Development of an anti-Compton veto for HPGe detectors operated in liquid argon using Silicon Photo-Multipliers
提出了一种利用硅光电倍增管进行液氩闪烁光探测的概念验证探测器。这项工作的目的是建立一个反康普顿否决锗探测器直接在液态氩中运行，就像在GERDA实验中一样。研究了多像素光子计数器（MPPC）的低温特性。为了提高MPPC的光收集效率，使用波长移位光纤。实现了与具有光电倍增管的类似设置相当的否决效率。
2016-06-14 physics.ins-det
High-Temperature Superconducting Level Meter for Liquid Argon Detectors
在中微子研究和暗物质搜索中，电容装置通常被用作探测器，测量探测器中惰性液体的水平。在这项工作中，我们描述了使用高温超导材料作为替代控制的低温惰性液体的水平。实验室测量表明，超导体表现出线性行为，高度稳定，并提供了非常准确的液体体积测定。因此，该设备是一种具有竞争力的仪器，并显示出优于传统液位计的几个优点。
2008-11-25 physics.ins-det
On the possiblity of detecting Solar pp-neutrino with a large volume liquid organic scintillator detector
结果表明，一个大容量的液体有机闪烁体探测器的能量分辨率为10千电子伏，在200千电子伏1西格玛将是敏感的太阳pp-中微子，如果在目标放射性纯度水平的Borexino探测器，或太阳中微子项目的KamLAND。
2004-03-03 physics.ins-det
Monte Carlo Simulation Variance Reduction Techniques for Photon Transport in Liquid Xenon Detectors
蒙特卡罗模拟是分析和预测液体氙探测器中各种本底组分的重要工具。随着新实验中屏蔽的改进，外部背景的模拟，如探测器材料的伽马射线引起的，计算成本越来越高。我们介绍并验证了加速蒙特卡罗模拟技术在液体氙探测器中的光子输运。该方法模拟光子诱导的相互作用在一个定义的几何形状和能量范围内具有高的统计，而感兴趣的区域以外的相互作用不直接模拟，但考虑到通过概率权重。对于伽马诱导的背景在一个示例性的探测器几何形状的模拟，我们实现了三个数量级的加速度相比，目前吨级Lion暗物质实验的标准模拟。
2020-07-15 physics.ins-det
Massive liquid Ar and Xe detectors for direct Dark Matter searches
提出了一种新的直接寻找暗物质的实验方案，即采用液态氩质量达几百吨的液态氩双相室。为了抑制b-，g-和n0-背景，闪烁和电离信号的比较，为每个事件的建议。在液体Ar中加入光敏Ge（CH 3）4或C2H4和抑制闪烁信号的三重态分量确保了高效率地检测闪烁信号，并提供了对电子背景的完全抑制。为了检测光电子和电离电子，必须使用高度稳定和可靠的GEM检测器。
2012-04-02 physics.ins-det
Fabrication and Response of High Concentration SIMPLE Superheated Droplet Detectors with Different Liquids
暗物质与不同过热液体相互作用的联合测量最近被建议作为识别WIMP候选者的互相关技术。本文介绍了基于轻核液体C3F8、C4F8、C4F10和CCl2F2的高浓度过热液滴探测器的研制及其对C2ClF5的辐照响应。结果进行了讨论的基本物理的过热液体粒子相互作用的响应，以及必要的探测器资格应用在暗物质搜索调查。以CF3I为例，以轻核结果为基础，探讨了重核SDD的可能性。
2013-09-19 physics.ins-det
Characterization of a radiation detector based on opaque water-based liquid scintillator
本文研究了一种基于不透明水基液体闪烁体的新型辐射探测器，通过波长位移光纤读出被限制的闪烁光，实现了光谱测量与点状事件拓扑重建，位置重建误差为4.4-7.4 mm。
2024-11-20 physics.ins-det
Response of a Liquid $^3$He Neutron Detector
研究液态 $^3$He 中子探测器（采用闪烁读数）的响应，利用 $^3$He(n,p) 过程，预期效率比 10 atm 气体探测器提升约 64 倍。
2023-12-28 physics.ins-det
CsI-THGEM gaseous photomultipliers for RICH and noble-liquid detectors
总结了由碘化铯涂层THGEM电子倍增器构成的紫外光子成像探测器的性能。本文介绍了探测稀有液体中切伦科夫光和闪烁光子的新结果。
