One-sided muon tomography - A portable method for imaging critical infrastructure with a single muon detector
由宇宙射线粒子簇射产生的高能μ子已被证明具有理想的特性，可用于对大型结构的内部进行成像。本文探讨了使用单个便携式μ介子探测器结合核医学中使用的图像重建方法来重建关键基础设施内部的3D图像的可能性，例如加拿大核实验室Chalk River站点的零能氘（ZED-2）研究反应堆。ZED-2反应堆堆芯和μ子探测器的安排，在GEANT 4和蒙特卡罗测量产生的μ子吞吐量和角分布在几个角度的旋转反应堆周围产生。统计分析，然后进行这些测量的基础上明确定义的通量和角分布的μ子预计在地球表面附近。这种分析的结果示出，以产生重建的图像的核燃料的空间分布内的多个燃料配置的核心。这种单侧层析成像概念可能用于检查大型关键设施的内部结构，例如福岛第一核电站，那里的安全壳基础设施的完整性和反应堆燃料的位置都是未知的。
2016-05-05 hep-ex physics.ins-det
Performance evaluation of compact plastic scintillating fiber modules for muon tomography applications
Shandong University（山东大学）；Shandong Institute of Advanced Technology（山东高等技术研究院）
本文评估了四种紧凑型塑料闪烁纤维模块的性能，采用硅光电倍增阵列实现高检测效率和空间分辨率，适用于μ子成像应用。
2025-12-01 hep-ex physics.ins-det
Transfer learning empowers material Z classification with muon tomography
本研究首次将迁移学习引入μ子层析成像领域，提出两种轻量级神经网络模型，利用裸露材料数据预测包覆材料Z类，解决传统方法依赖先验知识、数据有限的问题，精度提升显著，凸显其应用潜力。
2025-04-01 hep-ex physics.ins-det
Improving Muon Scattering Tomography Performance With A Muon Momentum Measurement Scheme
针对缪子散射层析成像（MST）中动量测量困难导致重建质量受限的问题，提出将动量纳入MST的算法及确定Cherenkov探测器阈值的“等百分比方案”，证明仅需2-4层探测器即可显著提升短时MST图像质量。
2025-09-16 hep-ex physics.ins-det
Towards a muon scattering tomography system for both low-Z and high-Z materials
本文提出在传统MST系统中加入切伦科夫探测器测量低能μ子动量，并结合动量相关径迹与图像重建，显著提升低Z材料区分能力，实现全能量范围内低Z与高Z材料的同时探测。
2023-07-31 hep-ex physics.ins-det
Material Identification in Nuclear Waste Drums using Muon Scattering Tomography and Multivariate Analysis
利用μ子散射断层成像技术对核废料进行非侵入性表征是一种行之有效的方法。我们在这里报告的应用程序相结合的功能鉴别器和多变量分析技术，以定位和识别核废料桶中的材料。在成功训练和优化算法后，它们将在一系列材料配置上进行测试，以评估系统的性能和局限性。该系统能够在几个\text{cm}尺度上正确识别铀、铁和铅物体。该系统对小型铀物体的灵敏度也被确定为$0.90^{+0.07}_{-0.12}$，假阳性率为$0.12^{+0.12}_{-0.07}$。
2021-02-24 hep-ex physics.ins-det
Methodologies for imaging a used nuclear fuel dry storage cask with cosmic ray muon computed tomography
μ子与物质的相互作用主要有两种机制：电离和放射性过程，以及多次库仑散射导致的能量损失和轨道偏转。对于穿过物体的单能μ子束，散射角遵循高斯分布，具有零均值和取决于其穿过的物质物体的原子序数的方差。因此，所测量的散射角可以用于重建干燥储存桶内的内容物的几何和材料信息。在传统的X射线计算机断层成像中，用于重建成像对象的衰减图的投影信息是X射线透射率的负自然对数，其等于沿入射路径的X射线衰减系数的线性和。类似地，μ子散射角的方差也是μ子穿过的物体的散射密度的线性积分。因此，可以通过使散射密度与衰减系数相等来建立μ子CT图像。然而，μ子CT面临着一些独特的挑战，包括：1）由于宇宙μ子通量低，测量时间长，2）μ子路径模型不够准确，3）无法精确测量μ子动量。在这项工作中，三种不同的μ子路径模型，两种不同的投影方法，和两种不同的重建方法进行了研究，用于μ子CT的干存储桶。调查是在经过验证的Geant 4工作空间中进行的，无论是在理想情况下，还是考虑到相关的工程限制。本文报告了这些调查的结果和燃料桶监测的预期效益。
2018-08-20 hep-ex physics.ins-det
Muons tomography applied to geosciences and volcanology
