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
Performance of Particle Flow Calorimetry at CLIC
粒子流方法的量热法可以提供前所未有的喷流能量分辨率在未来的高能对撞机，如国际直线对撞机（ILC）。然而，在拟议的多TeV紧凑型直线对撞机（CLIC）的粒子流量热法的使用提出了一些重大的新挑战。在更高的喷射能量下，探测器占用增加，并且从单个粒子中分辨能量沉积变得越来越困难。CLIC的实验条件也比以前的正负电子对撞机更具挑战性，光束诱导背景的水平增加，聚束间距仅为0.5 ns。本文介绍了修改PandoraPFA粒子流算法，以提高喷射能量超过250 GeV的喷射能量重建。然后，它引入了一个组合的定时和p_T削减，可以应用于重建的粒子，以显着减少的背景。系统地研究了射流能量分辨率与射流能量和角度的关系，并通过研究CLIC背景下W和Z粒子的能量和质量分辨率来评估其物理性能。最后，给出了横向动量缺失的解析解，并对伪动量缺失进行了量化。本文提出的结果表明，高粒度粒子流量热法导致一个强大的和高分辨率的重建喷射能量和双射流质量CLIC。
2012-09-18 hep-ex physics.ins-det
Chromatic Calorimetry -- A Novel Approach to Validate Energy Resolution and Particle Discrimination
Shizuoka University（静冈大学）
本文提出色度量热法（CCAL），利用不同波长闪烁体测量纵向能量沉积，结合CERN SPS实验和GEANT4模拟，验证其改进粒子鉴别与能量分辨率的潜力，面向未来对撞机（FCC）。
2026-11-05 hep-ex physics.ins-det
Dual-readout Calorimetry
CERN的RD 52项目是一个纯仪器实验，其目标是了解高能量热计中强子能量分辨率的基本限制以及能量测量的其他方面。我们已经发现，双读出量热法提供了迄今为止前所未有的信息事件的能量分辨率，线性的响应，容易和鲁棒性的校准，数据的保真度，和粒子识别，包括能量损失的结合能在核分裂事件。我们相信，σ/E $\approx$ 1 - 2%的强子能量分辨率对于双读出量热计来说是可以达到的，这是第一次能够对电子、光子、μ子和夸克（喷流）进行可比的测量精度。我们简要介绍了我们目前的进展和近期的未来计划。有关我们工作各个方面的完整信息，请访问RD 52网站http://highenergy.phys.ttu.edu/dream/。
2013-07-30 hep-ex physics.ins-det
Dual-readout calorimetry with homogeneous crystals
本研究利用双读出技术，在费米实验室测试束流设施中通过120 GeV质子束照射PbWO$_4$和BGO晶体样品，成功验证了在均匀闪烁晶体中识别切伦科夫信号以实现高分辨率电磁和强子量能的可行性。
2024-08-21 physics.ins-det
Studies of time resolution, light yield, and crosstalk using SiPM-on-tile calorimetry for the future Electron-Ion Collider
本文通过宇宙射线、LED和β源测量SiPM-on-tile量能器构建模块的光产额、串扰和时间分辨率，并证明3D打印框架隔离方案优于沟槽巨型瓦片，为EIC高颗粒度量能器设计与5D簇射模拟提供依据。
2023-05-27 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Tile Multiple-Readout Compensated Calorimetry
我们建议将平行光纤双读出量热法扩展到瓷砖，更适用于许多未来的实验要求，具有优越的能量分辨率。蒙特卡罗（MC）的研究表明，瓷砖双热量计，包括一个完整的切伦科夫补偿的电子-米前端和进一步的纵向分割，不可能与平行的纤维，具有同等或更好的分辨率。除了与双瓦量热计数据进行比较和调整外，MC还可以扩展到研究其他双瓦传感器，然后是多瓦传感器，包括对具有低折射率的EM强子簇射波动具有更高对比度的瓦（比石英或塑料低得多）、过渡辐射、二次发射、氢/非氢电离感测、以及中子和离子碎片感测瓦片，用于改进光纤不可用的双重读出，并超过三倍或更多的读出。例如，二次发射瓦片（如倍增器电极）对离子碎片和低能中子非常敏感。我们建议MC研究添加Cerenkov和其他瓷砖粒子流/高粒度瓷砖量能器，如CALICE和计划在CMS和ATLAS第三阶段升级，研究未来的机器（ee，pp，ep）探测器，b-物理，标记中微子实验，和空间为基础的量能器组。
2022-03-14 astro-ph.HE hep-ex nucl-ex
Resistive Plate Chambers for Imaging Calorimetry - the DHCAL
