Development and Characterization of a Multi-APD Xenon Electroluminescence TPC
在3.8巴的纯氙压力下，研究了采用多雪崩光电二极管（APD）读出的电致发光（EL）时间投影室（TPC）的性能。相互校准和重建方法的开发和应用的数据产生的能量分辨率为5.3 $\pm$ 0.1半高宽为59.5 keV的伽马从$^{241}$ Am。该结果用基于Geant 4和Penelope的Monte Carlo（MC）再现，其预测所使用的设置的5.2 \% FWHM。APD间距为15 mm时，点分辨率为$\approx 0.5$ mm。这些结果表明，多APD读出是一种有竞争力的技术，为EL探测器填充纯氙。
2014-12-18 physics.ins-det
Electroluminescence and charge multiplication in liquid xenon with a VCC-like Microstrip Plate
本文首次在液态氙中利用VCC微条板实现电致发光与电荷倍增，测得初始光产额460光子/电子，稳定后为27光子/电子，增益小于10，展示其在暗物质和中微子探测中的潜力。
2025-10-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A simulation toolkit for electroluminescence assessment in rare event experiments
在优化用于暗物质搜索的双相惰性气体探测器和用于无中微子双β衰变探测的高压氙TPC时，充分理解电致发光是一个先决条件。利用Magboltz和Garfield程序开发了一个计算电子与氖、氩、氪和氙碰撞发光的模拟工具包。计算的激发和电致发光效率，电致发光产额和相关的统计波动的电场的函数。与实验和蒙特卡罗模拟的良好协议已获得。
2011-03-31 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Extraction efficiency of drifting electrons in a two-phase xenon time projection chamber
本文介绍了在两相氙时间投影室中，准自由电子从液相到气相的引出效率的测量。测量范围的电场从2.4到7.1千伏/厘米的液体氙，对应于4.5至13.1千伏/厘米的气态氙。提取效率继续增加，在最高的提取领域，这意味着额外的电荷信号，可以通过仔细的高电压工程的栅极阳极区域在两相氙探测器中获得。
2018-01-07 hep-ex physics.ins-det
Operation of a dual-phase xenon detector with wavelength sensitivity from ultraviolet to infrared
本研究运行一台170–1700 nm灵敏的双相氙时间投影室，观测并分析液体闪烁和气体电致发光相关的红外信号，表明其可提升信号识别与本底排除。
2025-07-25 hep-ex physics.ins-det
Proposal of a Geiger-type Single-Phase Liquid Xenon Time Projection Chamber as Potential Detector Technique for Dark Matter Direct Search
以液态氙为靶材料的双相时间投影室是直接寻找暗物质最成功的探测器之一，在过去的几十年里，它使寻找弱相互作用大质量粒子的灵敏度提高了近五个数量级。然而，在下一代暗物质搜索实验（$\sim$ 50吨敏感质量）中，对于双相液体氙时间投影室用作探测器，在达到足够高的漂移电子场强和足够低的背景速率方面，仍然存在很大的挑战。在这里，我们提出了一个单相液体氙时间投影室与探测器的几何形状类似的盖革计数器，作为一个潜在的探测器技术，为未来的暗物质搜索，权衡场的均匀性少孤立的电荷信号。初步的场模拟和信号重建研究表明，这种单相时间投影室在技术上是可行的，并具有足够好的信号重建性能，可用于暗物质的直接搜索。
2021-06-17 hep-ex physics.ins-det
First proof of topological signature in the high pressure xenon gas TPC with electroluminescence amplification for the NEXT experiment
NEXT实验的目的是观察高压Xe 136气体TPC中氙的无中微子双β衰变，使用电致发光（EL）放大电离信号。该技术的主要优点之一是可以重建能量接近Qbb的事件的拓扑结构。本文提出了第一个演示，拓扑结构提供了额外的处理，以拒绝背景事件使用的NEXT-DEMO原型获得的数据。由Na 22 1275 keV γ相互作用产生的单电子和由来自Th 228衰变链的γ转换产生的电子-正电子对被用于表示双β衰变中的背景和信号。这些数据被用于开发用于轨迹重建和端点处沉积的能量的识别的算法，提供24.3 ± 1.4（统计）%的额外背景抑制因子，同时对于信号事件保持66.7 ± 1%的效率。
2016-01-18 hep-ex physics.ins-det
