Recent advances with a hybrid micro-pattern gas detector operated in low pressure H2 and He, for AT-TPC applications
针对有源靶时间投影室（AT-TPC）中电荷粒子径迹读出的可能应用，研究了混合微图案气体探测器（MPGD）在纯低压氢气（H2）和氦气（He）中的工作特性和性能。该探测器由一个MICROMesh气体结构（MICROMEGAS）耦合到一个单或多级联厚气体电子倍增器（THGEM）作为前置放大级。本研究报告的有效增益依赖的混合MPGD在相关的压力（在200-760欧姆的范围内）为不同的检测器安排。本文的研究结果对低压低质量惰性气体雪崩机制的研究具有重要意义，特别是对核物理和核天体物理中主动靶时间投影室（TPC）MPGD端盖读出的应用具有重要意义。
2015-12-22 hep-ex physics.ins-det
Optimized MPGD-based Photon Detectors for high momentum particle identification at the Electron-Ion Collider
粒子识别（PID）是未来EIC实验的核心要求。强子PID在高动量的丰富的技术需要使用低密度的气体辐射体，其中的挑战是有限的长度的辐射体区域可在对撞机实验。通过选择远UV域中的光子波长范围，大约120 nm，可以增加可检测光子的数量。理想的传感器是带有CsI光电阴极的气体光子探测器（PD），其中最先进的是COMPASS RICH的MPGD型PD。在EIC的应用中需要对探测器进行优化。在这里，我们报告一个专用的原型，传感器垫的大小已被减少，以保持角分辨率。一个新的数据采集系统的基础上的SRS读出电子学已经开发的实验室和测试束的原型研究。
2018-07-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of the new RD51 VMM3a/SRS beam telescope---studying MPGDs simultaneously in energy, space and time at high rates
本文报道了配备VMM3a/SRS新型前端电子学的RD51束流望远镜的性能研究，实现了MHz级高计数率、约1 ns时间分辨率及更大动态范围，可同时研究MPGD的能量、空间和时间特性。
2023-02-16 physics.ins-det
Spatial resolution studies using point spread function extraction in optically read out Micromegas and GEM detectors
利用SOLEIL同步辐射的聚焦X射线束提取Micromegas和GEM探测器的点扩散函数宽度，比较其空间分辨率，并探索通过束流扫描优化成像探测器性能的方法。
2024-07-22 physics.ins-det
Design and optimization of a hadronic calorimeter based on micropattern gaseous detectors for a future experiment at the Muon Collider
针对μ子对撞机实验需求，研发基于微结构气体探测器的半数字化强子量能器，通过模拟和束流测试验证了其优异的能量分辨率、响应均匀性及与模拟的一致性。
2024-07-14 physics.ins-det
CYGNO: a CYGNUs Collaboration 1 m^3 Module with Optical Readout for Directional Dark Matter Search
介绍了CYGNO项目的设计。CYGNO是由意大利国家核物理研究所（INFN）支持的一项新提案，在CYGNUS原型合作（CYGNUS-TPC）中，旨在实现地下实验室的分布式观测站，用于定向暗物质（DM）搜索和识别来自太阳的相干中微子散射（CNS）。CYGNO是100-1000 m^3 CYGNUs路线图中的首批原型之一，将位于意大利格兰萨索国家实验室（LNGS），旨在在单相气体时间投影室（TPC）技术方面取得重大进展，以应用于探测罕见散射事件。特别是，它将集中在读出技术的基础上的微图案气体检测器（MPGD）放大的电离和可见光收集与亚毫米位置分辨率的sCMOS（科学COMS）相机。这种类型的读出-结合快速光检测-一方面将允许重建轨道的3D方向，提供对源方向性的准确灵敏度，另一方面，高度的粒子识别能力对于区分核反冲非常有用。
2019-09-24 hep-ex physics.ins-det
