A Novel Self-supporting GEM-based Amplification Structure for a Time Projection Chamber at the ILC
现代时间投影室越来越多地基于微图案气体检测器读出系统。本文介绍了一种气体电子倍增器箔的自支撑安装方法。它基于重量轻的陶瓷网格，并承诺以最小的死区和材料覆盖大的读出区域，同时确保平坦和机械稳定的安装。该结构已在时间投影室原型中进行了测试，使用宇宙μ子轨道。量化了安装结构对电荷测量、径迹重建和单点分辨率的影响。
2015-06-11 hep-ex physics.ins-det
Towards Designing and Exploiting Generative Networks for Neutrino Physics Experiments using Liquid Argon Time Projection Chambers
在本文中，我们表明，一种混合的方法，通过结合从一个自动编码器的解码器与显式生成模型的潜在空间生成建模是一种很有前途的方法，用于产生图像的粒子轨迹在液氩时间投影室（LArTPC）。LArTPC是一种粒子物理探测器，用于当前和未来的几个中微子研究实验。我们实现了一个矢量量化变分自动编码器（VQ-VAE）和PixelCNN，它产生具有LArTPC类特征的图像，并引入了一种使用语义分割来评估图像质量的方法，该方法可以识别重要的基于物理的特征。
2022-04-05 hep-ex
Calibration of calorimetric measurement in a liquid argon time projection chamber
液态氩时间投影室为中微子物理研究和超标准模型物理的探索提供了高分辨率的事件图像和极好的量热分辨率。本文综述了影响探测器响应的主要物理过程，包括电子和场响应、空间电荷效应、电子与杂质的附着、扩散和复合等。我们描述了测量这些效应的方法，这些方法用于校准探测器响应并将测量的原始ADC计数转换为原始能量沉积。
2020-12-02 hep-ex physics.ins-det
Fiber-coupled Digital Photo Sensors for Large Time Projection Chambers
本文提出利用光纤耦合数字硅光电倍增管增强大型TPC的光探测与能量分辨率，以改善中微子事件重建和粒子识别。
2025-03-24 hep-ex physics.ins-det
Performance Of A Liquid Argon Time Projection Chamber Exposed To The WANF Neutrino Beam
我们提出的结果的第一次曝光的液体氩TPC的多GeV中微子束。这些数据是在CERN西区中微子设施（WANF）的CHORUS和NOMAD实验之间的50升ICARUS样室中收集的。我们讨论了仪器性能的检测器和它的能力，以确定和重建低多重中微子相互作用。
2006-09-25 hep-ex physics.ins-det
Score-based Diffusion Models for Generating Liquid Argon Time Projection Chamber Images
本文首次将基于分数的扩散模型用于高保真生成类LArTPC图像，并通过自然图像改进指标、高维分布比较和实验相关检验验证其有效性。
2024-04-06 hep-ex
A Domain Adaptive Position Reconstruction Method for Time Projection Chamber based on Deep Neural Network
State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics, University of Science and Technology of China（粒子探测与电子学国家重点实验室，中国科学技术大学）；Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China（近代物理系，中国科学技术大学）；Deep Space Exploration Laboratory（深空探测实验室）；School of Physics, Sun Yat-Sen University（物理学院，中山大学）
针对时间投影室横向位置重建中真实与模拟数据不匹配导致的偏差和分辨率有限问题，提出基于循环一致性生成对抗网络的域自适应方法，在原型探测器和模拟50-kg TPC中均实现显著性能提升。
2025-10-28 hep-ex
Convolutional Neural Networks for Shower Energy Prediction in Liquid Argon Time Projection Chambers
