3D cosmic-ray muon tomography using portable muography detector
三维（3D）μ子断层扫描的可行性论证进行了基础设施等效的目标，使用拟议的便携式muography探测器。对于目标，我们使用了两组放置在不同高度的铅块。该探测器由两个μ子位置敏感探测器组成，探测器由塑料偏振光纤（PSF）和多像素光子计数器（MPPC）组成，角分辨率为8 msr。采用极大似然-期望最大化（ML-EM）方法进行三维成像重建。对于仿真和实验，块的重构位置产生与块的布置的先验知识一致的结果。该结果表明，通过使用便携式muography检测器的11个检测位置对基础设施规模目标进行成像，基础设施的3D断层成像的潜力。
2021-07-27 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Design and Development of Portable RPC-Based Cosmic Muon Tracker
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本文介绍了基于RPC技术的便携式宇宙μ子探测器的设计与开发，用于小规模粒子实验和学生培训。
2026-02-26 hep-ex physics.ins-det
Towards a portable high-resolution muon detector based on Resistive Plate Chambers
当面临具有挑战性的物流和受限环境时，使用常规成像技术变得有问题。特别是，这种情况在考古和采矿勘探以及核废料定性领域并不罕见。对于这些应用，即使使用muography也是复杂的，因为检测器必须部署在具有有限的仪器空间的困难区域中，例如，狭窄的隧道为了解决这一限制，我们已经开发了一种便携式μ介子探测器（muoscope）的基础上玻璃电阻板室（RPC）的有效面积为16 $\times$ 16厘米$^{2}$。在开发我们的第一个原型时考虑的具体设计目标是便携性，鲁棒性，自主性，多功能性，安全性和低成本。为了帮助进一步提高我们的设计目标，我们目前正在研究将敏感单元从旧原型中的条带切换到新原型中的像素的可能性。然而，为了执行高分辨率muography，每层的读出单元数量也需要显着增加，导致muoscope的整体成本和功耗增加。为了缓解这些问题，我们正在开发一种新的2D多路复用算法，用于用单个电子通道读出多个像素。本文对探测器的发展进行了综述，主要介绍了探测器的设计目标和探测器技术的选择。此外，我们提出的新原型的预期变化的细节，以及基于一般原则的模拟2D多路复用研究。
2022-02-02 physics.ins-det
Measurement of atmospheric muon angular distribution using a portable setup of liquid scintillator bars
鉴于全世界对寻找新物理学的稀有信号的兴趣，在不同地点和高度测量宇宙起源粒子变得越来越重要。在这项工作中，我们报告测量μ子天顶角分布和积分通量使用四个一米长的液体闪烁棒的便携式装置。通过光电倍增管和8通道数字化仪从两侧读取每个闪烁体条。我们利用闪烁体的能量沉积和出色的定时来构建二维轨道，从而构建带电粒子的角度。我们使用液体稀释器，因为它们具有脉冲形状鉴别（PSD）的额外优点，其可用于检测μ子诱导的粒子。利用能量沉积、事件时间窗和PSD切割等方法来消除随机背景和相关背景。此外，我们提出了三个轨道质量参数，用于获得一个干净的μ子谱。天顶角测量在$60^\circ$之前进行。通过我们改进的分析，我们证明了3个杆的设置也可以用于更快和更精确的测量。测量的垂直μ子通量为$66.70 \pm 0.36 \pm 1.50$ $/m^2/sr/s$和位于印度孟买的$\cos^n θ$中的$n=2.10 \pm 0.05 \pm 0.25 $（$19^{\circ}$ N，$72.9^{\circ}$ E），海平面处μ子动量高于$255$ MeV/ $c$。μ子通量受多种因素的影响，最重要的因素是纬度、高度和μ子的动量切割，因此像这样的便携式装置可以在各种位置进行此类测量。
2022-04-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Performance testing of gas-tight portable RPC for muography applications
本文面向缪子成像现场应用，研发了便携式气密玻璃基RPC及多通道DAQ系统，通过噪声滤波提升缪子探测精度，并以缪子吸收测量验证了探测器的应用性能。
2024-02-23 hep-ex physics.ins-det
MuGrid-v2: A novel scintillator detector for multidisciplinary applications