DHCAL，数字强子量热计，是一种基于电阻板室（RPC）的原型量热计。该设计强调的成像能力的检测器，努力优化的应用程序的粒子流算法（PFAs）的强子射流能量在碰撞束环境中的重建量热计。腔室的读出被分割成1 x 1 cm 2的垫，每个以1位（单阈值）分辨率读出。具有大约50万个读出通道的原型在费米实验室和欧洲核子研究中心的测试束中进行了广泛的测试。本报告介绍了从试验梁收集的数据分析的初步结果。
2014-07-23 hep-ex physics.ins-det
Precision Calorimetry at HL-LHC: Upgrade of the CMS Electromagnetic Calorimeter
CMS探测器的电磁热量计（ECAL）在实验的物理程序中发挥了重要作用，在整个数据采集过程中提供了出色的性能。高亮度LHC将带来新的挑战。每束交叉的相互作用数量增加四到五倍将需要更高的时间分辨率和噪声抑制能力。由于这些原因，电子读数已完全重新设计。一个双增益跨阻抗放大器和一个ASIC提供两个160 MHz的ADC通道，增益选择和数据压缩将用于新的读出电子。触发决策将被移出检测器，并将由功能强大且灵活的FPGA处理器执行，从而允许应用更复杂的触发算法。升级后的ECAL将能够在整个HL-LHC中进行高精度的能量测量，并将大大提高10 GeV以上光子和电子的时间分辨率。
2021-06-08 hep-ex physics.ins-det
The Pandora Particle Flow Algorithm
高能e+e对撞机，如ILC或CLIC，可以说是补充和扩展LHC物理计划的最佳选择。轻子对撞机将允许探索标准模型物理学，例如精确测量希格斯，顶部和规范部门，除了使众多的新物理学搜索。然而，在这样的对撞机上进行的物理分析将对量热法提出前所未有的要求，所需的喷流能量分辨率为σ（E）/E <3.5%。为了满足这些要求，将需要一种新的方法来量热。量热法的粒子流方法需要细粒度检测器和复杂的软件算法。它承诺通过完全重建单个粒子通过探测器的路径来提供无与伦比的喷射能量分辨率。带电粒子的能量可以从精确的内部探测器跟踪器测量中提取，而光子能量将在ECAL中测量，只有中性强子能量（喷流能量的10%）将在HCAL中测量，这在很大程度上避免了通常较差的HCAL分辨率。本文介绍了Pandora粒子流算法，该算法为ILC和CLIC提供了粒子流量热法的最新技术水平。算法的性能进行了研究，通过检查重建的喷流能量分辨率和能力，以分离强子衰变的W和Z玻色子。
2013-08-21 hep-ex physics.ins-det
Dual-Readout Calorimetry for Future Experiments Probing Fundamental Physics
在2021年雪团过程的白皮书中，我们详细介绍了双读出量热法的现状和前景。虽然所有量热计都允许估计其活性材料中的能量沉积，但双读出量热计旨在通过例如波长和偏振和/或精确定时测量来提供关于敏感介质中产生的光的附加信息，从而允许估计逐簇粒子含量。利用这种知识的簇射粒子的内容可能会允许前所未有的能量分辨率强子粒子和射流和新类型的粒子流算法。我们还讨论了这种量热法的持续发展可能对未来对撞机上希格斯玻色子性质测量精度的影响。
2022-05-04 hep-ex physics.ins-det
Quantum Dot Based Chromatic Calorimetry: A proposal
本文提出将量子点嵌入均匀量能器构建色度量能器，以改善时间分辨率与纵向分段，并通过模拟验证其在高能物理实验中的可行性。
2025-07-22 hep-ex physics.ins-det
Extracting longitudinal shower development information from crystal calorimetry plus tracking
我们提出了一种方法来获得纵向簇射发展信息的纵向未分割的BABAR电磁量能器通过使用跟踪信息。我们的算法利用了良好的三维跟踪分辨率的BABAR，它提供了一个独立的几何约束的淋浴在BABAR晶体量热计测量。我们发现，将导出的纵向簇射发展信息添加到标准粒子识别算法中，显着提高了π介子与电子和μ介子的低动量分离。我们还验证了我们测量的电磁簇射发展的能量依赖性与标准电磁簇射模型的预测一致。
2008-04-11 physics.ins-det
Calorimetry for low-energy electrons using charge and light in liquid argon