当能量为$O(100)$ MeV的电子通过液氩时间投影室（LArTPC）时，它们以电磁簇射的形式沉积能量。重建LArTPC中这些簇射的能量的方法通常依赖于簇射能量和簇射中包含的电荷之间的聚类算法和线性校准的组合。该重建过程可以通过使用卷积神经网络（CNN）来改进。在这里，我们将讨论各种基于CNN的模型在模拟LArTPC图像上的性能，然后将性能最好的模型与典型的线性校准算法进行比较。我们表明，CNN方法能够解决LArTPC中无响应的电线造成的效率低下，并与线性算法相比，在5%的准确度内重建更大比例的不完美事件。
2022-01-25 hep-ex
Performance study of a $3\times1\times1\mbox{ m}^3$ dual phase liquid Argon Time Projection Chamber exposed to cosmic rays
本文报道了用4吨（3 $\times$ 1 $\times$ 1~m $^3$）有效质量（体积）液态氩时间投影室（TPC）在双相模式下收集的宇宙线数据的分析结果。我们提出了一个详细的研究TPC的响应，其主要的检测器参数和性能。这些结果对于双相技术的理解和进一步发展非常重要，这要归功于对关键方面的验证，例如从液体到气体的电子提取及其通过整个一平方米读出平面的放大，增益稳定性，纯度和读出视图之间的电荷共享。
2021-04-16 hep-ex physics.ins-det
MicroBooNE: A New Liquid Argon Time Projection Chamber Experiment
液态氩时间投影室探测器非常适合研究中微子相互作用，并且是未来能够测量表征中微子振荡的参数的大质量探测器的一个有趣的选择。这些探测器将细粒度跟踪与量热法相结合，具有出色的成像和粒子识别能力。在这次演讲中，将介绍MicroBooNE实验的细节，这是一个175吨的LArTPC，将于2011年开始暴露于费米实验室的助推器中微子光束线。MicroBooNE区分电子和光子的能力使实验在低能中微子相互作用测量中具有独特的能力。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
Beam particle tracking with a low-mass mini time projection chamber in the PEN experiment
国际PEN合作的目标是获得π介子电子衰变$π^+ \to e^+ν_e(γ)$（又名$π_{e2}$）的分支比，其相对精度为$5\times 10^{-4}$或更高。PEN装置包括多个检测系统，所有检测系统都对PEN事件重建贡献重要信息。本文讨论了用于π介子、μ介子和正电子束粒子跟踪的小型时间投影室（mTPC）的设计、性能和蒙特卡罗模拟。我们还审查了使用提取的轨迹坐标的分析，特别是在构建关键的可观测的判别背景过程中，并在最大限度地提高基准体积的目标，其中衰变事件顶点可以接受分支比提取，而不引入偏见。
2021-05-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
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
A new method to search for highly ionizing exotic particles, monopoles and beyond, using time projection chamber
针对高电离粒子导致探测器饱和的问题，提出基于时间投影室的新探测方法，并验证了磁单极子触发案例。
2024-03-18 hep-ex physics.ins-det
ArgoNeuT: A Liquid Argon Time Projection Chamber Test in the NuMI Beamline
液氩时间投影室探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。在这些会议记录的细节ArgoNeuT试验束项目后，将简要介绍探测器技术。ArgoNeuT是一个175升的探测器，暴露在费米实验室的NuMI中微子束线下。在ArgoNeuT中观察到的第一个中微子相互作用将被呈现，以及对该数据样本进行的各种物理分析的讨论。
2009-10-18 hep-ex physics.ins-det
Liquid-Argon Time Projection Chambers in the U.S
液态氩时间投影室（LAr TPC）探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。本次演讲将讨论最近美国在大规模千吨级探测器的LAr TPC技术开发方面的工作，包括ArgoNeuT（氩中微子测试）测试束项目的细节，该项目是一个175升的LAr TPC暴露于费米实验室的NuMI中微子束线。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