针对缪子成像探测器成本高的问题，开发了一种耦合单体塑料闪烁体与光导阵列的新型探测器MuGrid，其原型空间分辨率达毫米级，实地实验验证了其解析建筑几何特征的有效性。
2025-05-26 hep-ex physics.ins-det
Towards portable muography with small-area, gas-tight glass Resistive Plate Chambers
使用大气μ子的成像技术，统称为新词“muography”，近年来已经取得了巨大的增长，主要是由于其广泛的应用。最著名的方法包括但不限于：火山学、考古学、土木工程、核反应堆监测、核废料表征、地下测绘等。这些方法是基于μ子的衰减或偏差来成像大型和/或密集的物体，其中传统技术无法工作或其使用变得具有挑战性。在这方面，我们已经建立了一个muography望远镜的基础上“迷你玻璃RPC飞机”的设计类似的玻璃RPC探测器开发的CALICE协作和使用的TOMUVOL实验中的火山射线照相的背景下，但较小的活动面积（16 $\times$ 16厘米$^{2}$）。紧凑的尺寸使其成为一个有吸引力的选择，相对于其他探测器以前采用类似规模的成像。这种设计的一个重要创新是探测器是密封的。这使得探测器更便携，并解决了地下和/或小房间内操作的气体探测器的常见安全和后勤问题。本文概述了我们的指导原则，探测器的开发和我们的操作经验。借鉴的经验教训，从第一个原型，我们还讨论了我们未来的方向改进的第二个原型，主要集中在最近通过的丝网印刷技术的玻璃板的电阻涂层。
2020-12-08 physics.ins-det
CosmicWatch: The Desktop Muon Detector(v3X)
University of Delaware（特拉华大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文介绍CosmicWatch v3X桌面缪子探测器，一种低成本便携设备，通过硬件固件改进提升灵敏度与数据采集，适用于教育和科普研究。
2025-10-23 physics.ins-det
From Tunnel Overburden Reconstruction to Tidal Measurements via atmospheric muon
Chung-Ang University（中央大学）
该研究通过HAWLU升级系统，利用动态缪子成像技术，在保宁海底隧道实现米级精度的潮汐水位测量，验证了其在移动便携式探测器及随时间变化目标测量中的能力。
2026-10-09 hep-ex physics.ins-det
Fieldable Muon Momentum Measurement using Coupled Pressurized Gaseous Cherenkov Detectors
宇宙射线μ子呈现辐射背景的大部分，并且根据感兴趣的应用，μ子可以被视为背景噪声，例如，辐射测绘、辐射防护、剂量测定，或者作为有用的询问探针，例如宇宙射线μ子断层摄影术。值得注意的是最近的发展μ子散射层析成像已成为一个前瞻性的非侵入性监测方法的许多应用，包括乏核燃料桶监测和地质层析成像。然而，在现场测量μ子动量仍然非常具有挑战性，尽管有明显的好处，而不诉诸大型和昂贵的量热计，环形成像仪或飞行时间探测器。CNL和INFN最近的努力已经开发出基于多重库仑散射的大型原型，再加上μ子动量重建算法。虽然这些努力显示出希望，但没有便携式探测器可以在现场测量μ子动量。在这项工作中，我们提出了一个新的概念，测量μ介子动量使用耦合加压气体切伦科夫辐射。通过仔细选择每个辐射器处的气体压力，我们可以优化μ子动量阈值，从而检测到μ子信号。这样，通过辐射体的μ介子将只触发那些动量阈值小于实际μ介子动量的辐射体。通过测量每个辐射体中切伦科夫信号的存在，我们的系统可以估计μ子动量。这种概念的主要好处是它可以足够紧凑和便携，使得它可以单独地或与现有的断层摄影系统组合地部署在现场。
2022-01-04 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
RPC Telescope Tests for Muon Detection at Laser-Plasma Accelerators
UCLouvain（天主教鲁汶大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）；ELI Beamlines（极端光基础设施光束线设施）；University of Maryland（马里兰大学）
研究在ELBA设施中测试RPC探测器用于高能电子束产生μ子的可行性，验证了探测器在强辐射环境下的稳定性和跟踪性能。
2026-10-30 physics.ins-det