在液态氩时间投影室（LArTPC）中对5-50 MeV电子进行精确的量热重建，将使DUNE中的天体物理中微子研究成为可能，并能提高振荡分析的物理范围。液态氩闪烁光有潜力改善能量重建的低能量电子在基于电荷的测量单独。在这里，我们展示了光增强量热法的低能量电子在单相LArTPC使用的样品米歇尔电子从衰变停止宇宙μ子在费米实验室的LArIAT实验。米歇尔电子能谱重建使用传统的基于电荷的方法，以及一个更全面的方法，包括电荷和光。一个最大似然拟合，使用LArIAT的良好调整的模拟，结合这些数量，以实现最佳的能量分辨率。孤立电子的样本进行模拟，以更好地确定预期的天体物理电子中微子带电电流相互作用的最终状态的能量分辨率。在LArIAT中，具有非常低的线噪声和18 pe/MeV的平均光产额，实现了$σ/E \simeq 9.3\%/\sqrt{E} \oplus 1.3\%$的能量分辨率。然后生成具有不同线噪声水平和光产率的样品，以测量光增强量热法在较大LArTPC中的影响。例如，在S/N $\simeq$ 30的电荷读出信噪比下，对于10 pe/MeV、20 pe/MeV和100 pe/MeV的平均光产额，对于低于40 MeV的电子的能量分辨率分别比仅电荷量热法提高了$\approx$ 10%、$\approx$ 20%和$\approx$ 40%。
2020-01-22 hep-ex physics.ins-det
Vertex Imaging Hadron Calorimetry Using AI/ML Tools
本文利用神经网络分析GEANT4模拟的强子簇射图像，通过顶点计数估计不可见能量，将切伦科夫量热仪的能量分辨率从13%提升至4%，并规划了实验验证。
2025-02-24 physics.ins-det
Self-compensating Light Calorimetry with Liquid Argon Time Projection Chamber for GeV Neutrino Physics
本研究发现液态氩时间投影室（LArTPC）因复合发光效应可作为自补偿光量热仪，通过案例验证其在宽漂移电场范围内实现电子与强子响应比的良好补偿，为GeV中微子能量重建提供补充方法并提出非均匀光收集的解决方案。
2025-02-09 hep-ex physics.ins-det
Zeptojoule Calorimetry
本研究利用金属SNS传感器实现优于0.95 zJ的微波脉冲能量测量，为单光子量热检测和量子态测量提供新路径。
2024-12-18 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
New perspectives on segmented crystal calorimeters for future colliders
晶体量热仪在推动高分辨率电磁（EM）量热法的前沿方面有着悠久的历史。在本文中，我们探讨了碰撞检测器性能的主要创新，可以实现与晶体量热法时，纵向分割和双读出能力相结合，一个新的高EM分辨率的方法PFA在多喷流事件，如$e^+e^+\rightarrow HZ$事件在所有强子末态希格斯工厂。我们展示了一种新的技术，预处理$π^0$动量通过组合双光子配对之前，应用喷射算法。该过程显著减少了多射流事件中跨射流的$π^0$光子分裂。正确的光子-喷流分配效率在$3\%/\sqrt{E}$ EM分辨率下提高了3倍。此外，韧致辐射光子恢复技术显着改善电子动量测量。一个高EM分辨率的量热计增加了Z玻色子反冲质量分辨率在Higgstrahlung事件衰变成电子对的80%的μ子对。我们提出了一个高度分段的晶体探测器的概念，实现所需的能量分辨率，时间分辨率优于30 ps提供卓越的粒子识别能力的设计和优化。我们证明，与以前的探测器设计，遭受从一个相互作用长度的晶体在前面的采样强子量能器的大中性强子分辨率退化，双读出晶体上的实施允许实现一个分辨率优于$30\%/\sqrt{E}\oplus 2\%$中性强子。我们的研究发现，将晶体量热法集成到未来的希格斯工厂对撞机探测器中，可以通过在PFA范例中产生最高水平的EM和中性强子分辨率来开辟新的前景。
2020-09-15 hep-ex physics.ins-det
Digital Hadron Calorimetry with Glass RPC Active Detectors
玻璃RPC探测器是ILC高颗粒度数字强子量能器（DHCAL）的一个有吸引力的候选者。在这项工作中的数值研究，基于GEANT3模拟包，这样的量热计的性能。RPC响应的简化模型，调整真实数据，在模拟中实现。模拟的可靠性证明了现有的数据收集与大体积量热计原型暴露在能量范围从2 GeV到10 GeV的π介子束进行比较。从优化读出间距的角度出发，详细研究了不同读出垫尺寸下单强子水平的能量和位置分辨率。这些结果，然后使用在一个参数的形式，以获得一个初步估计的DHCAL的能量流的重建在ILC检测器的贡献。
2005-07-04 physics.ins-det
Energy flow in a hadronic cascade: Application to hadron calorimetry
本文将前人提出的强子级联描述推广到理想化精细取样强子量能器的响应。量热计的响应很大程度上取决于能量$E_e$通过产生$π^0$从强子到电磁扇区的转移。这个量的涨落产生强子量热计分辨率中的“常数项”。其分数平均值$f_{\rm em}^0 = \vev{E_e}/E$随入射能量$E$的增加而增加，导致非补偿量热计中的$π/e$比的能量依赖性。平均强子能量分数，$f_h^0 = 1-f_{\rm em}^0$，在$E$中被证明是非常接近幂律的：$f_h^0 = (E/E_0)^{m-1}$，其中$E_0\approx1$ GeV用于π介子，和$m\approx0.83$。因此，$π/e=1-(1-h/e)(E/E_0)^{m-1}$，其中电磁和强子能量沉积分别以$e$和$h$的效率被检测到。这些量的波动，以及采样波动，被纳入到一个整体的分辨率，这是从有趣的方式，从通常的治疗不同的理解。概念框架也扩展到对喷流的响应以及$π$和$p$响应之间的差异。