2010-09-29 physics.ins-det
Characterization of a Nd-loaded organic liquid scintillator for neutrinoless double beta decay search of 150-Nd with a 10-ton scale detector
已制备了几升负载Nd的有机液体闪烁体（LS）。我们报告的性能，这种闪烁体的光学性能，放射性纯度和光产额为6.5克/升的钕浓度。本文讨论了用10吨级LS探测器探测150 Nd无中微子双β衰变的可能性和进一步的改进。
2009-09-11 physics.ins-det
Performance of a triple-GEM detector with capacitive-sharing 3-coordinate (X-Y-U)-strip anode readout
本文报道了具有电容共享X-Y-U条状阳极读出的三重GEM探测器在束流测试中的性能，实现了微米级空间分辨率，并讨论了改进设计与大面积扩展的挑战。
2024-07-29 physics.ins-det
MiX: A Position Sensitive Dual-Phase Liquid Xenon Detector
随着双相氙探测器技术的成熟，对稀有事件探测的高效率，对双相氙探测器精确表征的需求也在增长。密歇根氙探测器的建造是为了研究大能量范围内液体氙中粒子相互作用的微观物理学，以探索液体氙中辐射探测的各个方面。我们报道了一种小型三维位置敏感双相液体氙时间投影室的设计和性能，该室具有高光产额（$L_y^{122}=15.2 $ pe/keV，零场），长电子寿命（$τ> 200 μ$ s）和优异的能量分辨率（$σ/E = 1\%$，在200 V/cm的漂移场中，1,333 keV的伽马射线）。具有如此高能量分辨率的液体氙时间投影室不仅可以用于暗物质直接探测研究，而且可以用于无中微子双β衰变实验和其他应用。
2015-10-26 physics.ins-det
A 83Krm Source for Use in Low-background Liquid Xenon Time Projection Chambers
本文报道了一种用于校准低本底两相液体氙探测器的活性炭基Kr-83 m源的测试。通过Rb-83的衰变产生的Kr-83 m原子通过使氙气流过Rb-83源而被引入氙检测器。9.4通过液体氙闪烁和电离探测到衰变83 Krm核的keV和32.1keV跃迁。本文分析了Kr-83 m源的特性，表明它适合于低本底液体氙探测器。Kr-83 m的引入允许在低能量下快速、定期校准低本底惰性液体探测器。
2010-04-29 physics.ins-det
Liquid $^3$He Detectors for Neutrons
本文提出一种低温液态氦-3探测器，通过极低放射性本底设计解决传统气态探测器无法测量地下实验室微弱中子通量的问题，实现低通量环境下的高效中子探测。
2024-06-13 physics.ins-det
Characterization of the TruSense S310 Laser Range System for Contact-less Measurement of Liquid Levels in Large-Volume Neutrino Detectors
本研究表征了TruSense S310激光测距系统，其可透过防气窗口非接触测量大体积中微子探测器液位，满足放射纯度要求，经测试短期精度达±5 mm且不干扰PMT工作，将集成于OSIRIS预探测器服务JUNO实验。
2023-03-26 physics.ins-det
A measurement of absolute efficiency of the ARAPUCA photon detector in Liquid Argon
2017年秋季，用于深层地下中微子实验（DUNE）远探测器的双光子探测器设计在费米实验室质子组件（PAB）设施的TallBo液氩（LAr）低温恒温器中进行了安装和测试。这些设计包括印第安纳大学开发的两个光条和一个基于科罗拉多州立大学和费米实验室设计的ARAPUCA光阱的光子探测器。这些设备的性能是通过分析8周的宇宙射线数据来确定的。本文仅关注ARAPUCA设备，因为光条的性能将单独报告。本文简要介绍了ARAPUCA的概念，TallBo设置，并侧重于数据分析和结果。
2020-08-12 physics.ins-det
Thermodynamic Stability of Xenon-Doped Liquid Argon Detectors
液态氩探测器被广泛应用于核物理和粒子物理实验中。在氩气中加入少量的氙可以改变其闪烁、电离和电致发光特性，并可以提高其作为检测介质的性能。然而，液态氩-氙混合物会产生不稳定性，特别是在需要相变或利用高氙浓度的系统中。在这项工作中，我们讨论了这种不稳定性的原因，并描述了一个小的（升规模）装置，一个独特的低温电路专门设计用于处理氩氙混合物。该系统能够冷凝与O（1%）氙体积混合的氩气，并在氙饱和极限附近保持稳定的液体混合物，同时积极地使其在气相中循环。我们还展示了控制不稳定性，当探测器条件允许偏离优化设置。这一进展使未来的液氩探测器能够受益于高浓度氙掺杂的影响，例如更有效地检测低能电离信号。这项工作还开发了研究和减轻使用低浓度氙掺杂的大型氩探测器不稳定性的工具。