Graph Neural Network for Object Reconstruction in Liquid Argon Time Projection Chambers
本文提出了一种用于液氩时间投影室（LArTPC）中中微子相互作用低能级重建的图神经网络（GNN）方法。GNN仍然是一种相对新颖的技术，并且在LHC中的类似重建任务中表现出很大的希望。在本文中，一个多头注意力消息传递网络被用来分类检测器命中之间的关系，通过标记图的边缘，确定是否命中所产生的相同的底层粒子，如果是这样，粒子类型。训练后的模型总体准确率为84%，在EM簇射和μ子轨道类上表现最好。该模型的优点和缺点进行了讨论，并计划进一步发展这种技术进行了总结。
2021-03-12 hep-ex
A comparison between scintillation light Analog and Digital trigger for large volume Liquid Argon Time Projection Chambers
大体积液氩时间投影室（LAr-TPC）被用于中微子物理和稀有事件研究。这些探测器大多利用液态氩的闪烁光作为触发器。可以采用两种不同的方法来为这些检测器提供有效的触发系统，这依赖于对来自光电检测器（如光电倍增管或硅光电倍增器）的信号的模拟或数字处理。每种方法都有各自的优点和缺点，因此混合解决方案的实现可以从这两种方法中受益。为此，一个创新的电子板原型已被设计和提出用于大容量LAr-TPC探测器。
2020-04-10 hep-ex physics.ins-det
Image Segmentation in Liquid Argon Time Projection Chamber Detector
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；National Center for Nuclear Research（国家核研究中心）
液氩时间投影室（LAr-TPC）探测器为研究中微子提供了良好的成像和粒子识别能力。一个有效的和自动的重建过程需要利用这种成像技术的潜力。在这里，提出了一种新的方法分割图像从LAr-TPC检测器。该方法为图像中的每个像素计算一个特征描述符，该特征描述符表征像素及其邻域中的幅度分布。监督分类器被用来区分代表粒子的轨迹和噪声的像素。分类器在手工标记的数据集上进行训练和评估。所提出的方法可以是一个预处理步骤，重建算法直接对探测器图像。
2015-02-27 cs.CV hep-ex
Measurement of the two-photon absorption cross-section of liquid argon with a time projection chamber
本文报道了在时间投影室（LAr TPC）探测器中激光诱导266 nm液态氩的多光子电离。由激光束产生的电子信号是用于校准和监测下一代大质量LAr TPC的强大工具。我们设计和测试的探测器使我们能够以前所未有的准确度和精度测量LAr的双光子吸收截面：sigma_ex=（1.24 \pm 0.10 stat \pm 0.30 syst）10^{-56} cm ^4 s {-1}。
2010-12-19 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Real-time Anomaly Detection for Liquid Argon Time Projection Chambers
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
提出一种基于自编码器和知识蒸馏的实时异常检测框架，用于液态氩时间投影室中高分辨率稀疏图像数据的异常信号检测，并在资源受限硬件上实现低延迟推理。
2026-05-26 hep-ex
Construction and Assembly of the Wire Planes for the MicroBooNE Time Projection Chamber
在本文中，我们描述了MicroBooNE时间投影室的读出平面是如何构造、组装和安装的。我们介绍了使用半自动绕线机的单根导线准备和导线载板的组装。给出了探测器框架上的导线安装和导线张紧的细节。严格的质量保证计划确保了读出平面的完整性。在施工和安装的所有阶段进行的不同测试为成功实现MicroBooNE线平面提供了关键信息。
2017-02-23 hep-ex physics.ins-det
Technical Design Study for the PANDA Time Projection Chamber
本文件说明了作为熊猫实验中心跟踪系统的时间投影室的技术布局和预期性能。该检测器是基于一个连续运行的TPC与气体电子倍增器（GEM）放大。
2012-06-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