A Noble Gas Detector with Electroluminescence Readout based on an Array of APDs
我们提出的雪崩光电二极管（APD）的阵列的电致发光检测器的读出操作的结果。探测器包含24个APD，它们之间的间距为15 mm，允许同时进行能量和位置测量。在氙（3.8巴）和氩（4.8巴）进行测量，显示出良好的能量分辨率为5.3%FWHM在60 keV的氙和9.4%，在氩气中分别。在蒙特卡洛研究之后，可以通过减小传感器之间的间距来显著提高性能。
2015-11-06 physics.ins-det
Gaseous argon time projection chamber with electroluminescence enhanced optical readout
本文设计并首次运行了一种光学读出的气态氩时间投影室，通过在ThGEM下游施加约3 kV/cm的电场实现电致发光增强，使总光产额提高至三倍，并测得每个二次电子探测到18.3个光子。
2023-10-28 hep-ex physics.ins-det
Development of Dual-phase Xenon TPC with a Quartz Chamber for Direct Dark Matter Search
在双相氙时间投影室（TPC）中密封石英室的想法有可能提高未来直接搜索暗物质的探测器灵敏度。在未来的暗物质实验中，TPC探测器面临的一个主要挑战是减少内部背景，如$^{222}$ Rn和电离信号的恶化，由于电负性杂质。密封的石英腔室可以将TPC的敏感体积与外部干扰隔离，因此预计可以防止由放射性和负电性杂质引起的污染，这些杂质来自外部检测器材料。在日本的神冈天文台，我们开发了一种TPC，它带有一个石英腔室，其中含有$ϕ48 \times 58$ mm体积的液体氙。在这个开发阶段，我们的目标不是石英腔室的完美密封性。我们的目标有两个：首先，通过使用校准源来证明TPC中石英材料的存在不会影响其操作;其次，对TPC的特性进行定量测量。在75- 384 V/cm的电场范围内，我们成功地测量了液体氙中电子的漂移速度为1.2- 1.7 mm/ $μ$ s，还观察到单个电离电子产生的小S ~ 2信号，光产额为16.5 $\pm$ 0.5 PE。这些结果与预期值一致;因此，我们的演示为结合石英室的TPC提供了原理证明。
2020-09-13 hep-ex physics.ins-det
High Resolution Gamma Ray Detection in a Dual Phase Xenon Time Projection Chamber
双相氙时间投影室（XeTPC）作为一种有前途的直接探测暗物质的技术，正被一些实验所使用。我们报告的设计和性能的一个小的3-D敏感的双相XeTPC。探测器中心的位置分辨率为2 mm，受比例闪烁区网孔尺寸的限制。在0.5kV/cm的漂移场下，电离和闪烁信号的结合使662 keV γ射线的能量分辨率达到1.6%（σ /E）。这代表了液体氙探测器中实现的最佳能量分辨率。能量分辨率仅轻微地依赖于漂移场。对于100 V/cm ~ 2 kV/cm的漂移场，662 keV γ射线的能量分辨率（σ /E）优于2%。双相XeTPC具有高的位置和能量分辨率，在无中微子双β衰变探测和γ射线成像方面也有潜在的应用。
2013-12-03 hep-ex physics.ins-det
First Imaging Results of a Bubble-assisted Liquid Hole Multiplier with SiPM readout in Liquid Xenon
首次给出了液体空穴倍增器（LHM）与四极硅光电倍增器（SiPM）阵列耦合后在液体氙中的成像结果。由5.5 MeV α粒子沉积在惰性液体中的电离电子被收集到厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔中，该电极具有被捕获在下面的氙气气泡。它们通过液-气界面漂移，在气泡内引起电致发光。由此产生的光子用Hamamatsu VUV 4 quad-SiPM阵列检测-提供具有6.6%的仅电荷RMS分辨率的沉积能量。图像重建分辨率估计为~200 um（RMS）。
2019-01-14 hep-ex physics.ins-det
Operation and performance of a dual-phase crystalline/vapor xenon time projection chamber
我们已经建立并运行了一个晶体/蒸汽氙TPC，目标是改善对暗物质的搜索。该仪器的动机是，β从氡衰变链衰变到基态目前限制了最先进的液体/蒸气氙实验。相比之下，由于氡链衰变的时间和能量特征，晶体氙靶具有标记和拒绝氡链背景的潜力。本文是第一个演示的晶体/蒸汽氙TPC与电致发光（气体增益）的电子信号读出。它还表明，在晶体氙的闪烁产额似乎是相同的，在液体氙，在以前的结果相反。
2022-03-30 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A new amplification structure for time projection chambers based on electroluminescence