2022-09-12 physics.ins-det
Safe liquid scintillators for large scale detectors
粒子物理学中的许多实验，特别是在中微子搜索领域，依赖于有机液体稀释剂作为目标和检测材料。在过去的几十年里，这些探测器的尺寸不断增长，达到千吨级。在一些情况下，这些探测器位于安全要求更高的地点，如地下实验室或核反应堆附近。因此，强烈需要在防火、人类健康或环境污染方面安全的液体。特别地，与经典溶剂如二甲苯或偏三甲苯相比，需要显著改善闪点、蒸气压或毒性等性质。我们提出并比较了基于高闪点溶剂的混合器的性能和光学性质。特别地，基于聚硅氧烷的澄清剂的特征在于在安全性方面的突出性能。
2022-05-30 physics.ins-det
Recent updates on the ArDM project: A Liquid Argon TPC for Dark Matter Detection
ArDM是新一代的WIMP探测器，它将同时测量液体氩的闪烁和电离产生的光和电荷。我们的目标是建造、表征和操作1吨液氩地下探测器。该项目依赖于将电离产生的电子从液体提取到检测器的气相中的可能性，以放大并用大型电子倍增器检测器读出。氩VUV闪烁光必须用波长移位器（例如四苯基丁二醇）转换，以便由具有双碱光电阴极的光电倍增管检测。本文介绍了基于LEM的电荷读出和光读出系统的研究与开发情况，以及首次在全尺寸探测器上进行的温、冷氩气光读出试验。
2008-10-24 physics.ins-det
Modeling of a MeV-scale Particle Detector Based on Organic Liquid Scintillator
基于光电倍增管（PMT）监测的液体闪烁体（LS）探测器常用于中微子振荡研究和寻找暗物质等低能实验中。这种类型的探测器在从数百keV到几GeV的能量范围内工作，在1 MeV以上的能量下提供百分之几的分辨率，并允许观察精细的光谱特征。本文简要介绍了相关的物理过程，并介绍了一种新的通用模拟工具LSMC（液体闪烁体蒙特卡罗）的LS基探测器配备PMT阵列的模拟。该工具基于Geant 4框架，并提供补充功能，以便于配置和全面输出。LSMC的使用说明了一个紧凑的探测器原型的建模和优化，目前正在建立在巴克桑中微子天文台。
2019-09-07 physics.ins-det
LArGe: Background suppression using liquid argon (LAr) scintillation for 0$νββ$ decay search with enriched germanium (Ge) detectors
报道了在海德堡MPIK公司的19 kg液氩闪烁探测器中，对裸露的p型高纯锗二极管（HPGe）的测量结果。液态氩-锗系统（LArGe）作为4 $π$反康普顿谱仪操作以抑制HPGe中的背景。这项研究与发展是在GERDA实验的框架内进行的，该实验用富含$^{76}$ Ge的HPGe探测器寻找0 $νββ$衰变。这项工作的目标是开发一种新的方法来区分背景0 $νββ$搜索，这将最终允许调查的有效中微子质量的背景事件下降到逆质量等级规模。在低背景计数的其他应用是预期的。
2006-12-29 physics.ins-det
A LN$_2$ Based Cooling System for a Next Generation Liquid Xenon Dark Matter Detector
近年来，由于目标质量在100 - 1,000 kg范围内的暗物质探测器的发展，用于液体氙（LXe）探测器的冷却技术得到了发展。下一代基于LIGO的DM探测器将在50，000 kg（50 t）范围内，需要超过1 kW的冷却功率。大多数现有的冷却方法在这个水平上变得不切实际。为了冷却50吨级LN 4探测器，提出了一种方法，其中液氮（LN $_2$）在一个小的本地水库冷却氙气通过冷指。指状冷却器包含加热单元以提供温度调节。所提出的冷却方法是简单的，可靠的，并适合于所需的长期运行的稀有事件搜索。该设备可以很容易地集成到现有的冷却系统中，例如用于PandaX I和II实验的“冷却总线”。仍然可以间接冷却，冷却或温度控制系统的任何部分都不直接接触检测器中的清洁氙气。此外，冷却装置可以安装在大的距离处，即，检测器从5 - 10 m的距离远程冷却。该方法在哥伦比亚大学的实验室中进行了测试，用一个小型的Lemp探测器进行了不同的测量，结果完全符合预测。
2019-09-20 physics.ins-det
Lindhard integral equation with binding energy applied to light and charge yields of nuclear recoils in noble liquid detectors
