22 hep-ex physics.ins-det
A progressively reduced pretension method to fabricate Bradbury-Nielsen gates with uniform tension
通常使用Bradbury-Nielsen门（BNG）来调制离子束。它由两组具有均匀张力的交错和电隔离的导线组成，可以在很宽的温度范围内保持平行，等距和共面，使BNG可靠且坚固。我们已经分析了顺序缠绕方法中丝张力不均匀的问题，并开发了一种基于模板的传递方法来解决这个问题。本文介绍了一种逐步减小预张力的方法，该方法允许在不使用模板的情况下直接和顺序地在基底上缠绕导线。理论分析表明，在将每根丝固定到基板上时，通过对每根丝施加适当的预张力，可以使所有丝的最终丝张力均匀。给出了预紧顺序计算的算法和流程图，并详细介绍了制作工艺。预紧力是由重物与自制的编织装置组合产生的。用这种方法构造了具有不锈钢丝和印刷电路板基板的BNG。最终丝张力的不均匀性在理论上小于2.5%。BNG已成功地应用于国产离子迁移谱仪中，在350 μs的开门时间下，测量分辨率为33.5。与基于模板的方法相比，该方法在制作不同结构的BNG时具有更简单、更快速、更灵活的特点。
2015-07-18 physics.ins-det
Position Reconstruction in Drift Chambers operated with Xe, CO2 (15%)
我们目前的位置和角分辨率的漂移室的测量工作与一氧化碳，CO $_2$（15%）的混合物。结果进行了比较，蒙特卡罗模拟和重要的系统的影响，特别是过渡辐射和非线性的吸收的色散性质，进行了讨论。的测量进行了原型漂移室的ALICE过渡辐射探测器，但我们的研究结果可以推广到其他漂移室具有类似的几何形状，其中的电子漂移是垂直的线平面。
2005-11-28 physics.ins-det
Building a large-area GEM-based readout chamber for the upgrade of the ALICE TPC
大型时间投影室（TPC）是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中跟踪和识别带电粒子的主要装置。在2019-2020年的第二次长时间关闭之后，LHC将以高达50 kHz的相互作用速率提供Pb束碰撞，这大约是TPC目前读出速率的100倍。为了充分利用LHC的潜力，TPC将根据气体电子倍增器（GEM）技术进行升级。ALICE TPC外读出室（OROC）的原型配备了12个大尺寸GEM箔作为放大级，以证明用新技术取代当前多丝比例室的可行性。总面积为$\sim$ 0.76 m $^2$，是迄今为止建造的最大的基于GEM的探测器。GEM OROC安装在试验场笼内，并使用放射源进行调试。
2016-06-13 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the ion blocking by the passive bi-polar grid
离子回流是以高事件率操作时间投影室的主要限制因素。许多实验组投入了大量的精力来解决这个问题。本文探讨了一种基于操作无源双极线栅的解决方案。在存在磁场的情况下，栅极比通过栅极的电子电流更有效地衰减离子电流。对于不同的气体混合物和磁场的大小，测量栅极对电子和离子的磁阻。结果表明，在足够强的磁场中，双极线栅可以作为一种有效的、独立的装置来抑制时间投影室中的离子回流。
2020-12-01 hep-ex physics.ins-det
Machine-Learning-Based Waveform Discrimination in the Front-End Electronics of the Belle II Central Drift Chamber for Cross-Talk Noise Reduction
High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；University of Hawaii（夏威夷大学）
