A Start-Timing Detector for the Collider Experiment PHENIX at RHIC-BNL
我们描述了在相对论重离子对撞机PHENIX实验的启动定时探测器。探测器的作用是探测核碰撞,提供精确的时间信息,精度为50ps,并以几厘米的分辨率确定沿束流方向的碰撞点。技术上的挑战是,探测器必须在高辐射环境和强磁场中的宽粒子多重性范围内运行。我们提出的原型的性能和讨论的检测器的最终设计。
1998-02-12 hep-ex physics.ins-det
Fast Timing With Silicon Carbide Low Gain Avalanche Detectors
4 H-碳化硅,当被认为是一种材料,用于制造低增益雪崩探测器的粒子定时和位置测量,提供了潜在的优势超过硅。我们讨论了正在进行的研究,这种材料的目的是在原型快速定时传感器的制造和测试。这项工作与能源部最近的研究“高能物理探测器研究和开发的基础研究需求”中确定的技术方向保持一致。
2022-03-16 physics.ins-det
Timing Performance of a Double Layer Diamond Detector
为了提高基于金刚石传感器的探测器的时间精度,我们构建了具有并联连接到同一放大器的两个scCVD层的探测器。本说明描述了这样一个原型的设计和在欧洲核子研究中心的粒子束上进行的第一次测量。通过这种不同的配置,我们已经获得了相对于单层scCVD金刚石检测器的1.6-1.7倍的定时精度的改进。
2016-12-29 physics.ins-det
Fast timing detectors for forward protons at the LHC
我讨论了在大型强子对撞机的高动量质子的高精度定时探测器的发展,以及它们在研究排他性希格斯玻色子生产的应用。
2011-04-07 hep-ex physics.ins-det
High Rate and High Precision Timing and Calorimeter Detectors
高精度计时、高速率量热计和抗辐射性正成为粒子物理特别是能量和强度前沿领域的重要问题。我们讨论了掺杂氧化锌(ZnO:Ga或GZO; ZnO:X,其中X是Al,Cu或其他)作为一个非常快的闪烁体和波长移位器(WLS),全内反射膜,和PMT能够计数在300 MHz,10 ps的定时精度,具有优异的抗辐射性。
2022-03-15 physics.ins-det
Timing detectors for forward physics
讨论了使用精确的飞行时间(ToF)探测器测量质子-质子碰撞中的衍射和电磁过程。利用前向质子的ToF测量的背景抑制的性能。额外的定时测量提供的中央检测器的影响和可能的增益进行了研究。
2019-05-20 hep-ex physics.ins-det
Ultra-fast timing detectors to probe exotic properties of nuclei using RIB facility
近年来,放射性离子束(RIB)装置与先进的探测器系统相结合,为我们提供了独特的机会来探测具有不寻常的中子质子比的核的奇异性质。在这篇文章中,研究了不同类型的超快定时探测器的特性:一种特殊类型的气体探测器(多条多间隙电阻板室,MMRPC)($σ$ $<$ 100 ps),闪烁器阵列(即,$LaBr_3:Ce$)(定时分辨率($σ<$ 250 ps)。本文还简要讨论了这些不同类型的超快定时探测器系统在放射性离子束设施中的使用情况。
2016-01-15 nucl-ex physics.ins-det
Improving count rate capability of timing RPCs by increasing the detector working temperature
本文描述了普通浮法玻璃定时电阻板室(tRPC)暴露于$2.7$ ~GeV质子束并在高于环境温度下操作的测试束结果,重点关注检测效率和定时精度,以便通过利用玻璃电极电阻率的降低来提高室的计数率能力。结果表明,当探测器在$40.6^{\circ}$ C下工作时,计数率能力至少可以扩展到$1500~Hz/cm^2$,而不会有明显的效率损失或定时精度下降,对于这种特定的定时RPC布置,分别具有$90\%$和$100$ ~ps的值。
2022-06-24 physics.ins-det
Intrinsic timing jitter and latency in superconducting single photon nanowire detectors
我们分析了超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的内在定时抖动的起源在探测器响应的延迟,这是由光子探测过程的微观物理的波动。我们表明,在确定的延迟的物理参数的波动引起的内在的定时抖动。我们通过引入内部检测效率的显式时间依赖性来开发延迟的一般描述。通过考虑动态Fano波动与静态空间不均匀性,我们研究了延迟和定时抖动之间的连接的细节。我们开发了一个简单的唯象模型和一个更一般的微观模型的检测器延迟和定时抖动的基础上解决广义的时间相关的金-朗道方程的一维热带几何形状。虽然分析模型是足够的定性解释最近的数据,一般的方法建立了一个定量分析的检测器延迟和内在的定时抖动的基本限制的框架。这些理论上的进展可以用来解释最近的实验测量的结果的检测延迟和定时抖动的光子能量的几皮秒的水平。