本文提出了一个基于结合能Lindhard积分方程的低能核反冲电离效率或淬灭因子的模型，并将其应用于惰性液体探测器中核反冲的相对闪烁效率和电荷产额的计算。猝灭模型结合了恒定的平均结合能以及与离子速度成比例的电子阻止本领，并且是分析电荷重组过程以预测电离和闪烁产率的重要输入。我们的研究结果与NEST模拟的Leptin和LAr，并与现有的数据很好地吻合。这些研究与当前和未来使用稀有液体作为中微子物理靶的实验以及直接寻找暗物质有关。
2023-03-23 physics.ins-det
Cryogenic Gaseous Photomultiplier for Position Reconstruction of Liquid Argon Scintillation Light
这里提出的是第一次测试的气体光电倍增管的基础上级联的厚GEM结构的伽玛射线的位置重建在液体氩。该探测器具有对VUV光透明的MgF $_2$窗口和沉积在第一THGEM上的CsI光电阴极。在稳定的操作设置下测量每个光电子的$8\cdot10^{5}$增益和$\sim100\%$光电子收集效率。在100 kHz读出速率下，探测器的位置分辨能力优异（优于100 $μ$ m），在室温下被证明。通过将探测器浸没在液氮中，在低温下成功地进行了探测器和密封件的结构完整性测试，为今后在惰性液体中的操作测试奠定了良好的基础。
2015-02-02 physics.ins-det
Development and characterization of a slow wavelength shifting coating for background rejection in liquid argon detectors
我们描述了一种技术，适用于液氩为基础的暗物质探测器，允许在探测器区域与不完整的光收集从核反冲类事件的α衰变的歧视。核反冲和α事件优先激发液态氩（LAr）单重态，其具有约6 ns的衰变时间。波长移位器TPB通常应用于有源探测器体积的内部以使LAr闪烁光子可见，其具有保留LAr闪烁定时的短的再发射时间。我们开发了一种波长移动的聚合物膜-芘掺杂的聚苯乙烯-的DEAP-3600检测器，并描述了生产方法和表征。在液氩温度下，薄膜的再发射时间主要由时间常数为279（14）ns的修正指数衰减，并具有相对于TPB的46.4（2.9）%的波长移动效率，在室温下测量。通过用该膜涂覆探测器颈部（有效体积外部的闪烁光收集效率低的区域），颈部区域中的α事件的可见能量和闪烁脉冲形状被修改，并且我们预测，通过脉冲形状辨别，涂层将提供对这些事件的抑制因子O（$10^{5}$）。
2021-12-24 physics.ins-det
A flexible test facility for liquid xenon detector development
Stanford University（斯坦福大学）
针对液态氙时间投影室规模扩大带来的工程挑战，本文介绍了一种大型灵活多功能测试设施，采用浸没式低温冷却系统，支持探测器关键方面开发，提升稳定性并提供多个应用示例。
2025-11-13 physics.ins-det
Study on degradation of VUV-sensitivity of MPPC for liquid xenon scintillation detector by radiation damage in MEG II experiment
针对MEG II实验液氙探测器中MPPC在高强度μ子束下的VUV灵敏度退化问题，研究发现辐射损伤集中于MPPC表面且热退火可使光子探测效率恢复，为相关探测器的辐射损伤评估与修复提供了依据。
2022-11-17 physics.ins-det
Surface background suppression in liquid argon dark matter detectors using a newly discovered time component of tetraphenyl-butadiene scintillation
放射性同位素在探测器内表面的衰变可能成为直接探测暗物质的主要背景问题。虽然这些背景通常用位置切割来减轻，但是这些切割通过减少敏感质量来减少检测器的曝光，并且位置确定中的不确定性可能使得不可能充分地去除某些检测器中的此类事件。在本文中，我们提供了一种新的技术，大大减少这些表面背景液氩（LAr）探测器，独立的位置削减。这些探测器通常在内表面上使用四苯基丁二烯（TPB）涂层作为波长移位器，以将真空紫外（VUV）LAr闪烁光转换为可见光谱。我们发现，TPB闪烁包含一个组件，以前未报告的异常长的寿命（$\sim$ ms）。我们发现，该组件之间的α，β，和真空紫外激发，这使得使用脉冲形状歧视，以抑制表面背景的$10^3$的一个以上的因素与暗物质的灵敏度可以忽略不计的损失显着不同。我们还讨论了这种技术可以扩展到不仅仅是LAr实验。
2019-04-08 physics.ins-det
Low Radon Concentration Measurement with a Radon-Dissolved Liquid Scintillator Pilot Detector