针对 Belle II 中央漂移室前端电子学串扰噪声问题，开发基于机器学习的波形鉴别方法，在赛灵思 Virtex-5 FPGA 中实现紧凑快速的增强决策树模型，有效降低噪声，验证了该方法在探测器前端电子学中应用的可行性和潜力。
2026-07-29 hep-ex physics.ins-det
Contactless 2-dimensional laser sensor for 3-dimensional wire position and tension measurements
我们研制了一种非接触式二维激光传感器，它可以在三维空间内测量金属丝的位置，测量精度优于10微米，测量金属丝的张力，测量精度为0.04N。这些测量可以从15厘米的距离进行。该传感器由市售激光指示器、透镜、滤色器和光电二极管组成。在我们的应用中，我们使用了这种激光传感器与自动三维坐标表。对于单个位置测量，激光传感器通过三维坐标表在平面中移动，并确定导线与该平面相交的坐标。平面本身的位置（第三坐标）由测量台的第三轴给出，该轴垂直于该平面。利用LabVIEW软件实现了转台的控制、读数和激光传感器的读数。用直径为0.2 mm和0.3 mm的金属丝确定平面内位置测量的精度。我们使用该传感器的质量保证线电极模块的KATRIN中微子质量实验。我们预计，如果导线更细，则精度至少相当或更好。这种装置可以很好地适合于测量甚至具有多于一个线层的线室几何形状。
2010-02-03 physics.ins-det
Enhanced low-energy supernova burst detection in large liquid argon time projection chambers enabled by Q-Pix
从核心坍缩超新星中探测到中微子可能揭示重要的过程特征以及中微子的性质。超新星中微子的探测是未来基于液态氩的千吨级中微子探测器的主要科学驱动力之一。在这里，我们表明，对于这样的探测器的固有的3D读出Q-Pix提供了许多优势，相对于基于线的读出，如更高的重建效率，更低的能量阈值，相当低的数据速率，和潜在的指向信息。
2022-08-12 hep-ex physics.ins-det
Design and Construction of Large Size Micromegas Chambers for the Upgrade of the ATLAS Muon Spectrometer
大面积Micromegas探测器将首次用于高能物理实验。在LHC的ATLAS探测器的μ子谱仪的前部区域的大约$\mathbf{150~m^2}$的总表面将配备8层Micromegas模块。每层覆盖超过$\mathbf{2~m^2}$，总有效面积为$\mathbf{1200~m^2}$。它们将与小条薄间隙室一起组成两个新小轮，它们将在2018/19年关闭期间取代ATLAS端盖μ子跟踪系统最里面的站。为了实现$\mathbf{1~TeV}$ μ子的15 $\mathbf{\%}$横向动量分辨率，除了优异的本征分辨率之外，组装的模块的每个平面的机械精度必须与沿精确坐标的$\mathbf{30~μm}$和垂直于腔室的$\mathbf{80~μm}$一样好。将介绍Micromegas模块的设计和建造过程，以及将模块组装到新小轮上的设计。重点将放在为实现具有挑战性的机械精度而开发的方法上。在最终设计的开发过程中，测量和模拟在腔室原型上产生的变形，作为热梯度、内应力（网格张力和支撑件上的模块固定）和气体过压的函数是必不可少的。在安装和操作期间，所有变形和相对未对准将由光学对准系统监测，并在跟踪软件中进行补偿。
2015-08-11 hep-ex physics.ins-det
Performance of a Radial Time Projection Chamber with Electroluminescence in Liquid Xenon
双相氙时间投影室（TPC）是研究暗物质和中微子物理学的一种领先的探测器技术。这种类型的探测器技术的成功依赖于它的能力，以检测两个主要的闪烁和电离信号的粒子相互作用在液体氙（LXe）。电离电子在气体氙（GXe）中转化为电致发光，其中单个电子在强电场中可以被放大超过100倍的光子数。在大直径TPC的小气体间隙中保持强且均匀的电场是具有挑战性的。一种替代的解决方案是直接在LiNbO3中产生电致发光以克服气隙均匀性问题。在这里，我们报告的设计和性能的单相径向TPC（RTPC），它可以创建和检测直接在发光二极管的电致发光。它通过在轴向中心使用单根导线来产生强电场，简化了LPETTPC的设计和操作。我们提出了这样的RTPC的性能，并讨论其潜在的应用局限性。