介绍了一种简单的孔型二次闪烁结构（孔2 mm，间距5 mm，厚度5 mm），并在2-10 bar压力范围内的纯氙中演示了它的工作。这种新设备的特点是半透明，是通过IGFAE和CERN车间之间的合作制造的，完全依赖于辐射纯材料（丙烯酸和铜），在存在火花的情况下非常坚固，机械坚固，易于扩展，但通过相对简单的工艺制造。与整体的数字（在10巴），其特征在于由能量分辨率为18.9%（FWHM）的$^{55}$铁x射线，光增益m $_γ$ = 500 ph/e，并在减少领域的稳定操作超过两倍的一些目前正在运行的实验（$E_{EL}=3$ kV/cm/bar），这个家庭的结构似乎显示出很大的希望，电致发光读出大规模的检测器。如下文所述，进一步的改进具有使能量分辨率接近Fano因子并增加光学增益的潜力。
2019-07-07 physics.ins-det
Correlated Single- and Few-Electron Backgrounds Milliseconds after Interactions in Dual-Phase Liquid Xenon Time Projection Chambers
我们的特点是单电子和少数电子背景下观察到的双相液体氙时间投影室的时间尺度大大超过最大漂移时间后的相互作用。这些仪器背景限制了探测器对暗物质和宇宙成因中微子的灵敏度。使用普渡大学的~ 150 g液体氙探测器，我们研究了122 keV $^{57}$ Co康普顿相互作用后产生的这些背景在不同探测器条件下的表现。我们发现，在相互作用后，单电子和少电子信号的速率随时间遵循幂律。我们观察到线性增加的提取字段，并在单电子背景增加漂移场的速率增加。将速率归一化为主要相互作用的测量电离信号，速率随相互作用的深度线性增加。我们测试的假设，红外光子（1550 nm）将刺激和加速电子发射通过光剥离杂质，但发现，即使是1瓦的红外线不能减少这些背景。因此，我们提供了一个表征，可以通知低能量罕见事件搜索的背景模型。
2021-07-12 hep-ex physics.ins-det
Direct comparison of high voltage breakdown measurements in liquid argon and liquid xenon
随着贵液时间投影室尺寸的增长，其高电压要求增加，并且需要对介电击穿和电致发光的开始进行详细的、可再现的研究以告知其设计。氙击穿装置（XeBrA）是一个5升低温室，用于表征液态氙和液态氩的直流高压击穿行为。在阴极-阳极间距为1 ~ 6 mm、电压差为75 kV的条件下，对面积达33 cm $^2$的电极进行了测试。观察到击穿电场与电极面积之间呈幂律关系。在相同的实验装置中，液氩和液氙的击穿行为是可比的。
2019-12-16 hep-ex physics.ins-det
Spectroscopy of VUV luminescence in dual-phase xenon detectors
Imperial College London（帝国理工学院）
研究双相氙探测器中液相单重态和三重态发射及气体电致发光的光谱特性，为暗物质探测提供关键数据。
2025-12-24 hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence yield in pure krypton
在室温下研究了氪气闪烁间隙中电场对氪气电致发光产额的影响。已经使用大面积雪崩光电二极管来允许同时检测电致发光脉冲以及X射线的直接相互作用，后者被用作计算由电致发光脉冲产生的载流子的数量的参考，并且因此确定撞击光电二极管的光子的数量。获得了113个光子/kV/漂移电子的放大参数和2.7 Td（0.7 kV/cm/bar，293 K）的闪烁阈值，与文献中报道的模拟数据吻合得很好。另一方面，发现氪的电离阈值约为13.5 Td（3.4 kV/cm/bar），低于最近的模拟工作包所获得的值。氪的放大参数分别约为氙和氩的80%和140%。氪的电致发光产额对于氪基双相或高压气体探测器的建模非常重要，这可能用于未来的稀有事件探测实验。
2021-01-29 hep-ex physics.ins-det
HydroX, a light dark matter search with hydrogen-doped liquid xenon time projection chambers
本文提出 HydroX 概念，通过在液态氙时间投影室中掺入氢增强轻暗物质相互作用信号，并分析技术、本底问题及潜在灵敏度。
2025-05-19 hep-ex physics.ins-det
Optimal operating parameters for next-generation xenon gas time projection chambers
University of Texas at Arlington（阿灵顿德克萨斯大学）
本文研究了下一代GXeTPC探测器的设计参数对实验性能的影响，发现使用富集氙气的探测器在背景率方面优于自然氙气，且通过优化气体添加剂可有效降低扩散，实现背景率低于0.2事件/吨年。
2026-03-17 hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence TPCs at the thermal diffusion limit