2018-08-02 physics.ins-det
Cosmic Ray Muons Timing in the ATLAS Detector
在这次演讲中,我将讨论量热计计时在探测器调试和寻找新物理学中的应用。特别是我提出了真实的和模拟的宇宙射线μ介子的数据结果的ATLAS瓷砖量热计系统。分析表明,几个探测器的错误,如不完善的校准可以发现。我还演示了使用ATLAS瓦量热计在抑制宇宙射线假失踪的横向能量在寻找超对称性的优良的时间分辨率。
2009-09-07 hep-ex physics.ins-det
PhotonPix: Single-Photon Detector with 10 ps timing precision and high dynamic range
Exosens;Photonscore GmbH(Photonscore有限公司)
PhotonPix单光子探测器通过Exosens FT MCP-PMT实现10皮秒时间精度和宽动态范围,适用于高频率光子流检测。
2026-03-23 physics.ins-det
Timing and Synchronization of the DUNE Neutrino Detector
DUNE中微子实验远探测器的基准质量为40 kt。O(1 M)读出通道分布在4 x 10 kt模块上,需要通过可靠、简单、经济实惠的系统同步到O(10 ns)。对于大多数通道,使用简单的DC平衡协议,时钟和同步信息编码在同一光纤上。其他频道使用“白兔”(IEEE-1588)。小规模测试表明,定时抖动<100 ps。DUNE计时系统已经在CERN的ProtoDUNE-SP探测器上成功地制作了原型。
2019-05-02 hep-ex physics.ins-det
Upgrades for the Precision Proton Spectrometer at the LHC: Precision Timing and Tracking Detectors
CMS-TOTEM精密质子谱仪(CT-PPS)是一个批准的项目,用于在距离CMS检测器周围的相互作用点约$\pm$ 210 m处添加跟踪和定时信息。它被设计为在高亮度下工作,每25 ns的聚束交叉多达50个相互作用,以执行例如四次规范耦合的测量和寻找罕见的排他性过程。2016年,CT-PPS在正常的高光度质子-质子LHC碰撞中获取数据。在未来几年,高辐射剂量和大的多顶点相互作用将代表类似于高亮度LHC计划的困难挑战。目前正在协调进行探测器升级工作,以实现物理学目标,同时减轻退化影响。讨论了跟踪和定时检测器的升级。
2016-11-22 physics.ins-det
Timing performance simulation for 3D 4H-SiC detector
为满足未来高能物理对探测器的高辐射要求,研究了一种新型3D 4 H-SiC探测器。SiC探测器由于其高的热导率和高的原子位移阈值能量,有可能在恶劣的辐射和室温环境下工作。3D结构使探测器的厚度和电极之间的距离减小,进一步提高了探测器的定时性能和抗辐射性。我们开发了一个仿真软件RASER(RAdiation SEmicconductoR),对不同参数和结构的平面和三维4 H-SiC探测器的时间分辨率进行了仿真,并将仿真结果与数据进行了比较,验证了软件的可靠性。估算了三维4 H-SiC探测器的时间分辨能力,得到的模拟参数可用于指导三维4 H-SiC探测器的设计和优化。
2022-03-27 physics.ins-det
Evaluation of SiC detector performances for energy and timing measurements
Institute for Microelectronics and Microsystems (IMM), National Research Council (CNR)(微电子和微系统研究所,意大利国家研究委员会)
本文评估了基于碳化硅的新型探测器在能量和时间测量方面的性能,采用符合数据分析新方法,并与微通道板参考测试结果进行了比较。
2025-10-24 physics.ins-det
Timing performance of small cell 3D silicon detectors
生产具有50 × 50 μ m2的单个单元的硅3D检测器,并针对定时应用进行评估。时间分辨率的测量进行了90锶电子与专用电子也用于确定低增益雪崩探测器(LGAD)的时间分辨率。测量结果与LGAD和模拟结果进行了比较。研究表明,对定时分辨率的主要贡献来自于源自细胞区域上的不同感应电流形状的时间游走。这种贡献随着偏置电压的升高、温度的降低和单元尺寸的减小而减小。在150 V和-20 C下,对于50 × 50 μ m2单元的3D检测器,其约为30 ps,这与由于LGAD中的朗道波动引起的时间游走相当。它甚至改善了倾斜的轨道和由多个单元组成的更大的焊盘。实验结果与仿真结果吻合较好,验证了仿真结果的正确性.