2022-02-09 hep-ex physics.ins-det
The Central Drift Chamber for GlueX
中心漂移室是一个圆柱形结构的吸管线室，位于GSTX光谱仪螺线管孔内的靶周围。其目的是探测和跟踪动量低至0.25 GeV/c的带电粒子，以及通过能量损失识别低动量质子。介绍了该探测器的结构，并详细讨论了它的工作原理和标定方法.位置分辨率达到150微米的设计目标。
2020-02-27 nucl-ex physics.ins-det
Discharge and stability studies for the new readout chambers of the upgraded ALICE TPC
欧洲核子研究中心（CERN）LHC的大型离子对撞机实验（ALICE）时间投影室（TPC）目前装备有多丝正比室（MWPC）。门控栅格防止在气体放大期间产生的离子移动到漂移体积中。电子的最大漂移时间连同选通栅极的关闭时间允许约3 kHz的最大读出速率。在长周期2（从2021年开始）之后，LHC将以50 kHz的预期相互作用速率提供铅-铅碰撞。为了以这种速度获取数据，TPC将升级为新的读出室，允许连续读出并保留当前MWPC的能量和动量分辨率。如果适当调整施加到气体电子倍增器（GEM）的电压，则具有四个气体电子倍增器（GEM）的堆叠的腔室满足所有性能要求。为了确保这些腔室在LHC运行时稳定，进行了放电行为的研究。我们报告的研究与小型原型配备了一个或两个创业板。放电是通过GEM两端的高电压和高度电离的颗粒的组合自愿诱导的。在这些研究中，观察到“二次放电”现象。这些仅发生在初始放电之后，当GEM上方或下方的电场足够高时。初始和二次放电之间的时间范围从几十微秒到小于1微秒，随着电场的增加而减小。在GEM底侧的高压电源路径中使用去耦电阻器可将这些放电的发生转移到更高的电场。
2017-05-19 hep-ex physics.ins-det
Drift Chamber Track Reconstruction for the P349 Antiproton Experiment
本论文的目的是对P349反质子极化实验进行漂移室标定和带电粒子三维径迹重建。针对D1漂移室的实验数据，设计、实现了一套专用的程序，并进行了测试。校准包括漂移时间偏移量的确定、利用均匀辐照方法估计初始漂移时空关系以及时空关系优化的迭代过程。测定了探测器所有导线平面的校准曲线。所获得的命中位置重建的不确定度在150 - 220 $\rm μm$的范围内。在此基础上，利用三维径迹重建技术，确定了通过漂移室的径迹的角分布。
2017-06-28 nucl-ex physics.ins-det
The new drift chamber of the MEG II experiment
本文介绍了MEG II圆柱漂移室（CDCH），它是MEG第二阶段的关键探测器，其目标是对带电轻子味破坏$μ^+ \rightarrow \mbox{e}^+ γ$衰变达到$6 \times 10^{-14}$量级的灵敏度。CDCH旨在克服MEG $\mbox{e}^+$跟踪器的局限性，并保证在高速率下的正确操作和长期探测器稳定性。CDCH是具有高粒度的低质量独特体积检测器：9层192个漂移单元，几mm宽，由立体配置中的$\approx 12000$线限定，用于纵向命中定位。总辐射长度为$1.5 \times 10^{-3}$ $\mbox{X}_0$，从而使多重库仑散射（MCS）贡献最小化，并允许110 $μ$ m的单次命中分辨率和130 keV/c的动量分辨率。CDCH与MEG II实验装置的集成将于今年开始。
2020-05-05 hep-ex physics.ins-det
MWPC prototyping and performance test for the STAR inner TPC upgrade