NEXT实验的目的是使用高纯度氙TPC从${}^{136}$氘同位素中寻找假设的无中微子双β衰变。有效的歧视的事件，通过模式识别的拓扑结构的初级电离轨道是实验的主要要求。然而，它受到电子扩散的限制。众所周知，向氙中加入一小部分分子气体会减少电子扩散。另一方面，电致发光（EL）产率下降并且可实现的能量分辨率可能受到损害。在小型无漂移气体正比闪烁计数器样机上，研究了氙中加入几种分子气体（CO ${}_{2}$，CH ${}_{4}$和CF ${}_{4}$）对电致发光产额和能量分辨率的影响。我们比较了我们的结果闪烁特性（EL产率和能量分辨率）与微观模拟，获得在这些条件下的扩散系数。因此，对于CO ${}_{2}$、CH ${}_{4}$和CF ${}_{4}$，分别使用约0.05%、0.2%和0.02%的添加剂浓度，电子扩散可以从纯氙的约10 mm/ $\sqrt{\mathrm{m}}$降低到2.5 mm/ $\sqrt{\mathrm{m}}$。我们的研究结果表明，CF ${}_{4}$混合物在这些条件下呈现最高的EL产率，但由于在EL形成中观察到的巨大波动，能量分辨率非常差。CH ${}_{4}$呈现最佳的能量分辨率，尽管EL产率最低。将氙混合物的结果外推至NEXT-100 TPC的操作条件。CO ${}_{2}$和CH ${}_{4}$显示出作为大氙TPC中的分子添加剂的潜力，…
2018-10-30 hep-ex physics.ins-det
Low Energy Electronic Recoils and Single Electron Detection with a Liquid Xenon Proportional Scintillation Counter
本文表征了单相液态氙比例闪烁计数器（LXePSC）对低能电子反冲的响应，实现了约1keV电子反冲的高效探测及单电子观测，讨论了其在反应堆中微子探测的潜在应用。
2023-06-19 physics.ins-det
Measurement of single electron emission in two-phase xenon
我们提出了第一次测量的电致发光响应的发射单电子在两相惰性气体检测器。在ZEPLIN-II实验的31天背景运行期间，在薄气体层中检测到液体氙中产生的单电离电子，ZEPLIN-II实验是用于WIMP暗物质搜索的两相氙探测器。的压力依赖性和单电子响应的幅度与以前的测量在氙中的电致发光产率一致。我们讨论了不同的光电离过程作为本工作中研究的单电子样本的可能原因。这一观察结果可能对未来大规模两相系统的设计和操作产生影响。
2007-08-06 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
Topological signature in the NEXT high pressure xenon TPC
NEXT实验的目的是利用电致发光放大电离信号，在高压氙气TPC中观察氘-136的无中微子双β衰变。该技术的主要优点之一是可以使用能量接近Qbb的事件的拓扑作为拒绝背景的额外工具。在这些程序中，我们用原型的数据表明，24.3 +-1.4（统计）%的额外背景拒绝因子可以实现，同时保持66.7 ± 1. %的效率。信号事件。在新的实验中，下一阶段的预期性能是提高到12.9% ± 0.6%的背景接受度，信号效率为66.9% ± 0.6%。
2016-10-10 hep-ex physics.ins-det
HERETIX: A Hermetic, Enriched, Rare-Event Time Projection Chamber in Xenon
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Münster（明斯特大学）
提出HERETIX，一种双嵌套时间投影室的多吨级液氙探测器，同时优化弱相互作用大质量粒子搜索和$^{136}$Xe无中微子双β衰变探测，通过密封蓝宝石容器实现超低本底，10年曝光后$0\ u\eta\eta$半衰期灵敏度达$3.2 \ imes 10^{28}$年。
2026-06-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Development & Characterization of Electrodes for large-scale Xenon Time Projection Chambers
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文介绍了大规模氙时间投影室电极的设计与制造，通过模拟和测试实现了高电压电极的开发，并在XENONnT实验中安装用于探测暗物质和稀有事件。
2026-01-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Commissioning of a dual-phase xenon TPC at Nikhef
一个双相氙时间投影室在阿姆斯特丹的Nikhef建造，作为直接暗物质探测的研发设施。在本文中，设置和第一个结果，从一个$^{22}$钠伽马射线源的校准。结果表明，平均光产额为（5.6 $\pm$ 0.3）光电子/keV（计算到122 keV和零场），电子寿命为（429 $\pm$ 26）$μ$ s。在能量为511 keV时，最佳能量分辨率$σ_E/E$为（5.8 $\pm$ 0.2）%。这是使用闪烁和电离信号的组合来实现的。提出了一种基于孤立电子电致发光信号的光电倍增管增益校准技术，并讨论了该技术的优点和局限性。