Perspectives of Micro-Pattern Gaseous Detector Technologies for Future Physics Projects
在气体放大的基本原理发明一百周年之后，气体探测器仍然是需要低材料预算的大面积覆盖的首选。在过去的二十年中，芯片工业中光刻和微处理技术的进步引发了气体检测器领域从线结构到微图案气体检测器（MPGD）概念的重大转变，彻底改变了许多气体检测器应用的单元尺寸限制。高抗辐射性和出色的空间和时间分辨率使其成为应对未来研究前沿探测器挑战的宝贵工具。新的微图案装置的设计似乎适合于工业生产。2008年，在CERN建立了RD 51合作，以进一步推进MPGD和相关电子读出系统的技术发展，用于基础和应用研究。本文综述了MPGD技术的最新进展，并总结了RD51合作框架内下一代对撞机的最新活动。
2013-08-15 physics.ins-det
New Developments and Future Perspectives of Gaseous Detectors
气体探测器是所有现有和计划中的高能物理实验的基本组成部分。在过去的十年中，微模式气体探测器（MPGD）概念的两个代表（GEM，Micromegas）变得越来越重要;高辐射阻力和出色的空间和时间分辨率使它们成为应对下一代对撞机未来探测器挑战的宝贵工具。GEM和Micromegas直接耦合到CMOS多像素读出的新颖结构代表了一个令人兴奋的领域，并允许重建物理事件的细粒度二维图像。MPGD最初是为高能物理而开发的，其应用已经扩展到天体物理、中微子物理、中子探测和医学成像。
2007-06-24 physics.ins-det
CYGNO: Triple-GEM Optical Readout for Directional Dark Matter Search
CYGNO是一个实现立方米演示器的项目，用于研究大体积、配备GEM的TPC读出的光学方法性能的可扩展性。这是CYGNUS原型合作的一部分，旨在构建一个地下观测站网络，用于定向暗物质搜索。结合使用高粒度sCMOS和快速传感器读出在倍增过程中GEM通道中产生的光，一方面可以重建轨道的3D方向，提供准确的能量测量和对源方向性的灵敏度，另一方面，高粒子识别能力非常有用，以区分核反冲。将介绍所进行的研发结果和未来30-100立方米实验的步骤。
2019-10-21 hep-ex physics.ins-det
Observables for Recoil Identification in High-Definition Gas Time Projection Chambers
核反冲的定向探测在核物理和粒子物理中是广泛需要的。在低反冲能量下，这种能力可以用来确认暗物质信号的宇宙起源，穿透所谓的中微子层，或者区分不同的中微子源。气体时间投影室（TPC）可以在读出粒度足够高的情况下实现定向反冲检测，如当利用微图案气体检测器（MPGD）时的情况。这种探测器的一个关键挑战是识别和拒绝由探测器材料和环境中的放射性污染物的伽马射线引起的背景电子反冲事件。我们定义了新的观测值，可以区分电子和核反冲，即使在千电子伏级的能量，基于模拟电离的拓扑结构。我们进行了模拟研究，表明这些观测优于传统上使用的判别式，dE/dx，高达三个数量级。此外，这些新的可观测值即使在远低于10 keV的电离能下也能很好地工作，并且即使在方向性失败的情况下也保持稳健。
2021-09-17 physics.ins-det
Signal propagation and spark mitigation in resistive strips read-outs
由电阻条制成的微图案气体探测器（MPGD）作为一种有前途的技术，用于防止气体室中存在的火花过程。信号的再现及其通过电阻箔的传播是强制性的，以更好地理解其行为并优化可能取决于应用要求的关键参数。在这项工作中，它将提出一个电阻带模型和电荷扩散通过电阻带不同的模型参数，如带的线性电阻率和电容，连同这种类型的技术的优点和/或缺点。
2011-11-01 astro-ph.IM math-ph math.MP
Study of Gas Electron Multiplier Detector Using ANSYS and GARFIELD$^{++}$
针对现有GEM探测器几何结构增益与性能非最优的问题，研究提出新型薄膜几何结构以提升增益、减少离子回流，通过ANSYS建模、Garfield$^{++}$开展研究验证优化方向。
2024-10-07 hep-ex physics.ins-det
A 1 m$^3$ Gas Time Projection Chamber with Optical Readout for Directional Dark Matter Searches: the CYGNO Experiment