2007-09-25 physics.ins-det
High resolution magnetostriction measurements in pulsed magnetic fields using Fibre Bragg Gratings
我们报告了一种新的高分辨率的装置，用于测量磁致伸缩适用于在低温下使用的脉冲高磁场，我们已经开发了在Hocher-Magnetlabor德累斯顿。基于光纤布拉格光栅的光纤应变计用于测量小样品（~ 1 mm）中的应变。我们描述了一种快速测量系统的实现，能够解决应变的顺序为$10^{-7}$与47 kHz的全带宽，并证明其使用上的单晶样品的GdSb和GdSi。
2010-02-01 cond-mat.other physics.ins-det
Status of Dual-Readout Calorimetry for Future High-Energy Physics Experiments
本文综述了用于未来高能物理实验的双读出量热仪原型状态，该方法通过结合闪烁和切伦科夫光信息提升能量分辨率，达到30%/√E的目标，并展示了测试束和模拟中的性能成果。
2023-11-16 hep-ex physics.ins-det
Precision electromagnetic calorimetry at the energy frontier: CMS ECAL at LHC Run 2
CMS电磁量热计（ECAL）是一种高分辨率、密封和均匀的量热计，由75，848个结晶钨酸铅晶体制成。继发现希格斯玻色子后，CMS ECAL处于精确测量和在大型强子对撞机数据中寻找新物理的最前沿，大型强子对撞机最近开始以前所未有的13 TeV能量产生碰撞。CMS ECAL的卓越精度及其计时性能是LHC Run 2发现新物理的宝贵工具。ECAL的卓越性能依赖于随时间推移保持的精确校准，即使在恶劣的辐照条件下。使用不同物理通道的一组相互校准过程以规则的间隔进行，以归一化通道之间的晶体光透明度和光电检测器响应的差异，其可以由于累积的辐射而改变。在这次演讲中，我们提出了新的重建算法和校准策略，旨在保持甚至提高CMS ECAL在运行2的新挑战条件下的优异性能。
2015-10-09 hep-ex physics.ins-det
Generation of flat-top pulsed magnetic fields with feedback control approach
我们描述了一个简单的，紧凑的，具有成本效益的反馈系统，产生平顶场分布在脉冲磁场的建设。该系统被设计用于与典型的电容器组驱动的脉冲磁体结合使用，并使用60 T脉冲磁体进行了测试。利用所开发的反馈控制器，我们已经证明了平顶磁场高达60.64 T，具有+-0.005 T的出色的场稳定性。结果表明，平顶脉冲磁场具有磁场稳定性高、场强可达等特点。这些特征使得该系统可用于通过信号平均来提高数据的分辨率。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Precision timing calorimetry with the CMS HGCAL
现有的CMS端盖量热计将被高粒度量热计（HGCAL）取代，用于在高亮度（HL）LHC上运行。辐射硬度和优异的物理性能将通过利用硅垫传感器和SiPM上闪烁体瓷砖与高纵向和横向分割实现。HL-LHC的主要挑战之一将是高度堆积的环境，相互作用顶点不仅在位置上，而且在时间上分散。为了有效地拒绝源自堆积的颗粒，30 ps量级的精确定时信息将是非常有益的。为了达到这样的性能目标，HGCAL将为信号高于12 fC（相当于3-10 MIP）的单个命中提供定时测量，使得由$p_T$ > 5 GeV的粒子产生的团簇应具有优于30 ps的定时分辨率。考虑到系统的复杂性和尺寸，这对读出电子设备以及校准和重建过程提出了特别的挑战。我们提出了前端电子设计的挑战，在实验室和光束环境中的原型测试的结果，以及从模拟预期的定时性能。
2020-05-27 hep-ex physics.ins-det
High Spatial Resolution Fast-Neutron Imaging Detectors for Pulsed Fast-Neutron Transmission Spectroscopy
介绍了两代用于快中子高分辨透射成像和能谱测量的新型探测器。这些设备基于含氢纤维闪烁体屏幕和单门或多门增强相机系统（ICCD）。该探测器设计用于纳秒脉冲宽能（1 - 10 MeV）中子束的能量选择性中子射线照相。利用飞行时间（TOF）方法，这种探测器能够同时捕获多个图像，每个图像处于不同的中子能量（TOF）。此外，还可以同时记录伽马射线图像，从而可以对物体进行中子/伽马联合检查。这允许将快中子共振法对低Z元素的灵敏度与γ射线照相法对高Z材料的灵敏度相结合。