2016-10-18 hep-ex physics.ins-det
Development of a dual-phase xenon time projection chamber prototype for the RELICS experiment
Tsinghua University（清华大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）；CNNC Sanmen Nuclear Power Company（中核三门核电有限公司）；The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)（香港中文大学（深圳））；Beihang University（北京航空航天大学）
RELICS实验利用双相氙时间投影室探测反应堆反中微子相干弹性散射。本文介绍了原型的设计、建造及运行性能，重点展示其核心子系统及运行中实现的亚keV能量阈值。
2026-03-11 hep-ex physics.ins-det
The XeBRA platform for liquid xenon time projection chamber development
XeBRA是一个灵活的低温平台，旨在对寻找稀有事件的液体氙探测器进行研究和开发。其超大的外部低温恒温器使安装各种探测器设计成为可能。我们介绍了该系统，包括它的低温，气体处理，数据采集和缓慢控制子系统。两个双相时间投影室的敏感质量在1公斤规模迄今已在XeBRA。利用这些数据，我们确定了液体氙中电子漂移速度的场依赖性。我们还测量了相对电荷和光产额为41.5 keV的能量存款从氪-83米与50 V/cm和677 V/cm之间的电漂移场。
2023-02-09 physics.ins-det
Field dependence of electronic recoil signals in a dual-phase liquid xenon time projection chamber
我们目前的测量光和电荷信号的双相时间投影室在电场变化从10 V/cm到500 V/cm和零场使用511 keV的伽马射线从$^{22}$钠源。我们确定的漂移速度，电子寿命，扩散常数，并在511千电子伏的电场的函数的光和电荷产量。此外，我们拟合的闪烁脉冲形状的有效指数模型，在低场的衰减时间为43.5 ns，在高场降低到25 ns。
2018-09-11 physics.ins-det
First Demonstration of a Scintillating Xenon Bubble Chamber for Detecting Dark Matter and Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering
2016年6月和11月在西北大学运行的30 g氙气泡室首次观察到过热液体中核反冲引起的同时气泡成核和闪烁。该室装有用于近红外气泡成像的CCD相机、用于检测175 nm氙闪烁光的日盲光电倍增管和用于检测来自生长气泡的超声发射的压电声换能器。从声学信号确定的成核时间用于将特定闪烁脉冲与气泡成核事件相关联。我们报告的数据从这个腔室的热力学“塞茨”阈值从4.2至15.0千电子伏。当暴露于$^{252}$ Cf中子源时，观察到的单个和多个气泡速率表明，对于8.3 keV的热力学阈值，使气泡成核所需的最小核反冲能量为$19\pm6$ keV（1 $σ$不确定度）。这与观察到的气泡成核事件的闪烁光谱一致。我们没有看到伽马射线在任何研究阈值下气泡成核的证据，设定了90%的C. L。在4.2 keV热力学阈值下，每个伽马相互作用的$6.3\times10^{-7}$气泡的上限。这表明比CF $_3$ I泡室中更强的伽马辨别力，支持闪烁产生抑制电子反冲的泡成核而核反冲照常成核泡的假设。这些测量建立了贵液泡室作为一个有前途的新技术，用于检测弱相互作用的大质量粒子暗物质和相干弹性中微子核散射。
2017-06-08 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Preparation and measurement of an $\rm ^{37}$Ar source for liquid xenon detector calibration
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）；Department of Physics&Center for High Energy Physics, Tsinghua University（清华大学物理系及高能物理中心）；Northwest Institute of Nuclear Technology（中核西北核技术研究所）；School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）
本文通过制备和测量氩-37作为液氙探测器的低能校准源，验证了其在暗物质实验中的校准有效性。
2025-09-05 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the 2.6 m tall two-phase xenon time projection chamber of Xenoscope