PandaX-III: Searching for Neutrinoless Double Beta Decay with High Pressure Gaseous Time Projection Chambers
PandaX-Ⅲ（粒子和天体物理氙实验Ⅲ）实验将在中国锦屏地下实验室Ⅱ（CJPL-Ⅱ）寻找136 μ m的无中子双β衰变（NLDBD）。在实验的第一阶段，高压气体时间投影室（TPC）将包含200 kg、在10 bar下操作的90%的136氚富集气体。Microbulk Micromegas是一种细间距微图案气体探测器，将用于电荷读出，使我们能够以良好的能量和空间分辨率重建NLDBD事件的轨迹。仿真结果表明，该方法具有良好的背景抑制能力和跟踪信息。在本文中，我们将概述PandaX-III的最新进展，包括20 kg原型TPC的数据采集。
2017-10-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Development of a time projection chamber with a sheet-resistor field cage
研制了一种采用商用电阻片的新概念时间投影室（TPC），并对其性能进行了测试。SR-microTPC由于其连续的薄层电阻率而具有产生比具有电阻链的常规TPC更均匀的电场的潜力，并且其生产将比常规TPC更容易。这项研究中使用的材料，Alumines-Vynilas，被发现是薄，透明和低放射性的。对宇宙μ子的性能测试显示出非常有希望的结果，包括展示了良好的跟踪性能。这种类型的TPC田间笼可以为广泛使用的常规田间笼提供替代方案
2019-04-09 hep-ex physics.ins-det
Simulations of neutron background in a time projection chamber relevant to dark matter searches
本文介绍了在地下实验室中作为粒子暗物质探测器的时间投影室的中子本底模拟结果。研究的背景包括来自岩石和探测器组件的中子，通过自发裂变和（α，n）反应产生的，以及那些由于宇宙射线μ子。将中子传播到探测器的灵敏体积中，计算了核反冲谱。中子背景抑制的方法也进行了检查和限制的灵敏度的气态暗物质探测器进行了讨论。结果表明，在10 kg的探测器中，中子不应将对WIMP-核子相互作用的灵敏度限制在（1 - 3）x 10^{-8} pb的水平。
2005-03-09 hep-ex
Application of Time Projection Chambers with GEMs and Pixels to WIMP Searches and Fast Neutron Detection
本文介绍了在充气时间投影室中利用核反冲探测中性粒子的工作。我们采用气体电子倍增器（GEM）来放大信号和硅像素电子检测雪崩电荷。这些技术允许以低噪声、改进的位置和时间分辨率以及高效率来检测目标气体中的电离。我们回顾了前几年获得的实验结果，并报告正在进行的模拟研究和建设的第一个原型在夏威夷大学。我们还提出了使用这样的探测器进行方向敏感的搜索的WIMP暗物质和快中子从裂变材料的前景。
2012-06-11 hep-ex physics.ins-det
Development of a time projection chamber with micro pixel electrodes
研制了一种基于微像素电极气室（micro-PIC）的时间投影室（TPC），用于带电粒子三维径迹测量。检测面积为10平方厘米的微型PIC由双面印刷电路板组成。阳极像素以0.4mm的间距形成在垂直于阴极条对齐的条上，以便获得二维位置。在漂移长度为8 cm的TPC中，4 mm宽的场笼电极以1 mm间距排列，并产生约0.4 kV/cm的均匀电场。为了编码的三维位置的同步读出系统已开发使用现场可编程门阵列与40 MHz的时钟。这个系统使我们能够重建三维轨迹的粒子在连续的点像一个云室，即使在高事件率。用宇宙μ子径迹测量了TPC中电子的漂移速度，在此期间TPC稳定工作，气体增益为3000。用放射性同位素γ射线源成功地拍摄了康普顿散射电子的三维径迹。
2003-01-09 hep-ex
Enhancing Neutrino Event Reconstruction with Pixel-Based 3D Readout for Liquid Argon Time Projection Chambers
在本文中，我们探讨了中微子事件重建的潜在改进，三维像素化读出可以提供一个二维投影线读出液氩时间投影室。我们在这两种设计的两种通用的理想化检测器配置中模拟和研究事件，使用深度卷积神经网络对每个样本中的事件进行分类，以比较最佳2D结果和最佳3D结果。在几乎所有的情况下，我们发现，3D读出提供更好的重建效率和纯度比2D投影线读出，与3D的优势是特别明显的更复杂的拓扑结构，如电子中微子带电电流事件。我们的结论是，使用3D像素化探测器可以显着提高未来的液态氩TPC实验物理计划，如DUNE的范围和影响。