研制了新型STAR内时间投影室（iTPC）多壁投影室扇形样机，并在X射线测试系统上进行了测试。在山东大学建立的丝室，丝张力精度优于6 $\%$，丝间距精度优于10 $μ$ m。用$^{55}$ Fe X射线源测得气体增益均匀性和能量分辨率分别优于1 $\%$（RMS）和20 $\%$（FWHM）。iTPC升级项目将替换所有24个STAR TPC内部扇区，作为RHIC束流能量扫描第二阶段计划的关键探测器升级。测试结果表明，所构建的iTPC样机满足项目要求。
2018-05-10 physics.ins-det
A Fast High-Voltage Switching Multiwire Proportional Chamber
一个名为DeeMe的新实验正在日本质子加速器研究综合体（J-PARC）进行准备，该实验旨在寻找灵敏度为$\mathcal{O}(10^{-14})$的$μ$ -e转换。它利用来自J-PARC快速循环同步加速器的高质量脉冲质子束。用于DeeMe的探测器必须在200 ns的时间宽度内容忍瞬时命中率高达70 GHz/mm $^2$的瞬发带电粒子的大脉冲，并且探测以微秒量级的延迟定时到达的单个电子。一种特殊的丝室已经开发出一种新的动态增益控制技术，减少空间电荷的影响。在本文中，我们详细介绍了新的探测器方案和操作验证。
2016-12-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A deep-learning based raw waveform region-of-interest finder for the liquid argon time projection chamber
液氩时间投影室（LArTPC）探测器技术具有测量太阳和超新星产生的低能中微子的特性和寻找极低能量的奇异物理的出色能力。为了实现这些物理目标，识别和重建每条TPC导线上记录的波形中的信号至关重要。在本文中，我们报告了一种新的算法的基础上，一维卷积神经网络（CNN），以寻找感兴趣的区域（ROI）的原始波形。我们使用ArgoNeuT实验的数据，结合改进的噪声缓解程序和模拟事件的更现实的数据驱动的噪声模型来测试该算法。这种深度学习ROI查找器在提取小信号方面表现出良好的性能，并且在$\sim$ 0.03-0.1 MeV的低能量区域中，效率大约是传统算法的两倍。这种方法为利用LArTPC探索低能物理提供了巨大的潜力。
2022-01-12 hep-ex physics.ins-det
Performances of a GEM-based Time Projection Chamber prototype for the AMADEUS experiment
大量的高能重离子实验成功地使用了时间投影室作为中心跟踪器和粒子识别探测器。然而，新的高速粒子实验对TPC的性能要求大大超过了传统的多丝正比室（MWPC）的TPC读出能力。气体电子倍增器（GEM）探测器作为放大器件，在提高TPC性能方面具有很大的潜力。在本文中，我们提出了一种新的基于GEM的TPC探测器的研发活动，作为AMADEUS内部的原型，AMADEUS是一个新的实验方案，在DAFNE对撞机在Atenatori Nazionali di Frascati（INFN），旨在进行测量的低能量负K介子相互作用的核。为了评估GEM-TPC的性能，已经实现了漂移间隙高达15 cm的10 × 10 cm 2原型。该探测器在Paul Scherrer Institut（PSI）的pM 1束流设备上进行了测试，使用的是低动量的π介子和质子，没有磁场。测量了氩-异丁烷混合气体的漂移特性，并与Magboltz预测进行了比较.检测效率和空间分辨率作为大量参数的函数，如气体增益，漂移场，前端电子阈值和粒子动量，进行了说明和讨论。粒子识别能力和测量的能量分辨率在异丁烷为基础的气体混合物也报告。
2013-02-13 hep-ex physics.ins-det
The upgrade of the RPC-based ALICE Muon Trigger