大型地质目标内部成像是地球科学中的一个重要问题，具有多种应用。已经存在不同的方法（例如，重力测量、电层析成像），其提供对广泛范围的信息的访问，但是具有确定的限制或缺点（例如，逆问题的固有模糊性、传感器在大距离上的耗时部署）。在这里，我们提出了一种替代和补充层析成像方法的基础上测量的宇宙介子通量衰减通过地质结构。我们详细介绍了这种μ子断层扫描的基础知识，特别强调了光敏探测器。
2012-01-31 hep-ex physics.geo-ph physics.ins-det
Full Characterization of a Mock Nuclear Waste Barrel with Muon Tomography using Micromegas Detectors
CEA/Irfu, Université Paris-Saclay（法国原子能委员会/核研究与物理技术研究所，巴黎萨克雷大学）；Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA), Universidad de Zaragoza（高能天体粒子中心，萨拉戈萨大学）
基于多重库仑散射的缪子层析成像，结合Micromegas探测器，实现了对205升模拟核废料桶内部结构的高精度三维成像和材料鉴别。
2026-10-16 hep-ex physics.ins-det
Optimization of a cosmic muon tomography scanner for cargo border control inspection
Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Universal Scientific Education and Research Network（通用科学研究与教育网络）；University of Tartu（塔尔图大学）
本研究通过优化探测器设计和模拟方法，提升宇宙μ子断层扫描仪在货物边境检查中的应用效果。
2026-01-16 hep-ex physics.ins-det
A Cosmic Muon Tomography System with Machine Learning based Momentum Measurement for Multi-Object Reconstruction and Material Characterization
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育研究学院摩哈利分校）；Kashi Naresh University（迦尸纳瑞什大学）
本研究开发了一套结合GEANT4框架、HDBSCAN算法及散射密度参数的宇宙缪子断层扫描系统，可实现多物体的检测、定位与材料鉴别，适用于安全筛查等领域。
2026-08-25 hep-ex physics.ins-det
Muon tomography applied to active volcanoes
μ子层析成像是一种利用物质对宇宙μ子的差分吸收的通用成像方法。在μ子通量中测量的对比度反映了物质密度对比度，就像在常规医学成像中一样。火山学目前的应用程序可能引起的目标本身的功能：有限的访问危险区，不可能使用的标准钻孔信息，恶劣的环境条件等的Diaphane项目是该领域最大的和领先的合作之一，本文总结了最近收集的结果在小安的列斯群岛，特别强调在瓜德罗普岛的苏弗里耶尔。
2015-10-18 hep-ex physics.geo-ph physics.ins-det
Cherenkov detector with wavelength-shifting fiber readout for muon tomography applications
本研究开发了一种带波长移位光纤读出的切伦科夫探测器用于缪子断层成像，通过GEANT4建模实现了1.8 mm的位置分辨率，其方向敏感性有效防止图像模糊，适用于无损考古和地球物理成像。
2025-06-27 hep-ex physics.ins-det
The cosmic ray muon tomography facility based on large scale MRPC detector
宇宙线μ子层析成像是一种探测高Z物质的新技术。本文介绍了一个装有73.6cm × 73.6cm大尺寸位置灵敏MRPC探测器的TUMUTY样机。三个测试套件已被测试和图像重建使用MAP算法。重建结果表明，该样机工作良好，可以对结构复杂、尺寸较小（20 mm）的物体进行成像，且高Z和低Z物质的成像清晰可辨。该原型为我们进一步研究宇宙线μ子层析成像的物理特性和性能提供了一个很好的平台。
2015-04-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Numerical Evaluation of a muon tomography system for imaging defects in concrete structures
在μ子层析成像的众多应用中，最近在民用结构中的部署引起了许多人的注意。在这项工作中，μ子散射层析成像检测混凝土结构中的缺陷的适当性进行了数值研究。以土木工程中常用的几种基本混凝土结构为例进行了试验研究。在Geant 4平台上进行了模拟，其中建立了具有用于跟踪μ子的特定空间分辨率的多个气体电离探测器的成像装置。有缺陷和没有缺陷的测试用例的图像已经模拟了一个月的宇宙μ子曝光的基础上，他们从复合混凝土结构的散射。使用t检验对图像进行比较，以评价成像设置在识别缺陷方面的性能。进一步处理的图像已经完成了模式识别方法，提出了在我们早期的工作，以提高缺陷识别。所述方法的功效已经在这项工作中设计的PRM分数方面进行了评估。讨论了目前μ子散射层析成像技术在混凝土结构无损检测中应用的局限性和优势。