Stacked geometry concept for CosmicWatch based muon detectors in coincidence mode
University of Louisville（路易斯维尔大学）
本文提出了一种基于堆叠几何结构的低成本muon探测器，通过coincidence模式提高信号纯度，并在日全食期间验证了其稳定性和可靠性。
2026-01-15 physics.ins-det
Small-area Portable Resistive Plate Chambers for Muography
为简化偏远地区运输与安装，本文开发基于RPC的全便携式自主缪子望远镜，通过对比两个玻璃RPC原型并构建改进的双间隙RPC，展示了探测器性能、读出板比较及技术进展。
2023-11-19 hep-ex physics.ins-det
The Physics Behind the CosmicWatch Desktop Muon Detectors
CosmicWatch桌面μ子探测器是麻省理工学院（MIT）和波兰国家核研究中心（NCBJ）的本科生物理项目，该项目结合了电子商店技术开发的各个方面。该探测器的设计是低功耗和非常便携的，这为学生探索开辟了广泛的物理学。本文档描述了桌面μ子探测器背后的物理原理，并探讨了可以使用探测器进行的可能测量。特别是，我们探索与地磁场，大气条件，宇宙射线簇射成分，物质中的粒子衰减，放射性和泊松过程的统计特性相关的各种物理现象。
2019-07-31 hep-ex physics.ed-ph physics.ins-det
Atmospheric muons as an imaging tool
基于大气μ子的吸收或散射的成像方法，统称为新词“μ子成像”，利用了大气中宇宙射线相互作用产生的丰富的μ子自然通量。近年来，在各种创新的多学科方法中，muography方法的发展急剧上升，以研究自然或人造结构的内部，在粒子物理学，地质学和考古学等通常不相关的学科之间建立协同作用。Muography还承诺通过岩土工程调查，核废料调查，国土安全和自然灾害监测立即产生社会影响。我们的目的是介绍这个充满活力的研究领域，从方法基础的物理原理开始，并回顾在特定用例中应用muography方法的几个最新进展，没有任何穷尽的借口。然后，我们描述了主要的探测器技术和成像方法，包括它们与其他学科的传统技术相结合，在适当的情况下。最后，我们批判性地讨论了一些悬而未决的问题，影响了各种各样的应用程序，并在解决这些问题的最新技术水平。
2019-06-10 physics.app-ph physics.ins-det
Flux Variation of Cosmic Muons
在本文中，我们分析了宇宙辐射通量随海拔高度，一年中的时间和环境温度的变化与便携式宇宙μ子探测器的帮助下，其中的建设是由南阿肯色大学（SAU）在劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的一个团队完成。宇宙μ子和γ射线穿过通过光导连接到两个光电倍增管（PMT）的两个同步放大器，并产生电子脉冲，我们使用数据采集板（DAQ）进行计数。由于μ子是高能宇宙射线与大气原子核碰撞的产物，因此会大量落在地球上，所以为了便于探测，将这些介子水平放置。海拔测量记录在不同的位置，从60英尺以下的海平面在地下辐射计数实验室在约翰逊航天中心，得克萨斯州，到4200英尺的山。加利福尼亚州汉密尔顿中间位置包括海平面加尔维斯顿湾，德克萨斯州和山。杂志，AR（2800英尺）。数据点显示，随着海拔的增加，通量明显增加，与纬度无关。调查宇宙射线对温度和一年中时间的依赖性的测量在阿肯色州的木兰花当地进行。我们发现宇宙μ子通量是均匀的，似乎是独立的地球上的条件，并与温度反相关。我们确信太阳对宇宙射线通量的影响极小甚至为零;它不可能是这种背景辐射的主要来源。宇宙辐射的来源仍然是当今物理学中最大的未解之谜之一。
2012-03-01 physics.ins-det
Muons for cultural heritage
本文探讨了利用宇宙射线产生的缪子进行文化遗产无损地下成像的可行性，通过早期模拟研究探索了缪子成像的小尺寸极限及其在文化遗产保护中的应用潜力。
2023-09-15 physics.ins-det
Fieldable muon spectrometer using multi-layer pressurized gas Cherenkov radiators and its applications
宇宙线μ子作为一种非常规的辐射探针在许多领域有着广泛的应用。为了在工程应用中利用宇宙射线μ子，必须知道两个重要的量，轨迹和动量。μ子的轨迹很容易重建使用具有高空间分辨率的双重探测器阵列。然而，精确测量μ介子动量是很难实现的，而不部署大型和昂贵的光谱仪，如螺线管磁铁。在这里，我们提出了一种新的方法来估计μ子动量使用多层加压气体切伦科夫辐射。这是精确的，便携的，紧凑的（<1 m3），并且很容易与现有的μ子探测器耦合，而不需要笨重的磁性或飞行时间光谱仪。结果表明，我们的新型μ子谱仪不仅可以在0.1至10.0 GeV/c的动量范围内以+-0.5 GeV/c的分辨率测量μ子动量，而且还可以高精度（~90%）重建宇宙μ子谱。