本文介绍了XLZD合作组提出的天体粒子物理观测站演示装置Xenoscope的2.6米高两相氙TPC的建造调试，实现了液态氙中长距离电子漂移演示等目标，并观测到宇宙缪子的光与电荷信号。
2025-02-17 astro-ph.IM physics.ins-det
Neutral bremsstrahlung electroluminescence in noble liquids
比例电致发光（EL）是用于两相暗物质探测器的物理效应，用于在气相中光学记录由液相中的粒子散射产生的电离信号。在我们以前的工作中，存在一种新的EL机制，即中性韧致辐射（NBrS）在惰性气体中，被证明在理论上和实验上，除了普通的EL机制，由于激基缔合物发射。在这项工作中，我们表明，类似的理论方法可以适用于稀有液体，即液态氦，氖，氩，氪和氙。特别是，光子产额和光谱的NBrS EL在稀有液体中首次被计算，使用的电子能量和输运参数的框架中得到的Cohen-Lekner和Atrazhev理论。讨论了所获得的结果与发展用于暗物质搜索和中微子实验的贵金属液体探测器的相关性。
2021-12-03 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
High Pressure Gas Xenon TPCs for Double Beta Decay Searches
本文综述了高压气氙时间投影室在无中微子双β衰变实验中的应用。首先，讨论了该技术的基本原理和该领域的历史发展。然后，提出了最先进的技术，包括吨级质量的下一代实验的前景。
2019-03-06 hep-ex physics.ins-det
Xenon Bubble Chambers for Direct Dark Matter Detection
寻找暗物质是当今最令人兴奋的领域之一。随着更大的探测器被建造以提高其灵敏度，背景减少是一个更具挑战性的问题。为此，提出了一种新型的暗物质探测器，氙泡室，其将液体氙TPC的强度（即逐事件能量分辨率）与泡室的强度（即对电子反冲不敏感）相结合。此外，这将是有史以来第一次暗物质探测器在所有三个探测通道上都是活跃的，氙探测器的电离和闪烁特性，以及过热流体中气泡形成的热量。初步模拟表明，根据阈值，可以实现99.99%到99.9999+ %的区分度，这与目前的许多实验相当或更好。纽约州立大学奥尔巴尼分校正在建造一个原型。原型目前正在进行密封，热和压缩测试。
2016-01-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Calibration of a two-phase xenon time projection chamber with a $^{37}$Ar source
我们校准两相氙探测器在0.27 keV的电荷通道和在2.8 keV的光和电荷通道使用的$^{37}$ Ar源，是直接释放到检测器。我们绘制了光和电荷产额作为电漂移场的函数。对于2.8 keV的峰值，我们计算了复合的M-I盒参数，并确定了它对漂移场的依赖性。对于相同的峰，我们实现了能量分辨率，$E_σ/E_{mean}$，在9.8%和10.8%之间的0.1 kV/cm至2 kV/cm的电漂移场。
2017-06-26 physics.ins-det
Development and Performance of a Sealed Liquid Xenon Time Projection Chamber
液态氙（LXe）时间投影室（TPC）技术正在探测从亚GeV到几TeV的大范围暗物质质量。为了进一步提高其对亚GeV暗物质的灵敏度，并利用相干弹性中微子-核散射（CEvNS）监测反应堆中微子，需要对单电子/少电子本底率有更多的了解和抑制。在这里，我们报告的设计和性能的密封LXeTPC与石墨烯涂层的熔融石英窗口作为阴极。密封TPC的目的是将液体氙目标体积与检测器容器中的大部分释气材料隔离，从而提高液体氙净化效率并降低杂质诱导的单个/少数电子背景。我们研究了出气率和净化效率使用的数据从密封TPC与一个简单的净化模型。获得了稀土中杂质光电离的单电子信号，并研究了它们与稀土纯度的关系。将石墨烯涂覆的电极上的光电子发射速率与不锈钢的光电子发射速率进行比较，不锈钢是通常用于LPEG 4检测器的电极材料。我们讨论了可能的进一步改进和潜在的应用密封TPC的下一代液体氙实验的暗物质和中微子物理。
2021-01-21 physics.ins-det
SiPM array of Xenoscope, a full-scale DARWIN vertical demonstrator
DARWIN项目旨在建造和运行下一代暗物质和中微子物理观测站，其特点是一个时间投影室，拟议的活动目标是40吨液态氙。作为测试未来探测器基本组件的研发设施，Xenoscope是一个全尺寸垂直演示器，装有约400公斤液体氙，电子漂移长度可达2.6米，由苏黎世大学建造。它的主要目的是证明电子漂移在液体氙前所未有的距离-首先在一个纯度监视器设置与电荷读出，其次是一个双相时间投影室。在第二阶段，将Hamamatsu生产的48个VUV 4 MMPC（型号S13371- 6050 CQ-02）阵列（具有12通道读数）放置在液体氙柱上方，并作为来自时间投影室中提取电子的次级比例闪烁信号的光读数。本文介绍了Xenoscope的硅光电倍增器阵列的设计与研制，内容包括结构设计、电子学设计、传感器低温特性分析和信号模拟。
2023-03-27 hep-ex physics.ins-det