2021-03-22 eess.IV hep-ex physics.ins-det
Muon Tomography imaging improvement using optimized scattering tracks data based on Maximum Likelihood Method
基于μ子射线成像的形式化原理，以多次库仑散射（MCS）为信息源，提出了一种基于库仑点近似算法（PoCA）的高Z材料重建图像的方法。PoCA算法中自然μ子的通量和单次散射假设是导致重建图像精度不高的两个因素。本文根据MCS方法得到的μ子径迹的类高斯分布特性，采用极大似然方法预测μ子的最佳出射径迹。采用受试者工作特征（ROC）和局部化ROC（LROC）两种分析方法评价重建图像的质量。从仿真结果来看，极大似然算法可以很好地实现纵向材料的区分，极大似然算法预测的区分率比PoCA算法预测的区分率高15%左右。实验结果表明，极大似然法可以大大提高重建图像的精度。
2018-06-04 hep-ex physics.ins-det
A muon scattering tomography system based on high spatial resolution scintillating detector
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Institute of Deep Space Sciences, Deep Space Exploration Laboratory（深空探测实验室深空科学研究所）
开发基于高空间分辨率塑料闪烁体探测器的μ子散射层析成像系统，通过Geant4优化设计、探测器制造与测试，实现高Z材料无损检测。
2026-06-18 hep-ex physics.ins-det
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
Experimental Demonstration of Soft-Tissue Muon Scattering Tomography
CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Instituto de Física Corpuscular (CSIC/Universitat de València)（粒子物理研究所（西班牙科学理事会/瓦伦西亚大学））
该研究首次实验验证缪子散射层析成像可应用于生物软组织，利用CERN质子同步加速器的2 GeV/c缪子束对拟人化胸部体模成像，重建的散射密度与模拟结果偏差达百分位水平，为医学成像提供了新的互补探针。
2026-10-14 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Characterization of silicon photomultipliers for their application in muon scattering tomography
本文通过实验表征NDL、SensL和HPK三款SiPM的击穿电压、温度补偿、暗噪声及探测效率，发现HPK最适合亚毫米分辨率缪子散射断层成像闪烁光纤探测器。
2025-01-19 hep-ex physics.ins-det
Multiplexed SiPM Readout of Plastic Scintillating Fiber Detector for Muon Tomography
Institute for Advanced Technology, Shandong University（山东大学前沿技术研究院）；Particle Physics Research Center, Shandong Institute of Advanced Technology（山东大学前沿技术研究院粒子物理研究中心）
本文提出一种基于二极管对称电荷分割电路和位置编码算法的多路复用方案，实现高密度SiPM通道的高效读出，验证了其在μ子成像中的应用潜力。
2026-04-03 hep-ex physics.ins-det
Muon Tracing and Image Reconstruction Algorithms for Cosmic Ray Muon Computed Tomography
宇宙射线μ子计算机断层成像（μCT）是一种新的成像模式，具有独特的特点，在核不扩散、乏燃料监测、货物扫描和火山成像等领域具有重要的应用价值。μ子对原子序数Z的强散射依赖性结合高穿透范围可以在必须对密集屏蔽容器成像时提供优于现有技术的显著优势。然而，使用传统的滤波反投影的μCT重建是有限的，由于过于简单的假设，不考虑多个库仑散射的影响，促使需要开发更复杂的方法。在本文中，我们认为，使用改进的μ子跟踪和散射角投影算法，以及使用代数重建技术应产生μ子断层图像的质量提高或需要更少的μ子，以产生相同的图像质量相比，使用传统的方法的情况下。我们报告了三种新的μ子追踪方法和两种新的散射角投影方法的发展和评估。以单个和部分缺失燃料组件的模拟干贮存桶为例，对所提出的方法进行了评估和比较。与更传统的技术相比，即使没有μ子动量信息，模拟图像也显示出图像质量的预期改善，这应该会导致改进的检测能力，即使是部分缺陷。
2018-05-25 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
TomOpt: Differential optimisation for task- and constraint-aware design of particle detectors in the context of muon tomography