2009-05-27 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Machine Learning Enables Real-Time Waveform Decomposition for Dual-Readout Calorimetry
Stanford University（斯坦福大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分部）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比科卡大学）；Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）
本文研究了机器学习与模板拟合方法在双读出 calorimetry 中分离闪烁和切连尼夫光成分的性能，展示了机器学习在低采样率下的优势及 FPGA 兼容压缩的实时应用潜力。
2026-04-28 hep-ex physics.ins-det
A microscale nanosecond time-resolved platinum thermometer probing Gaussian pulsed laser induced temperature
脉冲激光加工在增材制造和纳米材料加工中发挥着至关重要的作用。然而，在激光与加工材料相互作用期间探测瞬态温度具有高空间和时间分辨率的挑战性。本文介绍了一种用于探测纳秒脉冲激光在半导体薄膜上产生的温度场的、上升时间为9 ns、尺寸为50μm的铂薄膜传感器。从制作、传感器图形和电路等方面讨论了误差来源和改进措施。并首次对蛇形结构上测量高斯脉冲的空间分辨率和精度进行了实验和理论分析。透明二氧化硅和蓝宝石衬底，以及7- 45 nm的绝缘层厚度，比较传感精度和时间分辨率。最后，通过对40 nm厚非晶硅薄膜的激光诱导熔化实验，验证了所测得的绝对温度值。初步研究表明，它的潜在应用，探测薄膜之间的热传导。
2019-05-28 physics.app-ph physics.ins-det
Photomultipliers as High Rate Radiation-Resistant In-Situ Sensors in Future Experiments
在Energy Frontier中，我们建议开发时间分辨率<50 ps的高速率（100 MHz）精细分段前向量热预辐射器，其将在入射高辐射剂量的前1-2 Lint中存活，保护前向量热器3<y<6;与其后面的光束辐射损伤的角度小于5度，具有高粒度，高速率能力和30 ps时间分辨率（4D量热法），提供轻子和光子ID和测量。在强度前沿束粒子选择，如标记中微子和K介子束，轻子破坏实验与μ子需要非常高的速率。宇宙前沿需要低功率，非冷却量热法或光学探测，可以跟踪到达100 MHz的粒子或光子，并在空间辐射中存活多年，也可能受益。基础研究是使用具有石英或其他具有金属外壳的抗辐射窗口的紧凑通道化PMT作为原位传感器，直接耦合到切伦科夫（或抗辐射闪烁体）瓦片，利用倍增电极信号作为潜在的补偿第二信号，并且没有有源电子器件。如果成功的话，方向包括建议高SE产率网状倍增器电极激活剂材料，例如在300 eV电子能量下具有25 SEe的GaP或B掺杂金刚石膜，以及可能用于没有光电阴极的紧凑低成本瓦SE传感器，其比在空气中具有全金属最终组装的PMT容易得多，钎焊密封;烘烤900 C;用比PMT高100倍的tipoff真空泵出。这种传感器在研究、医学、工业和国防中具有HEP之外的许多应用。
2022-03-14 physics.ins-det
Containment and resolution of hadronic showers at the FCC
在一个潜在的未来圆形对撞机与$\sqrt{s}$ = 100 TeV的粒子产生的能量是未知的。在这份文件中，我们提出了强子簇射遏制和分辨率参数化的基础上Geant4模拟的概念探测器设计所需的强子量热在这个能量。在这项研究中使用的Geant 4工具包连同FTFP\_BERT物理列表。比较与测试束的数据从ATLAS瓷砖强子量能器。这些模拟激励12 $λ$量能器，以包含在98%的水平TeV的单强子簇射和多TeV的喷流，并保持π能量分辨率常数项为3%。
2016-05-04 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the angle dependence of magnetostriction in pulsed magnetic fields using a piezoelectric strain gauge
提出了一种在低温下测量毫秒级脉冲磁场中磁致伸缩的高分辨率方法，灵敏度为$1.11\times10^{-11}/\sqrt{\rm Hz}$。将样品粘合到薄压电板，使得当样品的长度改变时，其使压电体应变并引起电压变化。这种方法比光纤布拉格光栅方法更灵敏。它可以同时测量两个轴而不是一个轴。该真空计体积小，用途广泛，可在直流和毫秒脉冲磁场中工作。我们证明了它的使用通过测量钙$_3$钴$_{1.03}$锰$_{0.97}$ O $_6$单晶在脉冲磁场中的磁致伸缩。通过比较我们的数据，新的和以前发表的结果从光纤布拉格光栅磁致伸缩设置，我们确认，这种方法检测磁致伸缩效应。我们还证明了这种技术的小尺寸和多功能性，通过测量角度依赖于在65 T毫秒脉冲磁场中的转子探头中施加的磁场。