为解决CDEX-10项目液氮罐氡本底监测需求，研发溶氡液体闪烁体高灵敏度氡探测器，通过级联衰变筛选等技术实现9.6 mBq/m³的氮气氡探测限。
2024-05-14 physics.ins-det
Characterization of large area photomultipliers and its application to dark matter search with noble liquid detectors
人们越来越感兴趣的是使用惰性液体探测器来研究粒子的性质和寻找新的现象。特别是，它们非常适合直接搜索暗物质。在这种实验中，在敏感体积内相互作用后产生的光通常由光电倍增管读出。需要去吨规模的群众，以探索更深的区域的参数空间，要求使用大面积光电倍增管。在本文中，我们解决了需要进行实验室校准测量这些大型光电倍增管，特别是在低温下，没有参考的制造商是可用的特性。我们目前的比较测试的光电管从两个公司。测试在与实际实验中的操作条件类似的条件下进行。测量最相关的光电管参数（量子效率、增益、线性度等）报告了在室温和液态氩温度下的情况。结果表明，所研究的光电管符合严格的要求，目前的暗物质搜索与贵液探测器进行。
2007-11-27 physics.ins-det
Unfolding the fast neutron spectra of a BC501A liquid scintillation detector using GRAVEL method
中子能谱的精确知识在基础研究和应用中是有用的。介绍了用BC 501 A液体闪烁探测器测量和展开快中子能谱的全过程。实验测量了Am-Be中子的反冲质子谱。利用NND 7程序对探测器的响应矩阵进行了模拟。结合反冲质子能谱和响应矩阵，采用GRAVEL迭代算法对中子能谱进行展开。开发了基于GRAVEL方法的MatLab程序。成功地展开了Am-Be源的连续中子能谱和D-T源的单能中子能谱，并与标准参考谱符合良好。展开的Am-Be谱比近年来人工神经网络展开的Am-Be谱更精确。
2013-11-28 physics.ins-det
The liquid argon detector and measurement of SiPM array at liquid argon temperature
基于液态氩的粒子探测器（LAr）最近被认为是一种非常有吸引力的技术，可用于暗物质的直接探测以及相干弹性中微子-核散射的测量（CE $ν$ NS）。中国高能物理研究所氩组一直在研究LAr探测器技术，并已研制出稳定运行的LAr探测器。提出了利用双相LAr探测器测量台山核电厂CE $ν$ NS的方案，并正在进行研究开发工作。考虑到超低放射性纯度和高光子收集效率的要求，SiPM将是一个很好的选择，并将用于探测器。在这篇论文中，将介绍LAr探测器和SiPM阵列在LAr温度下的测量结果。
2020-06-02 hep-ex physics.ins-det
A response matrix determined with a coincidence-based acquisition for correction of charge sharing spectral distortions in energy-resolved photon counting detectors
本文提出一种基于符合响应矩阵的模型无关方法，通过均匀辐照校准电荷共享概率，用于校正光子计数探测器中的电荷共享谱畸变，其性能接近聚类算法且抗噪声能力更强。
2025-08-28 physics.ins-det physics.med-ph
Performance of bare high-purity germanium detectors in liquid argon for the GERDA experiment
锗探测器阵列（GERDA）将在INFN的国家格兰萨索实验室寻找76 Ge中的无中微子双β衰变。富含76 Ge的裸高纯度锗探测器将浸没在液态氩中，同时作为屏蔽外部放射性和冷却介质。在GERDA第一阶段，将重新部署以前由海德堡-莫斯科和IGEX合作运行的再处理富锗探测器。在操作浓缩探测器之前，在GERDA地下探测器实验室用非浓缩裸HPGe探测器进行测试，以测试第一阶段探测器组件、探测器处理协议、翻新技术，并研究在液氩中的长期稳定性。在不同的γ辐照条件下，对液态氩和液态氮中的漏电流进行了广泛的研究。总共有三个非浓缩的高纯度p型原型锗探测器已成功运行。探测器性能在长期测量中保持稳定。首次报道了高纯锗裸探测器在液氩中的性能。
2008-12-10 hep-ex physics.ins-det
What surfaces in the operation of noble liquids dark matter detectors
本研究揭示惰性液体暗物质探测器运行中液体表面带电粒子积累引发的宏观效应及信号抑制问题，指出大型探测器需调整设计。
2023-07-08 hep-ex physics.ins-det