本文介绍TomOpt，一个利用可微分编程优化μ子断层扫描探测器几何布局与规格的软件包，首次实现端到端可微分且推理感知的优化，并在基准场景中验证其性能。
2024-11-08 hep-ex physics.ins-det stat.ML
Prototype Cherenkov Detector Characterization for Muon Tomography Applications
本研究针对μ子成像中传统能量与粒子鉴别技术阻碍便携性的问题，表征了一款小型水切伦科夫探测器原型的性能，验证其可提供能量与PID信息、提升本底排除能力，且易集成到现有系统。
2024-01-30 hep-ex physics.ins-det
Effective Solid Angle Model and Monte Carlo Method: Improved Estimations to Measure Cosmic Muon Intensity at Sea Level in All Zenith Angles
宇宙μ子是高能和穿透性粒子，这些数字用于大型和密集物体的成像，如桶中的乏核燃料和货物中的特殊核材料。宇宙μ介子强度依赖于入射角（天顶角）。宇宙μ子的低强度需要很长的测量时间才能获得有统计意义的计数。因此，高能粒子模拟，例如，GEANT4常用于指导测量研究。然而，可测量的宇宙μ子计数率的变化，探测器的几何形状和配置。在这里，我们开发了一个有效的立体角模型来估计实验结果更准确地比简单的余弦平方模型。我们发现，余弦平方模型在高天顶角有很大的误差，而我们的模型提供了改进的估计在所有天顶角。我们预计，我们的模型将提高能力，以估计实际可测量的宇宙μ子计数率μ子成像应用，减少模拟和测量结果之间的差距。这将增加建模结果的价值，并提高μ子检测和成像的实验和应用质量。
2021-04-27 hep-ex physics.ins-det
Monitoring temporal opacity fluctuations of large structures with muon tomography : a calibration experiment using a water tower tank
利用次级宇宙μ子对地质构造密度分布进行成像在过去十年中得到了显着发展。最近的应用表明，该方法对监测火山内部的岩浆上升和火山气体运动很有意义。μ子射线照相术可用于监测含水层和近地表临界区的密度变化。然而，μ子射线照相监测可达到的时间分辨率仍然研究不足。它受到目标外部波动源的影响，并受到实验期间检测到的粒子数量有限的统计影响。本研究记录这两个问题在一个简单的和良好的约束实验环境：水塔。我们使用的数据来讨论的影响，扰动信号的大气变率，并提出校正公式来提取μ子通量的变化与水位的变化。统计学的发展确立了μ子射线照相监测作为目标厚度（即不透明度）的函数的可行性域。厚度在$\simeq$ 50 $\pm$ 30米水当量之间的物体对应于最佳时间分辨率。较薄的物体有一个退化的时间分辨率，强烈依赖于天顶角，而较厚的物体（如火山）的时间分辨率则不会。
2016-03-19 hep-ex physics.geo-ph physics.ins-det
A new method for structural diagnostics with muon tomography and deep learning
本研究提出结合蒙特卡罗模拟与深度学习技术提升μ子断层扫描成像质量，实现了30厘米深混凝土块内1厘米厚铁棒的重建，显著提升了图像质量并缩短了数据采集时间。
2025-06-26 hep-ex hep-ph physics.comp-ph
A proposed PKU-Muon experiment for muon tomography and dark matter search
提出利用大气缪子或加速器束流与暗物质散射直接探测轻质量暗物质的新方法，通过径迹探测器追踪相互作用、对接束流提升灵敏度并测量缪子方向分布，散射截面灵敏度可达微巴量级。
2024-03-23 hep-ex hep-ph physics.app-ph
Gradient-descent-based reconstruction for muon tomography based on automatic differentiation in PyTorch
German Aerospace Center（德国航空航天中心）
本文提出在PyTorch中利用自动微分直接最大化似然的μ子层析成像重建方法，并评估其相对传统算法的优势及不同场景下的重建潜力。
2025-11-07 hep-ex physics.data-an
A quantitative assessment of Imaging High-Z and Medium-Z materials using Muon Scattering Tomography
μ子散射层析成像（MST）已被证明是一种强大的技术，用于高屏蔽物体的非侵入性成像。我们在这里提出的应用程序的MST技术调查两种类型的核废料包装，一个小钢桶和一个大的核废料桶，即一个卡斯特V/52。我们已经开发了一种定量的方法，使用对比度噪声比（CNR）来评估MST探测器系统的性能，区分高，中，低Z材料内的核废料包装与不同的屏蔽类型。这项研究表明，我们的MST探测器系统是能够区分（10 $\times$ 10 $\times$ 10厘米$^3$）铀立方体，嵌入在混凝土矩阵内的小钢桶，和区域的背景信号在6小时的μ子曝光时间与CNR值为3.1 $\pm$ 0.2。在我们对高度屏蔽的木桶的调查过程中，木桶内容物的重建图像表明我们的系统能够检测不规则的篮子，例如空篮子，在μ子暴露30天后CNR值为5.0 $\pm$ 0.3。这些研究是使用蒙特卡罗模拟进行的，该模拟针对布里斯托尔大学建立的基于μ子断层扫描系统的电阻板室（RPC）的性能进行调整，该系统的位置分辨率为350微米。在这里，我们还报告的位置分辨率上的性能的依赖。我们认为，使用RPC和漂移室（DC）探测器的组合，分别与700微米和4毫米的位置分辨率是能够生成断层图像的屏蔽材料在几个小时的μ子曝光时间。有了这些位置的分辨率，我们的系统需要六个小时的μ子曝光时间，以产生一个良好的质量图像的立方体的铀边长为10厘米的混凝土矩阵屏蔽的CNR值为…