ALICE μ子触发器目前由一个探测器产生，该探测器目前由72个以最大雪崩模式运行的胶木单间隙电阻板室组成，排列在四个5.5x6.5平方米的探测平面上。为了满足即将从2021年开始的LHC高亮度运行的要求，其中ALICE将以连续模式读出，μ子触发器将成为μ子标识符，并将进行重大升级。在当前设置中，来自约21k条的信号由2400个非放大前端（FEE）卡区分，其阈值由外部模拟电压提供（每个腔室侧一个）。所有这些卡将被配备有前置放大级的鉴别器所取代，这将允许降低探测器的操作高压，从而延长其寿命。此外，它们的参考阈值将通过无线（和每个腔室侧链接的I2C）传递，允许在单个卡级别调整值。此外，24个暴露最多的室将被更换为新的，配备高质量（即更光滑的表面）电木层压板。报告了在测试台和探测器上使用的新FEE卡以及在新RPC室（带有宇宙射线）上进行的测试。
2018-06-15 hep-ex physics.ins-det
Neutrino Event Selection in the MicroBooNE Liquid Argon Time Projection Chamber using Wire-Cell 3-D Imaging, Clustering, and Charge-Light Matching
为了实现液氩时间投影室（LArTPC）的全部科学性能，需要精确而有效的事例重建。当前和未来的中微子实验依赖于大规模LArTPC，需要新的想法和重建方法。Wire-Cell是近年来提出的一种新的LArTPC层析事件重建方法。线元3D成像方法利用电荷、稀疏性、时间和几何信息来在模式识别之前重建电离电子的拓扑不可知的3D图像。第二种新方法，多对多电荷光匹配，然后将TPC电荷活动与检测到的闪烁光信号配对，从而能够在MicroBooNE检测器中有效抑制宇宙射线μ子。闪烁光信号的鲁棒处理和重建的3D图像的适当聚类是该技术的基础。在本文中，我们描述了这些技术的原理和算法，以及它们在MicroBooNE实验中的成功应用。这些技术的性能的定量评价。利用这些技术，中微子带电电流事件的预选效率达到95%，非束重合宇宙线μ子减少30倍，约80%的中微子带电电流事件被重建，完整性和纯度至少为70%和80%。
2021-12-26 hep-ex physics.ins-det
Measuring the length of stretched wires with a avalanche oscillator
我们测量的长度拉伸线对使用它们作为延迟线脉冲整形元件在雪崩振荡器。该电路和方法非常简单，对振荡器电源电压、所用的特定晶体管（2N3904）和导线张力不敏感。模拟断线的初步测试表明，这些可以很容易地检测到。这项技术是否能在真实的线平面上大规模工作还有待观察，但它至少应该和反射短脉冲一样好。
2020-03-02 physics.ins-det
The CAST Time Projection Chamber
CAST实验中的三个太阳轴子X射线探测器之一是以多丝正比计数器（MWPC）为读出结构的时间投影室（TPC）。它的设计已经优化，以提供高灵敏度的低强度的X射线信号的检测预期在CAST实验。在正常的数据采集期间，安全地设置了0.8 keV的低硬件阈值，并且来自太阳轴子转换的光子的检测的总体效率为62%。在探测器周围安装了屏蔽层，在1至10 keV之间将本底水平降低到4.10 x 10^-5计数/cm ^2/s/keV。在CAST实验的第一阶段，TPC提供了强大而稳定的操作，从而对整个CAST限制轴子-光子耦合和质量做出了有竞争力的贡献。
2007-02-22 physics.ins-det
Front-end electronics and data acquisition system for a multi-wire 3D gas tracker
介绍了多丝漂移室（MWDC）读出前端电子学和数据采集系统的设计与实现。除了传统的漂移时间测量，系统提供了沿导线利用电荷分配技术的命中位置。该系统由前置放大器、模拟和数字板组成，通过以太网接口将数据发送到后端计算机。数据记录软件可对接收到的数据进行格式化，并可轻松访问数据分析软件。使用专门设计的前置放大器和峰值检波器，可以对低电阻信号线进行电荷分割读出。研究了电荷分配电路对漂移时间测量的影响，并在专门的离线测试中评估了电子系统的整体性能。
2015-09-21 physics.ins-det