Measuring Fast Neutrons with Large Liquid Scintillation Detector for Ultra-low Background Experiments
我们开发了一个12升体积的中子探测器，充满了液体闪烁体EJ 301，测量中子在地下实验室，其中暗物质和中微子实验的位置。探测器目标是一个圆柱体，内部涂有反射涂料（95%反射率），可显著增加探测器的光收集。我们演示了几种校准技术，使用点源和宇宙射线μ子的能量高达20兆电子伏的大型液体闪烁探测器。首次使用大型液体闪烁体显示了使用脉冲形状鉴别的中子-伽马分离，其中几个MeV中子到数百个MeV中子。
2013-06-12 hep-ex physics.ins-det
Discovery potential for supernova relic neutrinos with slow liquid scintillator detectors
超新星遗迹中微子的探测可以为我们目前对恒星和宇宙演化的理解提供关键支持，对这些中微子的精确测量可以产生对宇宙的新见解。本文研究了使用线性烷基苯（LAB）作为慢液体闪烁体探测超新星遗迹中微子的潜力。直链烷基苯具有良好的Cherenkov和闪烁光分离特性，为颗粒物的识别提供了一条新的途径。我们进一步讨论了当前实验中的关键问题，包括（1）水切伦科夫探测器中大气中微子的带电电流本底和（2）典型液体闪烁体探测器中大气中微子的中性电流本底。锦屏的千吨级LAB探测器拥有$\mathcal{O}$（10）年的数据，可以发现超新星遗迹中微子，其灵敏度与大容量水切伦科夫探测器、典型的液体闪烁体探测器和液氩探测器相当。
2017-03-04 hep-ex physics.ins-det
Low-Energy (<10 keV) Electron Ionization and Recombination Model for a Liquid Argon Detector
详细了解稀有液体探测器的电离过程，对于它们在诸如寻找暗物质和相干弹性中微子-核散射等应用中的应用是重要的。稀有液体探测器对低能电离事件的响应目前还知之甚少。我们描述了一种新的模拟工具，它预测了电子能量沉积（E <10 keV）在液态Ar中的电离产额，包括产额对外加电漂移场的依赖性。用新模型计算了$^{37}$ Ar β衰变和$^{55}$ Fe X射线在液氩探测器中产生的电离信号。
2014-03-14 physics.atom-ph physics.ins-det
Leakage Tests for Am-241 Solid Sources Used for Liquid Xenon Detector Monitoring
本文介绍了对用于监测液体氙探测器工作的固体Am-241放射源进行检验的实验测试。特别是，在极端温度条件下，在液氮中浸泡不同时间后，对放射性泄漏进行了测试。从所考虑的来源中没有检测到放射性损失。本文介绍了源的特性，测试方法和获得的结果。
2005-09-13 physics.ins-det physics.med-ph
Scintillation Balloon for Neutrinoless Double-Beta Decay Search with Liquid Scintillator Detectors
环境放射性是稀有衰变搜寻实验的主要背景，很难从探测器容器中完全去除这种杂质。我们提出了一个闪烁球作为液体闪烁体的活性容器，以确定这种不希望的放射性。根据我们的可行性研究，闪烁球使铋-钋序列衰变标记的效率为99.7%，假设Kamioka液体闪烁体反中微子探测器（KamLAND）型液体闪烁体探测器。这种利用来自钋的α射线的连续衰变的标记提高了对无中微子双β衰变的灵敏度，同时拒绝了来自铋的β射线背景。
2019-06-03 hep-ex physics.ins-det
Novel electron and photon recording concepts in noble-liquid detectors
我们提出了几个新的电离电子和双折射光子记录的概念，在贵液体探测器，在粒子和天体粒子物理学和其他领域的未来应用。这些涉及单相和双相检测器配置与组合的电致发光和气体和液体介质中的小电荷倍增。
2022-05-09 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A Monte Carlo Method for Rayleigh Scattering in Liquid Detectors
通过考虑极化率张量的取向涨落，提出了一种新的Monte Carlo方法来描述各向异性液体（如水和线性烷基苯）的角分布和极化分布。各向异性液体的散射光以$1+(1-ρ_v)/(1+3ρ_v)\cos^2θ$的角分布被去偏振，该角分布由去偏振比$ρ_v$修改。独立实验验证了LAB的仿真结果。该方法能更准确地了解光在大型液体探测器中的传播情况，有利于探测器重构技术的发展。
2022-02-24 hep-ex physics.ins-det
Predicting Transport Effects of Scintillation Light Signals in Large-Scale Liquid Argon Detectors