2022-05-12 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Large-angle scattering of multi-GeV muons on thin Lead targets
研究了多GeV μ子在薄铅靶（$t/X_0 \sim 10^{-1}$）中的大角度散射几率。这里提出的新估计是基于模拟程序（GEANT4库）和理论计算。为了验证模拟结果，与文献中的实验数据进行了比较。这项研究是特别相关的μ子时，适用于源自$ν_μ^{CC}$相互作用的CNGS束中微子。在这种情况下，所研究的过程代表了LNGS OPERA实验在$τ\to μ$通道中进行$ν_μ\to ν_τ$搜索的主要背景。最后，我们还调查，在CNGS的背景下，可能的贡献从μ介子光核过程中，原则上也可能产生一个大角度μ介子散射签名的检测器。
2015-06-29 hep-ex physics.ins-det
Probing Cosmic Ray Composition and Muon-philic Dark Matter via Muon Tomography
State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology,School of Physics,Peking University（北京大学物理学院核物理与技术国家重点实验室）
利用μ子成像技术研究宇宙射线成分及μ子亲和暗物质，通过分析宇宙射线散射角，精确测量粒子丰度并限制暗物质散射截面。
2026-04-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Atmospheric ray tomography for low-Z materials: implementing new methods on a proof-of-concept tomograph
宇宙射线与大气层相互作用，产生包括μ子和电子在内的次级粒子流。大气射线层析成像（ART）使用μ子和电子来探测物体及其组成。本文介绍了新的方法和概念验证层析成像系统开发的低Z材料的ART。介绍了粒子跟踪滤波（PTF）和多模态层析重建（MMTR）方法。基于Geant4模型对层析成像系统、PTF和MMTR参数进行了优化。基于塑料光纤阵列的径迹重建，空间分辨率达到120 $μ$ m，角分辨率达到1 mrad。提出了一种新的边缘检测方法来分离扫描对象的逻辑卷。我们显示其有效性的单一（如水，铝）和双材料（如爆炸性RDX在肉）的对象。我们建立的桌面断层扫描仪显示了模拟和测量之间的良好一致性。我们能够显著提高ART对低Z材料的鉴别能力。这项工作为ART断层扫描的商业化开辟了新的途径。
2021-03-01 hep-ex physics.ins-det
Quantum state tomography with muons
本工作提出在μ子-电子散射中利用相对论量子场论框架导出极化密度矩阵，证明可在高事件率下观测μ子-电子量子比特系统的纠缠与Bell不等式破坏，为用μ子进行量子层析奠定基础。
2024-11-19 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Cosmic-ray tomography of shipping containers: A combination of complementary secondary particle and muon information using simulations
本研究提出一种结合次级粒子与缪子散射信息的双通道宇宙射线层析成像方法，通过模拟1立方米五材质立方体场景验证，利用聚类分割算法统计组合互补数据，显著提升了集装箱扫描重建效果。
2025-11-04 hep-ex physics.data-an
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
The muon Moonshot: Moon subsurface tomography with upward-going muons
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院与核物理与技术国家重点实验室）；School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；Guangdong Laboratory for Advanced Energy Science and Technology（广东省先进能源科学技术研究院）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）
提出基于向上μ子的月球地下层析成像μ子登月计划概念，通过蒙特卡罗模拟研究其能谱等，结果显示对探测器高度敏感，可探测地下洞穴和水资源，有望用于未来月球任务。
2026-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM hep-ex