CYGNO项目的目标是建造和运行1~m $^3$气体TPC，用于定向暗物质搜索和相干中微子散射测量，作为100-1000~m $^3$（0.15-1.5吨）CYGNUS地下实验网络的原型。在这样的TPC中，由暗物质或中微子引起的核反冲产生的电子将漂移到三层GEM结构并被其倍增，雪崩过程中产生的光将由sCMOS相机读出，提供分辨率为几百微米的事件的2D图像。光电倍增管还可以同时快速读出光产生的时间分布，给出关于第三坐标的信息，因此可以对事件进行3D重建，从中可以推断出核反冲的方向以及入射粒子的方向。事件拓扑结构的这种详细重建还将允许纯且有效的信号与背景区分。这两个特征是达到和克服太阳中微子背景的关键，太阳中微子背景将最终限制无方向性的暗物质搜索。
2020-01-08 hep-ex physics.ins-det
Optimization of gain uniformity in thermal bonding Micromegas for the PandaX-III experiment
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
通过优化热 bonding 薄膜在探测器边缘，提高PandaX-III实验中微米格栅探测器的增益均匀性，实现高压下高分辨率测量的潜力。
2025-12-08 physics.ins-det
Performance of 20:1 multiplexer for large area charge readouts in directional dark matter TPC detectors
在当前基于TPC的定向暗物质探测器中需要更多的目标质量以提高探测器灵敏度。这可以通过放大检测器体积来实现，但这导致需要更多的模拟信号通道。降低电荷读出电子器件的总成本的可能解决方案是多路复用信号读出通道。在这里，我们提出了一个多路复用器系统在扩展模式的基础上，LMH6574芯片由德州仪器，最初设计用于视频处理。该设置具有将这种TPC检测器中的读出数量减少20倍的能力。结果表明，重要的电荷分布沿电离轨道的不对称性保留后，多路信号解复用。
2018-03-12 astro-ph.IM hep-ex physics.app-ph
Demonstration of ThGEM-Multiwire Hybrid Charge Readout for Directional Dark Matter Searches
目前使用气体时间投影室的定向暗物质搜索探测器的灵敏度现在受到目标质量的限制。吨级气体TPC检测器将需要大的电荷读出区域。我们提出了一种新的ThGEM-多线混合电荷读出技术的首次演示，该技术结合了厚气体电子倍增器的鲁棒性和高气体增益与SF $_6$靶气体中的单平面多线电荷读出的较低电容噪声。用该混合检测器进行的测量显示在20托纯SF $_\text{6}$目标气体中在$2470\pm160$的气体增益下在$93~\text{Td}~(10^{-17}~\text{V cm}^{2})$的减小的漂移场$\text{E/N}$中$139~\pm~12~\text{ms}^{-1}$的离子漂移速度。
2020-11-23 astro-ph.IM hep-ex physics.app-ph
CYGNO: a gaseous TPC with optical readout for dark matter directional search
CYGNO项目的目标是使用具有光学读出的气态TPC来探测低能量阈值和方向性的暗物质和太阳中微子。CYGNO演示器将由1立方米的体积组成，在大气压下填充He：CF 4气体混合物。光学读出与高粒度CMOS传感器，结合快速光探测器，将提供一个详细的重建的事件拓扑结构。这将允许区分核反冲信号与背景，主要由放射性诱导的低能电子反冲表示。由于高重建效率，CYGNO将对低质量暗物质敏感，并有可能克服中微子底，这最终限制了非定向暗物质的搜索。
2020-07-24 physics.ins-det
Readout technologies for directional WIMP Dark Matter detection
测量WIMP引起的核反冲的方向是一个引人注目的，但技术上具有挑战性的战略，以提供一个明确的银河系暗物质的检测签名。大多数定向探测器的目标是重建暗物质引起的核反冲轨道，无论是在气体或固体目标。定向检测的主要挑战是需要大体积的高空间分辨率，这对读出技术提出了很高的要求。在本文中，我们回顾了各种探测器读出技术所使用的定向探测器。特别是，我们总结了每种方法的挑战，优点和缺点，并讨论了这些技术的未来前景。