2019-01-15 physics.ins-det
Development of a Simulation Model and Precise Timing Techniques for PICOSEC-Micromegas Detectors
这项工作旨在开发信号处理算法,以探索PICOSEC-MicroMegas探测器的潜力,并提供在线精确计时的能力。PICOSEC-MicroMegas探测器是一种新型的气体探测器,在实验测量中提供精确的时间分辨率。所提出的信号处理算法的性能进行评估,通过各种测试,使用实验数据。本研究中使用的数据是在CEA/IRAMIS-SACLAY的激光束测试期间积累的。我们使用两组实验事件:SPE集包括单个光电子波形,和EXP集包含对应于平均7.8个光电子的波形。当充分分析时,EXP设置波形导致18.3 $\pm$\,0.2 ps的定时分辨率。替代算法,恒定阈值歧视的基础上,但使用多电荷以上的阈值,以纠正系统的定时效应,详细描述和评估。此外,使用人工神经网络(ANN)的定时技术已被先进和评估。为了生成合适的学习集的人工神经网络,一种新的仿真模型已经开发出来。我们已经使用了EXP集的波形,量化的准确性的开发技术,我们发现,相同的定时精度,在完整的信号处理分析,实现。我们还证明了使用所开发的技术的信号到达时间的估计是一致的和无偏的。最后,新开发的技术的另一个有吸引力的特点是,它们可以在数据采集过程中使用,以提供触发和事件选择的粒子到达的快速定时。
2021-12-28 physics.ins-det
Perspectives for particle identification in ALICE using silicon-based timing detectors
精确计时一直是高能物理实验仪器中的一个重要课题。在本文中,我讨论了在LHC下一代重离子实验中使用硅传感器作为飞行时间探测器的前景。实验的简要概述和预期的颗粒识别性能的初步评估。
2020-10-14 hep-ex physics.ins-det
Fast timing silicon R$\&$D for the future Electron-Ion Collider
本文提出基于MALTA2传感器的快速时间硅径迹探测器(FMT),以在EIC前向和后向区域提供额外击中点,提升径迹重建质量并剔除背景事件,并讨论了最新研发进展及物理影响。
2025-01-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Picosecond Timing Resolution Measurements of Low Gain Avalanche Detectors with a 120 GeV Proton Beam for the TOPSiDE Detector Concept
本文介绍的结果,采取关键的一步证明10 ps的时间分辨率的可行性粒子识别的TOPSiDE探测器的概念,电子离子对撞机。用120 GeV质子束测量了厚度为35 μ m和50 μ m的LGAD。评估了增益和时序响应的性能,包括对反向偏置电压和工作温度的依赖性。迄今为止,使用三个组合平面的35微米厚的LGAD在-30度角处实现了测试光束中UFSD的最佳定时分辨率,精度为14.3 ps(不确定度为1.5 ps)。
2021-02-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
SAMPIC: a readout chip for fast timing detectors in particle physics and medical imaging
本文介绍了法国SAMPIC公司和法国LAL公司研制的新型快速定时读出芯片SAMPIC,以及使用该芯片进行的各种测试结果。
2015-03-16 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Timing characterization of MALTA and MALTA2 pixel detectors using Micro X-ray source
针对未来高能物理探测器挑战,利用X射线源对MALTA和MALTA2单片像素探测器进行定时表征,测得MALTA2最佳响应时间约2.6纳秒。
2025-09-08 hep-ex physics.ins-det
Cosmic-ray characterization of a timing detector based on extruded scintillators and wavelength-shifting fibers read-out through SiPMs
Sapienza Università di Roma and INFN Roma(罗马第一大学与罗马INFN)