液态氩被用作中微子物理学和暗物质研究的探测介质。近年来，为了扩大闪烁光在液氩时间投影室中微子探测器中的应用，需要发展先进的模拟闪烁光的方法。目前可用的方法往往是令人望而却步的缓慢或不精确的，由于检测器的大小和中微子束相互作用沉积的能量的组合。在这项工作中，我们提出了一个半解析模型来预测氩闪烁光的数量观察到的光探测器的精度优于$10\%$，仅基于闪烁和光探测器之间的相对位置。我们还提供了一种方法来预测这些光子的传播效应占到达时间的分布。此外，我们提出了一个等效模型来预测探测器阴极上存在波长漂移、高反射层的情况下的光子数量及其到达时间。我们提出的方法可以用来模拟光在大型液氩探测器，如DUNE或SBND，也可以应用到其他探测器介质，如液体氙或氙掺杂液氩。
2021-04-05 hep-ex physics.ins-det
The Daya Bay Antineutrino Detector Filling System and Liquid Mass Measurement
大亚湾反应堆中微子实验测量中微子混合角θ 13的精度达到世界领先水平。该实验使用8个装有20吨掺钆液体闪烁体的反中微子探测器，探测大亚湾核电站通过逆β衰变反应释放的反中微子。sin^{2}2θ {13}的精确测量依赖于距离反应堆近（400 m）和远（约1.8 km）探测器之间的相对反中微子相互作用率。每个检测器中测量的相互作用速率与液体闪烁体靶中的质子数成正比。研制了一种精密的探测器填充系统，可同时填充反中微子探测器的三个液体区，并测量探测器之间的相对目标质量<0.02%。本文介绍了该系统的设计、操作和性能，以及由此产生的探测器目标液体质量的精确测量。
2013-11-09 hep-ex physics.ins-det
An Alternative Design for Large Scale Liquid Scintillator Detectors
由于光电倍增管（PMT）的固有放射性，需要将闪烁区与光电倍增管（PMT）分离，因此大规模液体闪烁体检测器的构造变得复杂。这通常使用丙烯酸或尼龙屏障来完成，其自身的活性也可以导致大量低能量（MeV）研究的基准检测体积的大幅减小，并且其构造对于较大的检测器体积变得越来越困难和昂贵。在这里，我们提出了一个初步的模拟研究的替代几何结构称为SLIPS（分层液体平面闪烁体），其目的是避免这种物理障碍，而不是使用层的疏脂液体分离光电倍增管的闪烁区域。
2022-04-19 hep-ex physics.ins-det
Proof-of-principle measurements with a liquid-scintillator detector using wavelength-shifting optical modules
基于测试束测量，我们研究了液体闪烁体探测器的响应，该探测器配备有波长偏移光学模块，该模块被提出用于例如IceCube实验和SHiP实验，并且绝热光导被观察到由光电倍增管或由硅光电倍增器的阵列。我们报告的效率，时间分辨率和探测器对不同粒子类型的响应，并指出潜在的方法来提高探测器的性能。
2018-12-16 hep-ex physics.ins-det
Development of liquid xenon detectors for medical imaging
本文介绍了我们研制的用于医学成像、正电子发射断层成像和单光子成像的液体氙探测器。文中还简要地叙述了几种适用于探测氙闪烁的光子探测器（光电倍增管和大面积雪崩光电二极管）的研究结果。
2002-11-28 physics.ins-det physics.med-ph
Radon background in liquid xenon detectors
222Rn的放射性子体同位素是针对小信号率的液体氙探测器中风险最高的污染物之一。惰性气体从探测器表面永久地散发出来，并与氙靶混合。由于其半衰期长，222 Rn均匀分布在目标中，其随后的衰变可以模拟信号事件。由于没有屏蔽是可能的，这个背景源可以在未来的大规模实验中占主导地位。本文提供了一个概述的策略，用于减轻这种来源的背景材料的选择和在线除氡技术。
2017-12-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Toward precise neutrino measurements: An efficient energy response model for liquid scintillator detectors
液体闪烁体探测器在低能中微子实验中发挥着越来越重要的作用。在这篇文章中，我们描述了一个通用的液体闪烁体探测器的能量响应模型，提供子百分之精度的能量估计。该模型拟合了一组最小的物理激励参数，这些参数捕获闪烁体响应的基本特征，并且可以自然地解释闪烁体随时间的变化，有助于避免相关的偏差或系统不确定性。该模型采用一步计算和查找表，产生一个即时的估计能量和一个有效的框架，量化系统的不确定性和相关性。