2016-10-06 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Directional Detection of Dark Matter Using Solid-State Quantum Sensing
本研究提出基于宽禁带半导体金刚石的混合模式暗物质定向探测器方案，利用亚微米损伤径迹记录方向信号，结合量子传感等技术读出，有望突破中微子本底限制，推动多学科发展与精密暗物质、中微子物理研究。
2023-06-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Application of recoil-imaging time projection chambers to directional neutron background measurements in the SuperKEKB accelerator tunnel
气体时间投影室（TPC）具有高读出分割，能够重建详细的三维电离分布的核反冲产生的弹性中子散射。使用一个系统的6个紧凑的TPC与像素ASIC读出，充满了70：30的混合物的He：CO $_2$气体，我们分析了第一方向测量的Beam诱导中子背景的隧道区域周围的美女II探测器在SuperKEKB $e^+e^-$对撞机。使用三维反冲跟踪，我们表明，这些TPC能够保持近$100\%$核反冲纯度重建电离能（$E_\text{reco}$）低至5 $\mathrm{keV_\text{ee}}$。使用大样本的模拟$^4$他，$^{12}$ C，和$^{16}$ O反冲轨道，我们发现预测和测量的反冲能谱之间的一致性，在六个TPC中的五个，模拟中子生产机制建模提供了有用的验证。限制这个样本的$^4$他反冲轨道与$E_\text{reco}>40$ $\mathrm{keV_\text{ee}}$，我们证明了轴向角分辨率内$8^{\circ}$，我们介绍了一个程序，在适当的条件下，正确分配矢量方向$91\%$的模拟$^4$他反冲。应用此程序为测量的$^4$ He反冲轨道分配矢量方向，我们观察到观察到的反冲和模拟反冲的角分布之间的一致性，提供了加速器隧道中局部中子“热点”的第一个实验证据。观察到的核反冲率在这些TPC表明，模拟高估了这些热点的中子通量。
2022-07-14 hep-ex physics.ins-det
Simulations of the Nuclear Recoil Head-Tail Signature in Gases Relevant to Directional Dark Matter Searches
我们提出了第一个详细的模拟头尾效应相关的定向暗物质搜索。大多数的电离电荷的位置的调查，无论是在开始的一半（尾部）或在结束的一半（头部）的核反冲轨道进行碳和硫反冲在40托负离子二硫化碳和氟反冲在100托四氟化碳。SRIM模拟程序，连同一个专门编写的蒙特卡罗发生器，用于模拟生产的电离对，扩散和基本读出几何相关的潜在的真实探测器的情况下，如正在开发的漂移实验。结果清楚地表明存在的头-尾轨道不对称性，但严重影响的幅度由两个竞争因素：性质的阻止能力和细节的范围离散。前者往往导致尾部大于头部，后者则相反。
2009-02-25 hep-ex physics.ins-det
R&D Status of Nuclear Emulsion For Directional Dark Matter Search
在本研究中，我们正在进行核乳胶定向暗物质搜索的研究与开发。首先，在名古屋大学的乳剂生产设施中开发了具有精细卤化银晶体的更高分辨率的核乳剂，我们确认它可以检测预期的核反冲径迹。新技术要求读出亚微米磁道。我们开发了扩展技术，并可以读出信号的形状分析与光学显微镜。在150 ~ 200 nm的原始轨道长度范围内，光学显微镜的二维角分辨率为36 °。最后，我们用14.8MeV中子产生的反冲核进行了验证，并研制了以SPring-8为最终检查的X射线显微镜系统，用光学显微镜对选定的候选径迹进行了更高分辨率的检查。在150 ~ 250 nm的径迹长度范围内，角分辨率由光学显微镜的31 °提高到X射线显微镜的17 °。我们正在开发实用的系统，并计划开始与原型探测器的测试运行。
2011-09-22 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Status and Prospects of the DMTPC Directional Dark Matter Experiment
DMTPC定向暗物质探测实验是一个低压CF4气体时间投影室，装有电荷和闪烁光子读出器。这种探测器的设计策略强调重建WIMP引起的核反冲轨道，以确定入射的暗物质粒子的方向。定向探测有可能利用暗物质风的独特角度特征对暗物质进行明确的观测，这种特征与所有已知的背景都不同。本文将简要回顾DMTPC的实验技术和现状。