2018-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
The beam test facility at Jefferson Lab for the precise energy measurement of future calorimeter concepts
本文介绍 Jefferson Lab Hall D 对谱仪提供的 3–6 GeV/c 次级轻子束测试设施，用于评估光收集、光电传感器及前端电子学对未来电磁量能器能量分辨率的影响，其本征分辨率优于约 0.6%。
2025-10-03 nucl-ex physics.ins-det
Intrinsic Energy Resolution of Plastic Scintillator Tiles: Muon Beamtest Results
本文基于CERN T10束流实验，研究塑料闪烁体瓦片用于缪子量能学的可行性，发现缪子能量与信号幅度峰值及展宽几乎无相关性，并揭示了温度对SiPM的影响及束流污染问题。
2025-02-04 hep-ex physics.ins-det
On the resolution of dual readout calorimeters
本文提出并验证了一个用于双读出量能器分辨率的简单公式，揭示了双读出校正不仅能补偿结合能损失，还能补偿逃逸能量，帮助理解其优势与局限。
2025-01-29 hep-ex physics.ins-det
Ambient neutron dosimetry in high energy and pulsed neutron fields
本文介绍LINrem项目开发的高能量灵敏度、高时间分辨率便携式中子剂量计，并通过聚变等离子体与高强度脉冲激光实验验证其在脉冲场中的辐射防护性能。
2024-03-27 physics.ins-det physics.med-ph
Lossless monochromation for electron microscopy with pulsed photoemission sources and rf cavities
共振射频腔在与激光驱动的光电发射同步时能够精确地控制电子束的时间-能量。我们提出了一个无损的单色器设计，利用这种精细的控制在一个电子每脉冲制度。理论上可达到的最大束流目标是数量级大于国家的最先进的单色器相同的空间和能量分辨率。这种改进是时域单色化的结果，不受电子源横向亮度的限制。我们分析和确认数值腔参数选择，以尽量减少能量扩散执行的附加功能撤销的上游光学系统中的色差的明显影响。我们认为，我们的设计有显着的应用在超快和非时间分辨显微镜，提供足够小的尺寸和足够高的重复率的激光源的光电子源。我们的设计在模拟中实现了超过两个数量级的减少束能量扩散，下降到个位数毫电子伏。克服色差施加的最小探针尺寸限制，我们的设计清除了一条路径，高电流，高分辨率的电子束应用在初级能量从单一到数百千电子伏。
2021-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph physics.ins-det
Nuclear Magnetic Resonance Measurements in High Flat-top Pulsed Magnetic Field up to 40 T at WHMFC
本研究在WHMFC搭建了经两级校正的40 T级高平顶脉冲磁场系统，配套研发适配的吉赫兹NMR谱仪与探头，实现稳定均匀的NMR测量，可支撑部分凝聚态物理研究。
2023-05-04 cond-mat.str-el physics.ins-det
Using Fast Reading Current Integrator for Advanced Ion Beam Diagnostics Across Continuous and Pulsed Modes
Radiation Research Core Laboratory, Institute for Radiological Research, Chang Gung University / Chang Gung Memorial Hospital, Linkou Branch（长庚大学辐射研究核心实验室、放射学研究所 / 长庚纪念医院林口院区）；Accelerator Laboratory, Nuclear Science and Technology Development Center, National Tsing Hua University（国立清华大学加速器实验室、核子科学与技术发展中心）
本文提出一种快速读取电流积分器，用于高时间分辨率和低噪声的离子束诊断，结合低泄漏跨阻抗前端和混合数字化架构，实现0.5毫秒级时间分辨率和宽动态范围。