Low-threshold response of a scintillating xenon bubble chamber to nuclear and electronic recoils
本文展示了闪烁氙气泡室在低至0.50 keV热力学阈值下对约1 keV核反冲的灵敏度，同时保持对γ射线成核不敏感，并给出了核反冲成核响应的标定及γ射线诱发俄歇级联成核概率的严格上限。
2025-02-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Electroluminescence Yield Measurements in Xenon Gas with the NEXT-DEMO++ Detector
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC & Universitat de València（粒子物理综合研究所（IFIC），西班牙国家研究委员会与瓦伦西亚大学）；Department of Physics, University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校物理系）；Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M), Centro Mixto CSIC - Universitat Politècnica de València（分子成像仪器研究所（I3M），西班牙国家研究委员会-巴伦西亚理工大学混合中心）；Donostia International Physics Center, BERC Basque Excellence Research Centre（圣塞巴斯蒂安国际物理中心，巴斯克卓越研究中心）；Instituto Gallego de Física de Altas Energías, Univ. de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）
研究通过NEXT-DEMO++探测器在2.0至9.4bar压力范围内测量电致发光产率，分析压力对减压产率斜率的影响，发现斜率随压力增加而略有变化。
2026-04-17 physics.ins-det
Time and band-resolved scintillation in time projection chambers based on gaseous xenon
我们提出了一个系统的研究时间和波段分辨闪烁氙基时间投影室（TPC），同时进行初级（S1）和次级（S2）组件在一个小的，纯度控制，设置。我们探讨了一系列普遍的学术兴趣的条件，重点是那些与当代TPC相关的条件：压力范围（[1- 10] bar），减压电场（漂移区（S1）中为[0-100] V/cm/bar，倍增区（S2）中为比例闪烁区），波长带（[145-250]，[250-400]，[400-600] nm）和初级激发（$α$，$β$ -颗粒）。注意的可能性，非传统的闪烁机制，如第三连续发射，复合光从$β$ -电子在高压下（S1），发射从高躺激发态和中性韧致辐射（S2）。时间常数，特别是，闪烁产额已获得作为电场和压力的函数，后者由Geant 4模拟辅助。
2022-01-26 physics.ins-det
Reduction of $^{222}$Rn-induced Backgrounds in a Hermetic Dual-Phase Xenon Time Projection Chamber
$^{222}$ Rn从探测器表面的连续发射导致当前液体氙时间投影室（TPC）搜索暗物质的主要背景。下一代探测器的目标是达到中微子层，如DARWIN。$^{222}$ Rn感应背景可以使用密封TPC来降低，其中敏感目标体积与包含大部分Rn放射表面的检测器的其余部分机械分离。我们提出了一种密封TPC，主要遵循领先的氙气TPC的完善设计，并已成功运行了几个星期。通过按比例放大的结果达到达尔文规模，我们表明，密封TPC的概念可以减少$^{222}$ Rn浓度到所需的水平，即使有不完善的分离的卷。
2022-09-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Xenon TPCs for Double Beta Decay Searches
氙时间投影室（TPC）已成为$^{136}$中子源中寻找无中微子双β衰变的成熟探测技术。我讨论了这个选择的动机。我描述了双β衰变的液态和气态氙TPC项目的现状和前景。
2019-04-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
In-situ high voltage generation with Cockcroft-Walton multiplier for xenon gas time projection chamber
Tohoku University（东北大学）；Kyoto University（京都大学）；University of Tokyo（东京大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构 (KEK)）
本文提出利用科克罗夫特-沃尔顿乘法器在位生成高压，用于氙气时间投影室，提升其在高压力下运行的电子噪声抑制能力，并实现高能量分辨率。