2011-11-01 physics.ins-det
Comparing readout strategies to directly detect dark matter
在过去的几十年里，已经开发了几种想法和技术来直接探测来自星系晕的WIMP。所有这些检测策略都有一个共同的目标，即从残余背景中区分出WIMP信号。通过直接探测WIMP，人们可以测量与每个核反冲候选者相关的部分或全部可观测量，例如它们的能量和方向。在这项研究中，我们比较和研究的发现潜力的每一个读出策略，从计数只（泡室）的定向探测器（时间投影室）与1D，2D和3D的灵敏度。使用配置文件的似然分析，我们表明，在一个大的和不可减少的背景污染的情况下，其特征在于类似于预期的WIMP信号的能量分布，方向信息可以提高实验的灵敏度的几个数量级。我们还发现，1d方向检测仅比全3d方向灵敏度低约3倍或10倍（如果我们假设没有感觉识别），如果仅测量事件的能量，则仍提高2倍或更多。
2015-01-22 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.ins-det
Reading a GEM with a VLSI pixel ASIC used as a direct charge collecting anode
在微图案气体检测器（MPGD）中，当像素尺寸低于100微米并且像素数量很大（高于1000）时，实际上不可能使用传统的PCB读出方法将信号电荷从单个像素带到外部电子链。出于这个原因，一个定制的CMOS阵列的2101个有源像素与80微米的间距，直接用作GEM放大结构的电荷收集阳极，已经开发和建造。使用深亚微米VLSI技术的顶部金属层实现的六边形的每个电荷收集焊盘单独连接到通过使用剩余的五个有源层直接在其下方构建的完整电子链（前置放大器、整形放大器、采样和保持、多路复用器）。GEM和漂移电极窗口直接组装在芯片上，因此ASIC本身成为MicroPattern气体检测器的像素化阳极。通过这种方法，气体探测器首次达到了固态像素探测器典型的集成度和分辨率水平。这种新的读出概念的第一次测试的结果。还讨论了天文X射线偏振测量的应用。
2004-03-01 astro-ph physics.ins-det
Recent Progress on D$^3$ -- The Directional Dark Matter Detector
方向敏感的WIMP暗物质搜索可能有助于克服直接暗物质探测实验所面临的挑战。特别是，定向探测器应该能够清楚地区分暗物质信号和背景源。我们正在开发一个定向暗物质探测器（D $^3$）的基础上的气体时间投影室（TPC）使用气体电子倍增器（GEMs）的电荷放大和像素电子读出。这种方法允许在室温探测器中以低能量阈值和低噪声对核反冲进行三维重建。我们提出了一个概述，我们过去和正在进行的工作开发这项技术，包括小型原型的性能测量，以及我们计划未来的工作，构建一个m $^3$ -规模的检测器，以清楚地确定所看到的DAMA，CoGeNT和CRESST-II的信号是否是由于低质量WIMP或背景。
2014-02-01 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Micromegas detector developments for Dark Matter directional detection with MIMAC
MIMAC项目的目的是利用高精度Micromegas读出平面，通过定向TPC探测非重子暗物质。我们将详细描述最近的发展，以及在氩气（95%）-异丁烷（5%）混合物中进行的表征测量与散装Micromegas探测器。将显示用α粒子进行的径迹测量。
2011-05-10 physics.ins-det
High Negative Ion Gain MMThGEM-Micromegas Detector for Directional Dark Matter Searches
Adelaide University（阿德莱德大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics（暗物质粒子物理卓越研究中心）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Kobe University（神户大学）
本文提出了一种高增益MMThGEM-微米格斯探测器，用于方向性暗物质搜索，实现了前所未有的高负离子气体增益和粒子轨迹重建能力。
2026-07-17 physics.ins-det