该研究通过宇宙射线望远镜测试了不同配置的SiPM读出定时探测器,获得了光产额、时间及坐标分辨率结果,为其性能表征提供了实验依据。
2026-08-21 hep-ex physics.ins-det
μRWELL-PICOSEC: Precision Timing with Resistive Micro-Well Detector
Thomas Jefferson National Accelerator Facility(托马斯·杰斐逊国家加速器设施);IRFU, CEA, Université Paris-Saclay(IRFU, 法国原子能和替代能源委员会, 巴黎萨克雷大学);Department of Physics, Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学物理系);Center for Interdisciplinary Research and Innovation (CIRI-AUTH)(跨学科研究与创新中心);Department for Medical Physics, Ludwig Maximilian University of Munich(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学医学物理系);European Organization for Nuclear Research (CERN)(欧洲核子研究组织);Dipartimento di Fisica, Università di Pavia(帕维亚大学物理系);INFN Sezione di Pavia(意大利国家核物理研究所帕维亚分部);Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University(石溪大学物理与天文学系);Institute of Nuclear and Particle Physics, NCSR Demokritos(国家科学研究中心德谟克利特研究所核与粒子物理研究所)
基于μRWELL放大结构的μRWELL-PICOSEC探测器在高精度定时和稳定性方面取得进展,可应用于大规模实验。
2025-12-10 physics.ins-det
Detector Utility for International Linear Collider
在国际直线对撞机上进行实验的探测器需要电力和冷却水等公用设施,以及放置相关服务设施的空间。在这篇文章中,提出了一种可能的相互作用点附近的公用设施和服务的洞穴设计。该设计旨在满足探测器的要求,以及加速器的要求。
2020-02-10 physics.ins-det
A novel fast timing micropattern gaseous detector: FTM
近年来,在微型气体探测器方面取得了重要进展,使用电阻材料来构建紧凑的火花保护装置。这里提出的新想法包括仅使用电阻涂层的WELL结构的极化。这允许用基于若干耦合层的堆叠的架构来构建新器件,其中漂移和WELL倍增级在结构中交替。来自每个乘法级的信号可以通过电容耦合从任何外部读出板读出。每一层提供增益为10^4-10^5的信号。这种新设备的主要优点是通过不同漂移区中电离过程的竞争提供的计时的显着改善,这可以用于高亮度加速器(例如HL-LHC升级)的快速计时以及医学成像等应用。
2015-03-18 physics.ins-det
Application of large area SiPMs for the readout of a plastic scintillator based timing detector
在这项研究中,八个6 mm x 6 mm面积的SiPM阵列耦合到长塑料闪烁体计数器的末端,该计数器在CERN PS暴露于2.5 GeV/c μ子束。研究了尺寸为150 cm x 6 cm x 1 cm和120 cm x 11 cm x 2.5 cm的棒的定时特性。基于新型低输入阻抗电流传输器的8通道SiPM阳极读出ASIC(MUSIC R1)被用来独立地读出和放大SiPM,并在最后对信号求和。根据这些结果,展望了在时间分辨率低于100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-12-16 physics.ins-det
Differentiable Full Detector Simulation of a Projective Dual-Readout Crystal Electromagnetic Calorimeter with Longitudinal Segmentation and Precision Timing
本文在key4hep软件栈中为未来对撞机实现了可微全探测器模拟,提出可对探测器尺寸进行微分的全自动几何结构,并探讨了基于为各探测器选择合适神经网络的通用AI/ML重建策略。