2020-01-23 hep-ex physics.ins-det
Dielectric Strength of Noble and Quenched Gases for High Pressure Time Projection Chambers
介电击穿强度是用于大型高压气体时间投影室的气体和混合物的关键性能指标之一。本文实验研究了几种重要的时间投影室工作气体和气相绝缘体在100 mbar ~ 10 bar压力范围内的介质击穿强度，气隙尺寸为0.1mm ~ 10 mm，所表征的气体包括氩气、氙气、CO2、CF 4以及90-10氩-CH 4、90-10氩-CO2和99-1氩-CF 4的混合气体。我们开发了一个理论模型，高压击穿的微物理模拟的基础上，使用PyBoltz电子群Monte Carlo结果作为输入汤森和米克放电标准。该模型在高压下具有高度的预测性，显著优于传统的Paschen-Townsend和Meek-Raether模型。在较低的压力-时间-距离，汤森类模型是一个很好的描述惰性气体，而米克类模型提供了一个高度准确的预测绝缘气体。
2021-07-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First Demonstration of a Pixelated Charge Readout for Single-Phase Liquid Argon Time Projection Chambers
液态氩时间投影室（LArTPC）已被选定为未来的长基线深地下中微子实验（DUNE）。为了使LArTPC在DUNE的高多重性近探测器环境中工作，需要一种新的电荷读出技术。传统的电荷读出技术引入了固有的模糊性，结合缓慢的检测器响应，这些模糊性限制了LArTPC的性能，直到现在。在这里，我们提出了一种新的像素化电荷读出，使LArTPC的完整的3D跟踪能力。我们将电荷读出链的信噪比提高到14左右，并演示了由像素读出产生的3D空间点上的径迹重建。这种像素化的电荷读出使LArTPC成为DUNE近探测器复合体的可行选择。
2018-01-26 hep-ex physics.ins-det
DNN-based Signal Processing for Liquid Argon Time Projection Chambers
University of Chicago（芝加哥大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
针对液氩时间投影室中感兴趣区域识别的难题，提出将其转化为图像分割任务并采用U-ResNet架构的深度学习信号处理方法，性能优于传统方法且鲁棒性强，已被短基线中微子项目采用。
2025-10-27 hep-ex physics.ins-det
Negative ion Time Projection Chamber operation with SF$_{6}$ at nearly atmospheric pressure
我们提出的漂移速度和迁移率的一些创新的负离子气体混合物在近大气压的基础上SF $_{6}$作为电负性捕获剂和纯SF $_{6}$在不同的压力下，与NITEC检测器进行测量。NITEC是一种时间投影室，漂移距离为5 cm，由GEMPix读出，GEMPix是一种耦合到Quad-Timepix芯片的三层薄GEM，对55 $\times$和55 $μ$ m $^2$像素中每个像素上的沉积电荷直接敏感。我们的研究结果有助于扩大知识的创新使用SF $_{6}$作为负离子气体，并扩展到三重薄宝石负离子操作的可能性第一次。最重要的是，我们的研究结果显示了在610托下使用He：CF $_4$：SF $_{6}$进行负离子操作的可行性，为1巴下一代定向暗物质探测器打开了非常有趣的可能性。
2017-10-05 hep-ex physics.ins-det
A Novel Electrical Method to Measure Wire Tensions for Time Projection Chambers
提出了一种新的电学方法来测量多丝漂移室中丝的张力。我们通过在交流信号（$V_{\rm AC} \pm V_{\rm DC}$）上叠加正负直流电压来偏置测试导线两侧的相邻导线，从而产生交变电场。所产生的导线振荡将在其固有频率处显示谐振，并且电容的相应变化将导致可测量的电流。该方案可扩展到多根导线，因此使我们能够在短时间内精确测量大量导线的张力。这种技术也可以应用在低温下，使其成为未来大型时间投影室（如DUNE探测器）的有吸引力的解决方案。我们提出的概念，一个例子的实施和它的性能在现实世界中的情况下，并讨论了电压和电线长度方面的系统的灵敏度的限制。
2018-09-24 hep-ex physics.ins-det
Dark Matter Detection Capabilities of a Large Multipurpose Liquid Argon Time Projection Chamber