2022-01-01 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Exploring Advanced Detector Technologies for Muon Radiography Applications
本文研究将mRPC和THGEM等先进气体探测器用于μ子成像，以提升μ子望远镜的时间与空间分辨率及本底抑制能力，并报告原型设计与Geant4模拟的初步结果。
2024-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the muon flux in the bunker of Monte Soratte with the CRC detector
在PIMMY项目的背景下，需要一个具有相当低的宇宙起源诱导背景的地点，这使得我们测量位于罗马（意大利）以北约50公里的Monte Soratte掩体内的差分μ子通量。测量是用便携式跟踪设备宇宙射线立方体（CRC）进行的。宇宙射线立方体的简单操作对于最终完成测量至关重要，因为它们是在COVID-19封锁期间和缺乏科学设备的场地进行的。在Soratte hypogeum测量的μ子通量比在表面上观察到的通量低两个数量级以上，这表明可能使用Mt。Soratte地堡，用于举办要求低环境背景的天体粒子物理学实验。
2021-06-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Development and Performance Analysis of Glass-Based Gas-Tight RPCs for Muography Applications
National Institute of Science Education and Research Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔国家科学教育与研究所）；Ghent University（根特大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
本文开发了一种基于玻璃阻性板室（RPCs）的便携式气密型缪子探测器系统，研究了其电极表面电阻率的时间演变及不同电压阈值下的探测效率，并通过铅块缪子吸收实验验证了其在缪子成像应用中的可行性。
2025-04-10 physics.ins-det
A firmware oriented trigger algorithm for CMS Drift Tubes in HL-LHC
计划全面更换CMS（紧凑型μ子螺线管）探测器中现有的μ子触发系统，以在HL-LHC（高亮度大型强子对撞机）中预期的约$5-7.5\times10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的最大瞬时亮度下工作。在该计划中，为DT（漂移管）探测器设计的新的探测器上电子设备将以其最大的时间分辨率读出所有的腔室信息。一个新的触发系统，基于最高性能的FPGA，正在设计中，将能够提供精确的μ子重建和束流交叉识别。设计了一种易于移植到FPGA架构的算法来实现DT检测器的新触发原语信息。该算法从单线DT命中重建μ子段，由于单元中的漂移时间，该命中包含400 ns的时间不确定性。该算法提供了DT室可实现的最大分辨率，并使硬件系统更接近离线性能。模拟结果和新的电子测试台的第一次实施将显示。
2019-10-31 hep-ex physics.ins-det
Towards Non-Invasive Sediment Monitoring Using Muography: A Pilot Run at the Shanghai Outer Ring Tunnel
本研究在上海外环隧道部署双层塑料闪烁体探测器，验证了宇宙射线缪子成像作为非侵入式方法监测水下隧道沉积物淤积与潮汐效应的有效性，证实其可作为长期实时监测水下基础设施的稳健工具。
2025-08-19 physics.app-ph physics.ins-det
A Compact Two-Dimensional Radiation Detector for Educational Applications
本研究开发了手掌大小的二维缪子探测器SAKURA，仅用四个SiPM，成本低于1000美元，由高中生完成设计与测试，实现了低成本、易用的辐射成像。
2025-09-08 physics.ed-ph physics.ins-det