2024-08-24 hep-ex physics.ins-det
Signal Processing and Machine Learning Algorithms for Precise Timing with PICOSEC Micromegas Detectors
Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学);Centre for Interdisciplinary Research and Innovation (CIRI-AUTH)(跨学科研究与创新中心);University of Hamburg(汉堡大学)
本文提出基于人工神经网络的信号处理算法,实现PICOSEC微模块探测器的在线精确时间测量,时间分辨率达18.3±0.6皮秒。
2025-12-04 physics.ins-det
Precise Charged Particle Timing with the PICOSEC Detector
在不久的将来的加速器(如高亮度LHC)的实验要求,激发了强烈的兴趣,在开发具有高精度计时能力的探测器。以此为目标,一个新的探测概念,称为PICOSEC,这是基于一个“两阶段”MicroMegas检测器耦合到一个切伦科夫辐射器配备了光阴极已经开发出来。用这种新的探测器获得的时间分辨率对150,GeV μ子为24,ps,对单个光电子为76,ps.在本文中,我们将报告的PICOSEC在测试梁的性能,以及模拟研究和建模的定时特性。
2019-01-10 physics.ins-det
Inverse Low Gain Avalanche Detectors (iLGADs) for precise tracking and timing applications
低增益雪崩探测器(LGAD)是最近在Atlas和CMS实验中提出的最小电离粒子(MIP)端盖定时探测器(MTD)的基线传感技术。当前的MTD传感器被设计为多焊盘矩阵检测器,其由于相对大的焊盘面积而提供差的位置分辨率(大约1 $mm^2$)和好的定时分辨率(大约20-30 ps)。此外,在他目前的技术化身中,一旦MIP颗粒击中垫间区域,MTD LGAD传感器的定时分辨率就会严重降低,因为该区域的信号放大缺失。这种限制被称为LGAD填充因子问题。为了克服MTD LGAD传感器的填充因子问题和较差的位置分辨率,引入了p-in-p LGAD(iLGAD)。与传统LGAD相反,iLGAD具有非分段深p阱(倍增层)。因此,理想情况下,iLGAD应该在器件的所有敏感区域上呈现恒定的增益值,而在信号收集电极之间没有增益下降;换句话说,iLGAD在设计上应该具有100 ${\%}$填充因子。在本文中,跟踪和定时性能的第一个iLGAD原型。
2019-04-03 physics.ins-det
General Thoughts about Tracking for a Linear Collider Detector
基本的标度律被用来比较气体和固态跟踪的相对能力。结论得出的物理过程的背景下,预计将在国际直线对撞机的研究重点。
2005-11-04 physics.ins-det
Fast timing detectors with applications in cosmic ray physics and medical science
本文探讨LGAD硅探测器在空间宇宙射线测量与癌症闪光束流治疗剂量监测两类场景中的应用。
2023-11-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Using precision timing to improve particle tracking
硅跟踪探测器提供出色的空间分辨率,因此即使在紧凑的探测器中,也可以为高能带电粒子提供出色的动量分辨率。然而,在较低的动量,在硅中的多重散射降低的动量分辨率。我们提出了一种替代方法来测量动量和减轻这种退化,使用硅探测器,也将定时测量。通过使用两个硅层之间的定时信息,可以求解曲率半径,从而求解粒子动量,而与硅内的多次散射无关。我们考虑三个例子:一个电子离子对撞机的全硅中央跟踪器,一个简化版的CMS探测器,以及一个电子离子对撞机的前向探测器。对于1.5 T磁场中直径为75 cm的跟踪器,定时可以改善动量低于500 MeV/c的粒子的动量确定。在3.8 T CMS磁场和1.2 m半径的跟踪器中,定时可以改善跟踪高达1.3 GeV/c的动量。分辨率在中速时最佳。我们还讨论了一个更简单的系统,包括一个单一的定时检测器外的全硅跟踪器。
2020-03-23 nucl-ex physics.ins-det
Precision Timing with the CMS MIP detector
欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的紧凑型μ子螺线管(CMS)探测器正在进行广泛的第二阶段升级计划,为高亮度LHC(HL-LHC)的挑战性条件做准备。设计了一种新的计时层,用于测量最小电离粒子(MIP),时间分辨率为30 ps,密封覆盖率高达$|η|$ = 3的伪快度。该MIP定时探测器(MTD)将包括一个基于LYSO:Ce晶体的中心桶区,用SiPM读出,两个端盖装有耐辐射低增益雪崩二极管(LGAD)。来自MTD的精确时间信息将减少HL-LHC预期的高水平堆积的影响,并将为CMS探测器带来新的和独特的能力。我们目前的状态和正在进行的研发的MTD,包括最近的测试梁的结果。
2018-09-30 hep-ex physics.ins-det
Towards triggerless four-dimensional detectors for High Energy Physics collider experiments
LPNHE, Sorbonne Université(巴黎高等物理化工学院,索邦大学);Paris Diderot Sorbonne Paris Cité(巴黎第七大学 索邦巴黎城);CNRS/IN2P3, France(法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所)
本文回顾了CMS、ATLAS和LHCb实验中引入皮秒定时信息的计划,探讨了时间与网络技术结合如何实现无触发探测器设计及其物理优势。
2026-07-03 hep-ex physics.ins-det
The CMS Precision Proton Spectrometer timing system: performance in Run 2, future upgrades and sensor radiation hardness studies
中心排他过程可以在CMS中通过结合中心探测器和精密质子谱仪(PPS)的信息进行研究。PPS探测器对称地放置在距离相互作用点200米以上的地方,可以探测到在相互作用中幸存下来的散射质子。PPS在高光度下采集数据,同时完全集成在CMS实验中。在LHC运行2期间,收集的数据总量对应于超过100 fb $^{-1}$。PPS由3D硅跟踪站和定时探测器组成,可高精度测量质子的位置和方向及其飞行时间。探测器被安置在特殊的可移动真空室中,罗马罐,它被放置在LHC束管的主真空中。传感器到达距离光束几毫米的距离。探测器必须在真空中工作,并且必须能够承受高度不均匀的辐照:运行2中使用的传感器累积的积分剂量具有$\sim 5 \cdot 10^{15}$质子/cm $^2$的局部峰值。定时系统由高纯度scCVD金刚石传感器制成。一个新的架构与两个金刚石晶体在同一个电子通道并行读出已被用来提高探测器的性能。在本文中,PPS检测器的一般概述后,我们详细描述了定时系统。传感器和专用放大链,连同信号数字化技术进行了描述。报告了运行2中检测器的性能。最近,运行2中使用的传感器已经在DESY的专用测试梁中测试了效率和定时性能。报告了辐射损伤的初步结果。LHC Run 3的计时系统正在进行重要的升级,目标是达到优于30 ps的最终计时分辨率;它们也在这里讨论。
2020-04-23 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
Timing techniques with picosecond-order accuracy for novel gaseous detectors
建立了一个用于训练人工神经网络(ANN)的仿真模型,用于PICOSEC Micromegas探测器信号的精确定时。其目的是开发快速、在线的定时算法,并最大限度地减少数据采集过程中要保存的信息。在飞秒激光测试光束运行期间,通过快速示波器收集PICOSEC波形并进行数字化。包括以衰减的激光束强度收集的波形的数据集,消除来自PICOSEC光电阴极的每个光脉冲的多于一个光电子的发射,被模拟算法用于生成波形以训练ANN。多光电子波形的第二数据集被用于评估ANN在确定PICOSEC信号到达时间中相对于快速光电二极管时间基准的性能。人工神经网络的定时性能与完全离线信号处理的结果相同,实现了18.3 $\pm$ 0.6 ps的定时精度。
2022-03-01 hep-ex physics.ins-det
Detector Backgrounds at the Higgs Factory Muon Collider: MARS vs FLUKA
对125 GeV希格斯工厂(HF)μ子对撞机(MC)的模拟显示,对撞机探测器上的背景粒子载荷很大。为了验证水平,源和成分的背景计算进行了使用FLUKA和MARS代码的两个屏蔽配置。在对μ子束流参数、几何结构和刻划程序进行全面调整后,模拟并比较了探测器入口处的背景粒子分布。两个程序得到的背景粒子的空间分布和能谱非常相似。使用MARS和FLUKA模拟的背景粒子的平均数在两个因素内一致。