Design of an atmospheric muon tomographer for material identification based on CORSIKA+GEANT4 simulations
Pontificia Universidad Católica del Perú（秘鲁天主教公立大学）
本文基于CORSIKA+GEANT4模拟设计了一种便携式大气μ子成像仪，用于通过吸收和散射方法区分不同材料制成的对象，证明吸收方法在材料识别中效果最佳。
2024-03-22 hep-ex physics.ins-det
Cosmic muon tomography of pure cesium iodide calorimeter crystals
本文报道了用于精确测定π ~+ -> π_（0 e+ nu）衰变率的簇射式量热计的纯CsI晶体的闪烁特性。74个单独的晶体，抛光和包裹在聚四氟乙烯箔，在一个多线漂移室系统专门设计的传输宇宙μ子断层扫描检查。的设备和重建算法，使测量的空间检测器的光学不均匀性的关键要素进行了说明。结果进行了比较与一个理想的探测器的光响应的蒙特卡罗模拟。对于pi+ -> e+ nu 69.8 MeV正电子和单能70.8 MeV光子，光学非均匀性对PIBETA CsI量能器能量分辨率的贡献分别为2.7%和3.7%。在5 MeV和55 MeV之间，对69.8 MeV正电子低能尾的光学非均匀性校正的上限为+0.2%，而对等效总能量的光子的尾贡献为+0.3%。施加5 MeV量热计否决切割以抑制电磁损耗，发现在所有阈值以上ADC上加和的GEANT评估的正电子和光子线形尾部分数分别为2.36 ± 0.05（stat）± 0.20（sys）%和4.68 ± 0.07（stat）± 0.20（sys）%。
1999-05-22 hep-ex
Projection-shifted particle-flow imaging with cosmic-ray muons
State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院核物理与技术国家重点实验室）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；National Key Laboratory of Plasma Physics, Laser Fusion Research Center (LFRC), China Academy of Engineering Physics (CAEP)（中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理全国重点实验室）
本文提出了一种混合框架P$μ$MA，通过整合传输和散射信息，实现毫米级宇宙射线成像，显著提高分辨率并降低成本。
2026-08-04 hep-ex physics.ins-det
DIAPHANE: Muon tomography applied to volcanoes, civil engineering, archaelogy
近十年来，地质构造的成像技术有了很大的发展。最近的应用表明，该方法不仅可以进行结构成像，而且可以监测内部运动的动态，如火山内部的岩浆上升或热液系统中的密度变化。由于专门的实验，例如在水塔水箱中，已经研究了Muography时间分辨率。本文介绍了粒子物理学家和地球物理学家之间的DIAPHANE合作活动以及在火山学领域取得的最新成果，重点是瓜德罗普岛苏弗里耶尔活火山。特别强调的是监测圆顶的内部体积不透明度的变化，这可以推断出热液系统的动力学（蒸发的内部液态水在符合新的火山口的外观在首脑会议）。我还简要介绍了在土木工程（城市地下隧道研究）和考古学（古希腊古墓扫描）领域取得的成果。
2016-12-12 hep-ex hep-ph physics.data-an
Measurements of integral muon intensity at large zenith angles
分析了俄意合作的DECOR坐标探测器获得的近水平μ子高统计数据。在天顶角60 ~ 90 °范围内对μ介子角分布进行了精确测量。总共有超过2000万μ子被选中。在1.7 ~ 7.2 GeV的几个阈能范围内，导出了μ子绝对积分强度与天顶角的关系。首次获得了这一区域的天顶角和阈能。积分强度与天顶角和阈能的关系可用一个简单的解析公式很好地拟合。
2006-11-28 hep-ex
Testing sTGC with small angle wire edges for the ATLAS New Small Wheel Muon Detector Upgrade
计划于2018年进行的LHC升级预计将显著提高加速器的光度，因此ATLAS μ子光谱仪的辐射背景率也将增加。它的一些组件将不得不更换，以应付这些高利率。新设计的小条薄间隙室（sTGC）将在小轮区域取代它们。sTGC和当前使用的TGC之间的差异之一是导线沿着方位角方向的对准。因此，最外面的导线以小角度接近检测器的边缘。这样的配置可能是各种问题的原因。建造了两个小型专用室并进行了测试，以研究新配置可能产生的边缘效应。sTGC似乎是稳定的，没有观察到火花，但在边缘附近的探测器响应中看到了一些差异，应该进行进一步的研究。
2015-06-02 hep-ex physics.ins-det
A Cosmic Ray Muon Spectrometer Using Pressurized Gaseous Cherenkov Radiators