2026-03-31 physics.ins-det physics.med-ph
The CMS High-Granularity Calorimeter for Operation at the High-Luminosity LHC
高亮度LHC（HL-LHC）将集成比LHC高10倍的亮度，对探测器的辐射耐受性和事件堆积提出了重大挑战，特别是对于前向量热法，并标志着未来对撞机的问题。作为其HL-LHC升级计划的一部分，CMS合作正在设计一种高粒度量热计，以取代现有的端盖量热计。它具有前所未有的横向和纵向分割电磁（ECAL）和强子（HCAL）隔间。这将促进粒子流量热法，其中可以测量簇射的精细结构并用于增强堆积排斥和粒子识别，同时仍然实现良好的能量分辨率。ECAL和大部分HCAL将基于0.5至1 cm $^2$单元尺寸的六边形硅传感器，其余HCAL基于具有SiPM读出的高度分段的放大器。硅传感器固有的高精度计时能力将为事件重建增加额外的维度，特别是在堆积拒绝方面。HGCAL项目的概述，包括动机，工程设计，读出和触发的概念，和预期的性能。
2018-02-16 hep-ex physics.ins-det
Characterization of a TES-based Anti-Coincidence Detector for Future Large Field-of-View X-ray Calorimetry Missions
面向未来大视场X射线量热任务，研制并表征基于钨TES与QET并联网络的大幅面反符合探测器，实现<1 keV阈值、>96%活时间及毫米级空间分辨。
2025-02-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Energy resolution of alpha particles in a microbulk Micromegas detector at high pressure Argon and Xenon mixtures
最新的Micromesh气体放大结构（Micromegas）正在实现对低能光子的出色能量分辨率，在大气压下，$^{55}$ Fe在氩气/异丁烷混合物中的5.9 keV谱线的FWHM值低至11%。在更高的能量（MeV规模），这些测量是更复杂的，由于在限制室中的事件的困难，虽然没有根本的原因，为什么不能达到1%的半高宽或以下的分辨率。由于Micromegas读数可能应用于$^{136}$的双β衰变搜索，或在其他需要在同一检测器中进行量热和拓扑的实验中，因此有很大的动机在实验上证明这一事实。在本文中，我们报告的系统测量的能量分辨率与国家的最先进的Micromegas使用5.5兆电子伏的α源在高压Ar/异丁烷混合物。已经获得了低至1.8%FWHM的值，可能有证据表明可以实现更好的分辨率。目前正在进行类似的测量，初步结果也在此列出。
2009-07-20 physics.ins-det
Spectroradiometry with sub-microsecond time resolution using multianode photomultiplier tube assemblies
提出基于多阳极光电倍增管和五色光谱辐射测量的新型系统，实现0.6微秒时间分辨率，在2000K下精度达±30K，解决了高压实验中亚毫秒级温度测量的难题。
2023-10-25 physics.ins-det
An efficient fluorescent single-particle position tracking system for long-term pulsed measurements of nitrogen-vacancy centers in diamond
一个简单方便的设计，使实时三维位置跟踪的氮空位（NV）中心的金刚石。该系统完全由商用组件（单光子计数器、高速数模转换器、基于相敏探测器的反馈设备和压电台）组成，无需定制编程或严格的优化过程。随着计数器和跟踪器的大输入范围与单光子计数的高灵敏度相结合，高速位置跟踪（250 nm阶跃式位置偏移后的上限恢复时间为0.9 s）不仅可以对明亮的系综进行跟踪，还可以对低光子收集效率的单个到少数NV中心进行跟踪。跟踪仅需要10 nm的位置调制，这允许长期同时进行位置跟踪和脉冲测量。因此，即使没有光子收集优化，该跟踪系统也能够以非常高的分辨率测量单自旋磁共振和拉比振荡。该系统可广泛应用于与NV中心量子操纵研究相关的各种领域，诸如NV光学捕获、流体动力学中的NV跟踪以及使用生物细胞内的NV中心的生物感测。
2018-01-06 cond-mat.other physics.ins-det quant-ph
Energy Response and Resolution to Positrons in a Capillary-Tube Dual-Readout Calorimeter
本研究针对未来对撞机精密能量测量需求，测试了9模块毛细管光纤双读出量能器原型在10-120 GeV正电子束下的能量响应线性度与分辨率，验证了该设计用于大规模双读出量能探测的可行性，为HiDRa项目后续研发提供基准。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Beam Test Results of the RADiCAL -- a Radiation Hard Innovative EM Calorimeter