2018-08-08 physics.ins-det
Iron-free detectors for future linear colliders
我们继续考虑无铁磁系统在高能对撞机探测器中的可能应用。特别提出了一种新型的多磁通回线磁系统。与传统系统相比,该系统允许在IP上达到更高的场级。
2014-07-18 physics.acc-ph physics.ins-det
Measurements of timing resolution of ultra-fast silicon detectors with the SAMPIC waveform digitizer
SAMpler for PICosecond time(SAMPIC)芯片由CEA/IRFU/SEDI,Saclay和CNRS/LAL/SERDI,Orsay合作设计。它得益于时间数字转换器的快速响应和波形数字化仪的多功能性,可执行精确的定时测量。由于采样信号,可以使用最佳利用脉冲形状的智能算法来提高时间分辨率。已经开发了一个软件框架来分析SAMPIC的输出数据,并通过使用一个恒定的分数分频器或快速互相关算法提取定时信息。SAMPIC的定时能力与软件框架一起进行了测试,使用由信号发生器或由脉冲红外激光照射的硅探测器产生的脉冲。在这些理想的实验条件下,SAMPIC芯片已被证明能够与合成信号和40 ps与硅探测器信号的时序分辨率低至4 ps。
2016-08-11 hep-ex physics.ins-det
Next-Generation Liquid-Scintillator-Based Detectors: Quantums Dots and Picosecond Timing
基于液体闪烁体的探测器是一种强大的技术,可以很好地扩展到大容量。由于这个原因,它们对于寻找无中微子双β衰变的实验很有吸引力。改进的光检测技术和新型液体净化器的组合可以允许除了颗粒的总能量之外还提取颗粒方向。这样的进展将在无中微子双β衰变研究之外找到应用。
2013-07-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Developments in Readout for Silicon Microstrip Sensors at a Linear Collider Detector
我们报告最近的结果使用的电荷划分,以获得一个纵向坐标从硅条探测器,和电子读出噪声的来源,长,薄条。这些结果为直线对撞机硅微带传感器组成的带电粒子跟踪系统的设计提供了依据。
2010-05-14 physics.ins-det
Single-photon detectors combining ultra-high efficiency, detection-rates, and timing resolution
高效率、高时间分辨率、低暗计数和高光子探测率的单光子探测对于广泛的光学测量是至关重要的。虽然之前已经报道了高效的检测器,但将所有性能参数组合在单个设备中仍然是一个挑战。在此,我们展示了一个宽带NbTiN超导纳米线探测器,其效率超过92%,光子探测率超过150 MHz,暗计数率低于130 Hz,在Gifford-McMahon低温恒温器中运行。此外,通过仔细优化探测器设计和读出电子器件,我们达到了14.80ps(13.95ps去耦)的超低系统定时抖动,同时保持高检测效率。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
LHC Timing Signal Distribution and Beam Phase Monitoring Through ATLAS BPTX Monitoring System
在随后的实验中,LHC定时信号被广播到各个目的地。利用Corde板和RF2TTC模块,在ATLAS子探测器中实现了对时间的延迟。ATLAS BPTX探测器和监控系统可以保证在进一步的碰撞中束流的同步。
2011-10-03 physics.ins-det
HECATE: A long lived particle detector concept for the FCC-ee or CEPC
下一代的圆形高能对撞机预计将是轻子对撞机,FCC-ee在欧洲核子研究中心或CEPC在中国。然而,土木工程的概念预见到这些对撞机将配备比轻子对撞机所需的更大的探测器洞穴,这样它们就可以用于强子对撞机,而无需进一步的土木工程。这为在洞穴壁上安装额外的仪器,在轻子对撞机上寻找新的长寿命粒子提供了可能性。我们用重中性轻子的例子表明,这样的装置可以提高灵敏度的平方混合参数几乎半个数量级。
2021-06-29 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Improving the temporal resolution of event-based electron detectors using neural network cluster analysis