在这项工作中，我们提出了一种新的方法来测量宇宙线μ介子动量使用多个加压气体切伦科夫辐射。宇宙射线μ介子动量的知识有可能显着改善和扩大使用各种最近开发的μ介子为基础的射线照相技术。然而，现有的μ子断层扫描系统仅依赖于μ子跟踪，并且不具有动量测量能力，这降低了图像分辨率并且需要更长的测量时间。目前缺少一个具有动量测量能力的可用于μ子散射断层扫描的宇宙射线μ子光谱仪。我们通过最佳地改变多个气体切伦科夫辐射体的压力并识别由动量高于切伦科夫阈值动量的μ子触发的辐射体来解决这一挑战。我们通过Geant 4模拟评估了所提出的概念，并证明了宇宙射线μ子动量谱可以在两种情况下以足够的精度和分辨率重建：（i）完美的切伦科夫μ子谱仪和（ii）以闪烁和过渡辐射光子的形式引入噪声的实用谱仪。为了量化光谱仪的精度，引入了真假分类的概念。在一个实际的辐射器中的每一个动量级的真分类的分数进行了研究。动量范围为0.2至7.0 GeV/c，不确定度为1 GeV/c的平均分类率约为85%。
2021-10-27 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Real-time portable muography with Hankuk Atmospheric-muon Wide Landscaping : HAWL
HAWL项目利用运动中的闪烁体探测器实时测量宇宙线μ子，实现便携式μ子断层成像，成功绘制韩国东部山区，隧道长度精度达6.0%。
2024-08-05 astro-ph.IM hep-ex
Measurement of the flux and zenith-angle distribution of upward through-going muons in Kamiokande II+III
根据神冈Ⅱ + Ⅲ探测器在2456个探测器寿命日内共观测到的372个事例，测量了最小（平均）阈值能量> 1.6（3.0）GeV的向上穿透μ子通量。观测到的μ子通量为（1.94 ± 0.10（stat.）0.07-0.06（系统））* 10^-13 /cm^2/s/sr，与预期值（2.46+-0.54（理论值））* 10^-13/cm ^2/s/sr。在误差范围内，观测结果与预测值是一致的。观测到的向上穿透的μ介子的天顶角依赖性支持了Kamiokande使用亚和多GeV大气中微子事件所做的中微子振荡的先前指示。
1998-06-30 hep-ex
Small Angle Muon and Bottom Quark Production in pbarp Collisions at sqrt(s) = 1.8 TeV
本文描述了在sqrt（s）= 1.8 TeV的pbarp碰撞中，在前向快度范围2.4 < y（mu）< 3.2内，由b夸克衰变产生的μ子截面的测量结果。本分析中使用的数据由费米实验室Tevatron的D0实验收集。我们发现，非线性光学QCD计算低估了四个因素的前向快度区的b夸克生产。一个截面测量使用μ子+喷流数据已被包括在这个版本的文件。
2000-02-28 hep-ex
Measurement of the flux and zenith-angle distribution of upward through-going muons by Super-Kamiokande
A total of 614 upward through-going muons of minimum energy 1.6 GeV are observed by Super-Kamiokande during 537 detector live days. The measured muon flux is 1.74+/-0.07(stat.)+/-0.02(sys.)x10^{-13}cm^{-2}s^{-1}sr^{-1} compared to an expected flux of 1.97+/-0.44(theo.)x10^{-13}cm^{-2}s^{-1}sr^{-1}. The absolute measured flux is in agreement with the prediction within the errors. However, the zenith angle dependence of the observed upward through-going muon flux does not agree with no-oscillation predictions. The observed distortion in shape is consistent with the ν_μ<-> ν_τoscillation hypothes…
1999-03-18 hep-ex
Sensitivity of EAS measurements to the energy spectrum of muons
我们已经研究了如何在生产的μ子的能谱影响一些最常见的测量相关的μ子在广泛的空气簇射研究，即，在地面上的μ子的数量，μ子的横向分布的斜率，明显的μ子生产深度，μ子在地面上的到达时间延迟。我们发现，通过改变能量谱的数量与当前模型（即EPOS-LHC和QGSjet-II.04）之间的差异一致，μ子表面密度在地面上增加$5\%$在$20^\circ$天顶角和$17\%$在$60^\circ$天顶角。这种效应引入了一个天顶角依赖于重建的μ介子的数量，这可能是实验观察到的。在$40^\circ$处的μ子产生深度分布的最大值增加了在$60^\circ$处的$\sim10\text{ g/cm}^2$和$\sim0\text{ g/cm}^2$，从纯几何考虑，这增加了μ子的到达时间延迟。由于μ子在所有天顶角处的速度为$\sim3$ ns量级，因此对延迟有额外的贡献。最后，在横向密度函数的对数斜率中引入的变化小于2%。