Measurement of the directional sensitivity of DMTPC detectors
暗物质时间投影室（DMTPC）是一种方向敏感探测器，设计用于使用光学和电荷读出系统测量低压CF $_4$气体中反冲$^{19}$ F和$^{12}$ C核的方向。在本文中，我们采用测量从两个DMTPC探测器，与30-60欧姆的工作压力，开发和验证的模型的方向响应和性能的这种探测器作为反冲能量的函数。使用我们的模型作为基准，我们制定了必要的规格可扩展的定向探测器的灵敏度与当前一代计数（非定向）实验，只测量反冲能量。假设现有DMTPC探测器的性能，以及对自旋相关WIMP-核截面的电流限制，我们发现，一个10-20公斤尺度的方向敏感探测器能够将核反冲的测量方向与入射暗物质粒子的预测方向相关联，并提供决定性的信息。（3）$σ$）确认来自非定向实验的候选信号确实是由暗物质粒子从目标核的弹性散射引起的。
2017-05-30 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
The CYGNO experiment, a directional detector for direct Dark Matter searches
本文介绍CYGNO实验，其采用GEM放大与sCMOS/PMT光学读出的气体TPC，实现O(1) keV三维径迹和本底排除，并计划在LNGS部署0.4 m³验证样机以评估低质量WIMP探测灵敏度。
2023-06-07 physics.ins-det
Directional detection of dark matter with diamond
在不久的将来，WIMP暗物质将对太阳中微子敏感。定向探测提供了一种拒绝太阳中微子和改善WIMP搜索的方法，但现有定向探测器达到这种灵敏度带来了挑战。我们提出了一种结合原子/粒子物理方法，使用大体积的金刚石探测器。WIMP候选事件触发粒子探测器，之后氮空位中心的光谱学读取进入粒子的方向。我们讨论了目前的技术状态，需要实现定向检测钻石，并提出了一个探测器的灵敏度低于中微子地板的路径。
2021-03-03 hep-ph physics.app-ph physics.ins-det
GEM-based TPC with CCD Imaging for Directional Dark Matter Detection
本文介绍一种基于GEM的高分辨率CCD读出TPC，用于方向性暗物质探测，实现低能电子与核反冲径迹的精确测量和背景甄别。
2016-09-23 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
CYGNUS: Feasibility of a nuclear recoil observatory with directional sensitivity to dark matter and neutrinos
现在，传统的弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质搜索正在接近中微子底，对核反冲方向敏感的探测器的兴趣已经复苏。大规模定向探测器的吸引力在于，它的灵敏度低于中微子底部，能够明确地确定所谓的暗物质信号的星系起源，并且可以作为中微子观测站发挥双重作用。我们提出了第一个1000米的$^3$规模的探测器能够在低能量下测量定向核反冲信号的详细分析。我们提出了一个模块化和多站点天文台组成的时间投影室（TPC）充满氦气和SF $_6$在大气压。根据TPC读出技术，10-20个高于6 keVr的氦反冲或仅3-4个高于20 keVr的反冲就足以区分10 GeV的WIMP信号和太阳中微子背景。高分辨率的电荷读出还实现了远低于10 keV的强大电子背景抑制能力。我们详细介绍了1000 m $^3$规模的背景和现场要求，并确定了需要提高放射性纯度的材料。最后一个实验，我们命名为CYGNUS-1000，将能够观察到10-40个来自太阳的中微子，这取决于最终的能量阈值。在相同的曝光量下，对自旋无关的截面的灵敏度将扩展到目前尚未探索的亚10 GeV参数空间。对于自旋相关的相互作用，10 m $^3$规模的实验已经可以与即将到来的第二代探测器竞争，但CYGNUS-1000将大大改善这一点。更大的体积将带来对来自更广泛来源的中微子的敏感性，包括银河系超新星，核反应堆和地质过程。
2020-12-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Intrinsic neutron background of nuclear emulsions for directional Dark Matter searches