针对未来强子对撞机极端辐射环境下的量能测量挑战，提出抗辐射的RADiCAL采样型量能器设计，并在费米实验室束流测试中验证了其小于50皮秒的时间分辨率。
2023-04-07 hep-ex physics.ins-det
Novel Gas-Doping Technique for Local Spectroscopic Measurements in Pulsed-Power Systems
提出了一种在脉冲功率实验中用气态元素掺杂等离子体的新方法。一个快速气阀，喷嘴，和一个撇渣器被用来产生一个超声波气体束，注入到一个平面几何形状的微秒等离子体开放开关（POS）。研制了一种具有较高空间和时间分辨率的电离探针阵列，用于诊断注入气体的绝对密度及其空间分布。的气体柱的属性也进行了研究，使用光谱的线发射，从掺杂气体与POS预填充等离子体的相互作用的结果。发现掺杂柱的宽度约为1 cm，密度为（0.8-1.7）*10^14 cm-3。观察掺杂原子及其离子的特征发射线可以进行各种光谱测量，例如塞曼分裂的磁场和多普勒频移的离子速度分布，这些都是三维局部的。它表明，这种气体掺杂技术也可以用来研究质子为主的等离子体，不能用简单的发射光谱学研究，由于缺乏发光离子。该方法使用的气体种类繁多，加上阀的尺寸小且开启速度快，使其可用于各种短持续时间等离子体实验的广泛诊断。
1998-08-16 physics.ins-det physics.plasm-ph
Photon Calibration Techniques for High Resolution Cryogenic Detectors
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文研究了使用脉冲激光二极管或LED的单能光子标定高分辨率量热探测器响应的方法，通过澄清泊松统计标定中的隐含假设，并分析实际探测器性能偏离这些假设导致的偏差，评估了特定探测器参数对标定的影响。
2026-11-02 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
In Situ Dynamic Four-Dimensional Strong Field Ionization Tomography
本文提出原位动态四维强场电离层析成像方法，利用飞秒激光强场电离实现高空间分辨率和几十皮秒时间分辨率，适用于超声速及高超声速脉冲气体射流等远离平衡态系统的测量。
2024-05-28 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Software compensation in Particle Flow reconstruction
量热法的粒子流方法受益于高度颗粒化的量热仪和复杂的软件算法，以重建和识别复杂事件拓扑中的单个粒子。高空间粒度与模拟能量信息一起可以在软件补偿中进一步开发。在这种方法中，本地能量密度被用来区分电磁和纯强子子簇射内的强子簇射在探测器中，以提高能量分辨率为单个粒子的热量计系统的固有的非补偿校正。单粒子能量分辨率的这种改进也通过改进所识别的中性强子的能量测量和通过更准确地匹配量热计能量与跟踪器测量在模式识别阶段的改进而导致更好的总体喷流能量分辨率。本文介绍了PandoraPFA粒子流重建中的软件补偿技术及其实现。软件补偿的影响，选择最佳的横向粒度的模拟强子量能器选项的国际大型探测器（ILD）的概念进行了讨论。
2017-10-25 hep-ex physics.ins-det
High Spatial Resolution Neutron Transmission Imaging Using a Superconducting Two-Dimensional Detector
由于中子束的独特特性，例如对许多重金属的高渗透性、对某些轻元素的高灵敏度以及由于同位素与中子之间的特定核反应而产生的同位素选择性，中子成像是用于无损检测的最有力的工具之一。在这项研究中，我们采用了超导探测器，电流偏置动态电感探测器（CB-KID）的中子成像使用脉冲中子源。我们采用延迟线方法，仅用四个读取通道就实现了高空间分辨率成像。我们还进行了脉冲中子源的飞行时间方法的波长分辨中子成像。我们获得了Gd-Al合金样品的中子透射图像，其中GdAl 3单晶生长，使用延迟线CB-KID。单晶成像良好，在两个形状和分布，在整个Al-Gd合金。我们通过中子传输确定了Gd原子核，其在0.03 nm的中子波长以上表现出特征抑制。此外，即使在15 × 12 μ m^2的有限区域内叠加事件数，也能观察到^{155}Gd共振凹陷，这是一种由同位素和中子之间的核反应引起的透射的凹陷结构。使用^{155}Gd的共振凹陷进行Gd选择性成像，即使在1 pm的有限中子波长范围内也显示出清晰的Gd分布。
2021-10-08 physics.app-ph physics.ins-det