2016-11-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Energy and angular distributions of atmospheric muons at the Earth
对地球大气μ介子分布的正确认识是模拟宇宙射线装置和稀有事件搜索探测器的先决条件。本文提出了一个修正的幂律，它能很好地描述宇宙μ子在低能区和高能区的能量分布。利用该分布，得到了天顶角（$θ$）分布的解析形式。假设地球是平的，它导致了$\cos^{n-1}θ$形式，其中表明参数$n$只是能量分布的幂。得到了μ子倾斜轨道的精确解析函数。在不假设地球是平的情况下，得到了一个新的天顶角分布的封闭形式，它给出了一个改进的描述，甚至在所有角度以上的数据$70^o$。这些分布进行了测试与现有的大气μ子的能量和角分布的数据。这些分布的参数可以用来描述宇宙μ子数据作为能量，角度和高度的函数。
2018-09-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A New Semi-Empirical Model for Cosmic Ray Muon Flux Estimation
宇宙射线μ子已经成为一种非传统的高能辐射探测器，用于监测密集和大型物体。μ子是地球上最丰富的宇宙辐射，然而，它们在海平面上的通量约为10，000 min^-1 m ^-2，远小于感应辐射的通量。此外，宇宙射线μ子通量不仅取决于各种自然条件（例如，天顶距、高度或太阳活动），而且还取决于探测器的几何特征。由于低μ子通量通常导致长测量时间，因此可测量μ子计数的准确估计对于μ子应用是重要的。在这里，我们提出了一个简单而通用的半经验模型，以提高精度μ子通量估计在所有天顶距通过将探测器的几何参数，我们称之为有效立体角模型。为了证明的功能，我们的模型进行了比较，i）余弦平方，ii）PARMA模型，和iii）蒙特卡罗模拟，和iv）测量。我们的研究结果表明，μ子计数率估计能力显着提高，导致平均C/E从0.7增加到0.95。通过选择适当的强度关联，该模型可以很容易地扩展到不同高度和地下水平的μ子通量估计。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
A High Statistics Search for muon-neutrino(anti-muon-neutrino) ---> electron-neutrino(anti-electron-neutrino) Oscillations in the Small Mixing Angle Regime
基于费米实验室CCFR探测器中$ν_e N$带电电流相互作用的统计分离，给出了对$ν_μ(\overlineν_μ) \to ν_e (\overlineν_e)$振荡的限制。$ν_e$相互作用通过$ν_e N \rightarrow eX$与$ν_μN \to ν_μX$相互作用的纵向簇射能量沉积模式的差异来识别。中微子能量范围从30到600 GeV，平均140 GeV，$ν_μ$的飞行距离从0.9公里到1.4公里不等。在$Δm^2 \sim 300 eV^2$获得$1.1 \times 10^{-3}$的$sin^2 2α$的最低90%置信上限。对于$sin^2 2α= 1$，排除$Δm^2 > 1.6 eV^2$，对于$Δm^2 \gg 1000 eV^2$，排除$sin^2 2α> 1.8 \times 10^{-3}$。这一结果是迄今为止对$Δm^2 > 25 eV^2$最严格的限制，它排除了LSND实验所支持的高$Δm^2$振荡区域。测量$ν_μ$与$ν_e$的横截面比，作为$ν_μ(\barν_μ) \leftrightarrow ν_e (\barν_e)$通用性为$1.026 \pm 0.055$的测试。
1996-11-18 hep-ex
Expected Muon Energy Spectra and Zenithal Distributions Deep Underwater
计算了大型水下中微子望远镜工作深度下大气μ子的能谱和天顶角分布。用三种方法估计了粲强子产生的瞬发μ子贡献：复合夸克-部分子模型、夸克-胶子弦模型和微扰QCD模型。计算表明，天顶角越大，探测器上方的水厚度越大，瞬发μ子通量与常规μ子通量相等的能量（"交叉能量“）就越低。例如，对于贝加尔中微子望远镜的深度和天顶角为78度，交叉能量约为300 TeV，而NESTOR深度仅为8 TeV。然而，在NESTOR深度的交叉能量的μ子通量的数量级低于贝加尔湖深度。
1999-05-19 hep-ex hep-ph
Discrimination of mass hierarchy with atmospheric neutrinos at a magnetized muon detector
在磁化铁量能计探测器上，考虑μ子能量和事件的天顶角，研究了大气中微子的质量等级。对于$χ^2$分析，我们已经迁移的事件的数量从中微子能量和天顶角仓到μ子能量和天顶角仓使用的二维能量-角度相关的分辨率功能。在$\log_{10} E - L^{0.4}$平面的二维网格中进行数据的分箱，以在$χ^2$分析中更好地反映振荡模式。然后考虑到大气中微子通量和截面的所有可能的系统不确定性，将$χ^2$边缘化。研究了振荡参数范围对边缘化的影响。边缘化的$θ_{13}$的范围的下限被认为是非常重要的，在确定的敏感性等级为一个给定的$θ_{13}$。最后，我们证明了在$>$ 90% C. L.条件下可以区分大气中微子的质量等级.如果是$θ_{13} \ge 5^\circ$的下限。
2010-02-03 hep-ex hep-ph