2017-12-29 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction of Point Events in Liquid-Scintillator Detectors Subjected to Total Reflection
外水缓冲层是液体闪烁体中微子探测器屏蔽外辐射本底的一种经济的选择。然而，闪烁光在介质边界处的相应全反射给检测器光学器件引入了额外的复杂性。本文通过研究全反射如何使光子传播复杂化并降低重建质量，建立了一个精确的探测器响应模型。我们首先参数化的检测器响应回归，提供一个无偏的能量和顶点重建的全反射区域，同时保持控制下的参数的数量。从锦屏原型的事件简并的经验，我们然后确定的根本原因是重建似然函数中的多模态，由缓冲器的折射率，探测器的规模和PMT覆盖范围。为了避免多模态，我们提出了一个简单的标准的基础上预期的光电倍增管之间的光电子计数比。该标准将用于确保成功，在未来的液体闪烁体探测器，保证事件重建的有效性。
2022-09-22 hep-ex physics.ins-det
Liquid Argon Cryogenic Detector Calibration by Inelastic Scattering of Neutrons
本文提出了一种标定低温液氩探测器对8.2keV反冲的响应的方法。该方法利用聚变DD中子发生器产生的单能中子的非弹性散射过程。非弹性散射的运动学特征导致相对于具有相同反冲能量和兼容能量分辨率的传统方案利用弹性散射的有用事件的计数率充分（40倍）增加。所提出的校准方案的益处最好通过使用标记中子发生器作为中子源来实现，其允许消除源自低温检测器和散射中子的附加检测器上的信号的偶然重合的背景。
2014-07-10 hep-ex physics.ins-det
A Liquid Scintillation Detector for Radioassay of Gadolinium-Loaded Liquid Scintillator for the LZ Outer Detector
我们报告LUX-ZEPLIN（LZ）“筛选器”的设计和性能，这是一种小型液体闪烁体探测器，由$\approx 23$ kg的LAB基钆负载液体闪烁体（GdLS）组成，用于LZ外部探测器。外层探测器将装有17.3吨钆激光系统，并将围绕着LZ的中央液体氙时间投影室。它的主要功能将是否决液态氙中的中子单散射事件，这可能模拟WIMP暗物质信号。为满足外部检测器的要求，GdLS中的放射性杂质水平必须保持低于$\lesssim0.07$ mBq/kg。该背景水平对应于高于100 keV的能量阈值的$\approx50$ Hz的速率。在Sanford Underground Research Facility的Davis实验室中，在前LUX防水罩的超低本底环境中操作筛选器，用于GdLS的放射性测定。仔细选择探测器材料和使用超低背景光电倍增管可以测量各种放射性杂质。闪烁体中的$^{14}\textrm{C}$ / $^{12}\textrm{C}$比测量为$(2.83\pm0.06\textrm{(stat.)}\pm0.01\textrm{(sys.)}) \times 10^{-17}$。脉冲形状鉴别的使用允许通过拟合从$α$和$β$事件收集的光谱来测量贯穿$^{238}\textrm{U}$、$^{235}\textrm{U}$和$^{232}\textrm{Th}$链的同位素浓度。我们发现…
2019-05-28 hep-ex physics.ins-det
A method to suppress dielectric breakdowns in liquid argon ionization detectors for cathode to ground distances of several millimeters
我们提出了一种方法，以达到电场强度高达400千伏/厘米的液氩阴极接地距离为几毫米。这可以通过抑制来自阴极的场发射来实现，克服我们先前报道的限制。
2014-06-16 hep-ex physics.ins-det
Charge sharing in single and double GEMs
气体电子倍增器（GEM）已成为COMPASS、LHCb等高速率粒子物理实验中广泛使用的技术，并被用作其他实验（如ALICE TPC）即将升级版本的读出系统。抗辐射性、抗老化性和抗放电稳定性是此类探测器在高速率实验中长期运行的主要标准。特别地，放电是一个严重的问题，因为它可能对检测器以及读出电子设备造成不可逆的损坏。放大区域内的电荷密度是检测器稳定性的限制因素。通过使用多个器件，从而在不同阶段共享电子倍增，最大可持续增益可以增加几个数量级。对此的一个常见解释是横向电子扩散，加宽了电子云并降低了最后一个倍增器中的电荷密度。不过，这一点尚未得到证实。在我们的工作中，我们使用加菲尔德模拟框架作为一种工具，以提取相关的信息传播的电子云的横向尺寸，从而估计在GEM孔的多个阶段的电荷密度。对于一个给定的气体混合物，我们将提出的电荷共享的初步结果，在不同的电场配置下使用单双GEM探测器和其他可测量的探测器参数，如单点位置分辨率的影响。
2020-05-27 hep-ex physics.ins-det