核乳胶技术的最新发展导致了具有纳米卤化银颗粒的薄膜的生产，其适合于跟踪具有亚微米长度的低能核反冲。这一改进为定向暗物质探测开辟了道路，从而为正在进行的WIMP搜索提供了一种创新和补充的方法。这些搜索的一个重要的背景源是由中子引起的核反冲，可以模仿WIMP信号。在本文中，我们提供了一个估计的贡献，这本底从固有的放射性污染的核乳胶。我们还报告了作为读出阈值的函数的诱导背景，通过使用GEANT 4模拟的核乳胶，表明它相当于约0.06中子每年每公斤，完全兼容的设计的10公斤$\times$年曝光。
2016-06-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Optimisation of amplification and gas mixture for directional Dark Matter searches with the CYGNO/INITIUM project
本文围绕CYGNO/INITIUM方向性暗物质探测项目，研究通过优化光产额、引入高电负性气体抑制电子云扩散，并利用统计工具评估方向性探测器在设定WIMP-核子灵敏度极限及区分不同暗物质模型方面的性能。
2025-07-03 astro-ph.IM physics.ins-det
The novel properties of SF$_6$ for directional dark matter experiments
本研究展示SF$_6$作为低压TPC主要气体的测量结果，发现其多物种漂移特性，证实其高氟含量、低扩散和可完全定标，是方向性暗物质探测的理想气体。
2016-12-20 hep-ex nucl-ex physics.app-ph
Discovery potential for directional Dark Matter detection with nuclear emulsions
直接寻找暗物质是当今最热门的研究课题之一，许多实验努力致力于寻找由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）散射引起的核反冲。探测器能够重建原子核对散射的WIMP的反冲方向，这开辟了一个新的领域，可能将暗物质的研究扩展到中微子背景之外。利用方向性还可以通过明确的信号背景分离来证明暗物质的星系起源。事实上，反冲核的角分布集中在天鹅座的方向，而背景分布预计是各向同性的。目前的定向实验是基于气体TPC，其灵敏度是有限的小可实现的检测器质量。在本文中，我们提出了一个定向实验的基础上使用的固体目标，新开发的核乳胶和光学读出系统达到前所未有的纳米分辨率的发现潜力。
2018-01-19 astro-ph.CO hep-ph physics.ins-det
Gas Gains Over 10$^4$ and Optimisation using $^{55}$Fe X-rays in Low Pressure SF$_6$ with a Novel Multi-Mesh ThGEM for Directional Dark Matter Searches
本文提出一种新型两级多网ThGEM结构，在低压SF$_6$中实现高达约90000的稳定气体增益，较先前提高一个数量级，有利于方向性暗物质搜寻中NITPC对低能反冲核的探测灵敏度。
2023-11-17 physics.ins-det
Recoil imaging for directional detection of dark matter, neutrinos, and physics beyond the Standard Model
反冲成像需要检测由粒子相互作用产生的空间分辨电离轨道。这是许多类别探测器中非常受欢迎的能力，在粒子和天体粒子物理学中具有广泛的应用。然而，在低能量下，其中电离特征在尺寸上是小的，反冲成像似乎仅是微图案气体检测器的实际目标。本白皮书概述了反冲成像的物理情况，并提出了一个十年计划，以推进低能量反冲的定向探测，其灵敏度和分辨率接近基本性能极限。科学案例包括：发现中微子雾中的暗物质，亚MeV太阳中微子的定向探测，相干弹性中微子-核散射的精确研究，太阳轴子的探测，米格达尔效应的测量，X射线偏振测量，以及其他几个应用物理目标。我们还概述了必要的研发计划，以测试的概念，是至关重要的，以推进探测器的性能对他们的基本限制：单初级电子灵敏度与全三维空间分辨率在$\sim$ 100微米尺度。这些进步包括：负离子漂移的使用、具有高清晰度电子读出的电子计数、具有光学读出的时间投影室以及在诸如氩的高密度气体中进行核反冲跟踪的可能性。我们还讨论了读出和电子系统需要扩大这种探测器的吨级及以上。
2022-07-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