2025-05-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A direct test of Auger cascade induced nucleation from heavy element contamination in C$_3$F$_8$ bubble chambers
了解和量化清洁核反冲探测泡室中的γ诱导泡核化背景对基于泡室的暗物质研究至关重要。我们目前的数据证实的假设，大俄歇级联高Z元素，如碘和氙显着增加的C $_3$ F $_8$泡室的伽马射线的响应。这些测试是用一个充满C $_3$ F $_8$ + $\mathcal{O}$（10）ppm氙的小型校准气泡室进行的，表明气泡成核的概率与氙内壳层空位的速率成比例，对于未来在泡室中搜索暗物质所感兴趣的塞茨阈值，达到每个K壳层空位> $10\%$的值。我们还将氩俄歇事件的气泡成核概率的上限，相关的大未来泡室，其中可能包含一些残留的大气氩后，活跃的流体填充。
2022-02-04 physics.ins-det
A New Concept of Liquid Xenon Time Projection Chamber for Medical Imaging
The Bishop's School（主教学校）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文提出一种优化用于医疗成像的液氙时间投影室概念，结合闪烁和电发光电离读出技术，实现低噪声信号放大和内在深度交互测量，提升空间分辨率和事件选择效率。
2026-03-26 physics.ins-det physics.med-ph
Performance of a Chamber for Studying the Liquid Xenon Response to Nuclear Recoils
本文介绍了一个装有7个2英寸光电倍增管的1.2升液体氙室的设计和性能，其目的是研究氙对γ射线和中子的闪烁响应。用伽马射线的测量表明高的VUV光收集效率导致每IkeV的沉积能量约5.5个光电子。能量分辨率（FWHM）为18%和22%，分别为122 keV和511 keV的伽马射线。提出了一种重建（x，y）平面闪烁坐标的算法，并进行了实验验证。位置分辨率估计为6.9毫米（西格玛）为122千电子伏的伽马射线。
2005-01-14 astro-ph physics.ins-det physics.space-ph
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
MOTION, a liquid xenon time projection chamber platform for high voltage technologies in dark matter detectors
该研究构建了70千克的液态氙探测器MOTION，用于研究高压技术相关挑战，为下一代暗物质探测器的设计与运行提供关键依据
2026-10-05 physics.ins-det
Xenon-gas ionization chamber to improve particle identification of heavy ion beams with Z>70
针对传统P-10气体电离室在Z>70重离子束鉴别中Z分辨差的问题，本研究采用氙基气体使束流达到电荷态平衡，实验证实其在宽Z范围实现更高Z分辨，为重离子鉴别提供实用方案。
2024-07-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of a Large Area Avalanche Photodiode in a Liquid Xenon Ionization and Scintillation Chamber
用大面积雪崩光电二极管（LAAPD）探测了α粒子、电子和γ射线在液体氙（LXe）中产生的闪烁光。测量α闪烁产率作为施加的电场的函数。我们估计LAAPD的量子效率为45%。来自零电场下的光测量的最佳能量分辨率对于来自Bi-207的976 keV内转换电子为7.5%（sigma），并且对于来自Am-241的5.5 MeV α粒子为2.6%（sigma）。用于这些测量的检测器也作为网格电离室操作以测量电荷产额。我们证实，在LC 10中使用LAAPD不会引入抑制自由电子漂移的杂质。
2005-02-14 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
In situ measurements of Krypton in Xenon gas with a quadrupole mass spectrometer following a cold-trap at a temporarily reduced pumping speed
本文提出了一种用冷阱和残余气体分析器测量氙中微量氪的新方法。该方法通过暂时降低抽气速度，同时消耗最少量的氙，从而提高了灵敏度。通过部分关闭测量室和分子泵之间的定制蝶阀，已达到40 ppt的灵敏度。该方法已在液化空气公司的超纯气体样品上进行了测试，该样品具有未知的固有氪浓度，产生$330 \pm 200$ ppt的氪浓度。
2012-12-20 hep-ex physics.ins-det