本研究针对事件型电子探测器的时间分辨率提升问题,以飞秒电子脉冲串为参考表征TimePix3架构探测器的定时精度,通过训练神经网络预测电子到达时间,将时间分辨率提升至2纳秒(较簇平均法提升1.6倍),该方法可推广至亚纳秒级快速电子探测器,助力电子显微镜定时精度提升。
2023-07-31 physics.ins-det
Pisa and the Collider Detector at Fermilab: a History of the Establishment of Precision Physics With a Calorimetric Spectrometer at a Hadron Collider
这是一个个人的和公认的以美国为中心的尝试,总结了比萨CDF集团对费米实验室CDF探测器的概念设计,建造和早期操作的基础影响。在可能的情况下,我试图回到原始文件。
2018-08-13 hep-ex physics.hist-ph physics.ins-det
Research and Development in Front-End Electronics for Future Linear Collider Detectors
在LHC开始获取数据十年后,为了探测感兴趣的物理学,线性对撞机将需要具有精确测量质量和耦合的能力。我们讨论的要求,这地方在其相关的探测器,和状态和计划继续研发的前端电子产品,是必要的,以满足这些需求。
2004-09-22 physics.ins-det
Deep Diffused Avalanche Photodiodes for Charged Particles Timing
高亮度LHC(HL-LHC)的ATLAS和CMS的升级突出了物理对象计时作为解决束流交叉内主要相互作用的工具。由于预期的堆积是200左右,与r.m.s. 180 ps的时间扩展,需要大约30 ps的时间分辨率。对于桶和端盖区域,定时探测器将分别经历大约$Φ_{eq}=10^{14}$和$10^{15}$ cm $^{-2}$的1 MeV中子当量注量。在这方面的贡献,深扩散雪崩光电二极管(APD)的辐射监测设备生产的检查作为候选人的HL-LHC应用程序的定时探测器。为了提高探测器的定时性能,APD用于直接探测穿越的粒子,而不需要产生光的辐射体介质。具有$8\times8$ mm $^2$的有效面积的器件在射束测试中表征。使用光束望远镜和微通道板光电倍增管(MCP-PMT)测量作为检测器上的位置的函数的定时性能和信号特性。使用具有$2\times2$ mm $^2$的有效面积的器件来确定辐射损伤的影响,并使用ps脉冲激光来表征。这些探测器用高达$Φ_{eq}=10^{15}$ cm $^{-2}$的中子辐照。
2019-07-31 physics.ins-det
Timing Challenges in Transmission Silicon Detectors for Light Ions
Uppsala University(乌普萨拉大学);Grand Accélérateur National d’Ions Lourds(法国国家大型重离子加速器);Université de Caen-Normandie(卡昂-诺曼底大学)
本研究针对透射硅探测器在轻离子探测中的定时挑战,探讨粒子能量和探测器非均匀性对信号上升时间的影响,以改善飞行时间测量精度。
2026-10-08 nucl-ex physics.ins-det
Development of high-resolution timing technique in the past 25 years
SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福直线加速器中心)
本文综述过去25年粒子探测器高分辨率计时等性能的进展,对比MCP等探测器与气体计时探测器的性能,还通过Mini-TCAD模拟发现六边形3D硅单元的计时性能优于正方形单元。
2026-10-15 hep-ex physics.ins-det
Prospects of fast timing detectors for particle identification at future Higgs factories
本文综述了利用典型的希格斯工厂探测器的电磁量能器中的飞行时间测量对带电强子($π^{\pm}$,$K^{\pm}$,$p$)进行精确质量重建和识别的研究。飞行时间测量可以利用具有大约10 ps的时间分辨率的快速定时Si传感器。一个精确的飞行时间测量可能有助于K介子质量的测定,可以提高粒子识别的动量区域的$dE/dx$方法无法访问。在这篇文章中,我们讨论了目前的现状和挑战的飞行时间的方法精确重建带电强子质量。
2021-05-26 hep-ex physics.ins-det