液态氩时间投影室计划在美国高能物理中微子计划的未来中发挥核心作用。特别是，这种探测器技术将成为4万吨深地下中微子实验（DUNE）的基础。在本文中，我们作为一个出发点的双相位远探测器设计提出的DUNE实验，并询问需要什么样的变化，让四个10 kt模块之一，是敏感的重弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质。我们表明，控制背景和使用低放射性氩，这可能是商业上的时间尺度，随着光检测的显着增加，一个沙丘样模块提供了一个有竞争力的WIMP检测灵敏度，特别是以上的暗物质质量为100 GeV。
2020-09-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
TITUS: Visualization of Neutrino Events in Liquid Argon Time Projection Chambers
高能物理实验所记录的数据的数量和复杂性正在迅速增长，并且随着这些增长，可视化这些数据的难度也在增加。为了研究中微子（一种基本粒子）的物理学，科学家们使用了液态氩时间投影室（LArTPC）探测器等技术。LArTPC具有非常高的空间分辨率，可以分辨出许多来自中微子的基本粒子，这些粒子与探测器中的氩气相互作用。可视化这些中微子相互作用对于理解中微子的性质至关重要，而且还可以监测和检查探测器的条件和操作。基于这些想法，我们开发了TITUS，一种事件显示器，可以显示这些中微子探测器记录的图像。TITUS是一款软件，可以读取来自LArTPC探测器的数据（以及相应的模拟），并允许用户以多种方式探索这些数据。TITUS具有灵活性，可实现快速原型设计和定制。
2020-10-25 hep-ex physics.ins-det
Benefits of MeV-scale reconstruction capabilities in large liquid argon time projection chambers
使用真理水平的蒙特卡罗模拟的粒子相互作用在大量的液态氩，我们展示了物理能力，使重建拓扑结构紧凑和孤立的低能量的功能，或“光点”，在大型液态氩时间投影室（LArTPC）的事件。这些特征主要是由光子相互作用的电子产物沉积电离能产生的。LArTPC的光点识别能力是由其独特的大小，位置分辨率精度和低能量阈值的组合。我们表明，考虑在LArTPC物理分析重建的光点可以导致中微子和新的物理相互作用的量热法的实质性改善，并为最终状态的粒子范围内的能量从MeV到GeV规模。光点活动分析也表明，使相互作用的通道和最终状态的粒子类型之间的歧视。除了证明这些收益量热和歧视，光点重建能力和物理结果的一些限制也进行了讨论。
2020-10-21 hep-ex physics.ins-det
Augmented Signal Processing in Liquid Argon Time Projection Chambers with a Deep Neural Network
液态氩时间投影室（LArTPC）是一种先进的中微子探测器技术，广泛应用于最近和即将到来的加速器中微子实验中。它具有低能量阈值和高空间分辨率，可以全面重建事件拓扑结构。在当前一代LArTPC中，记录的数据由漂移电离电子导线上的感应信号产生的导线上的数字化波形组成，其也可以被视为带电粒子轨迹的二维（2D）（时间与导线）投影图像。对于这样的成像检测器，一个关键步骤是信号处理，其从记录的2D图像重建原始电荷投影。我们首次在LArTPC信号处理中引入深度神经网络，以改善信号感兴趣区域的检测。通过结合领域知识（例如，匹配来自多个线平面的信息）和深度学习，该方法显示出比传统方法显著的改进。这项工作详细介绍了方法，软件工具，并与现实的检测器模拟评估的性能。
2020-11-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The ArDM Liquid Argon Time Projection Chamber at the Canfranc Underground Laboratory: a ton-scale detector for Dark Matter Searches
氩暗物质（ArDM）实验由一个液态氩（LAr）时间投影室（TPC）组成，对假设的弱相互作用大质量粒子（WIMP）在氩靶上散射产生的核反冲敏感。ArDM的活动目标为850公斤，是LAr探索暗物质的重要里程碑。我们目前的实验装置安装在地下的Submartorio Submarteo德Canfranc（LSC），西班牙。我们展示了2015年单相调试运行（ArDM运行I）期间记录的第一批数据，这些数据总体上证实了吨级LAr探测器的良好和稳定性能。
2016-12-19 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Upgrading the Inner Tracking System and the Time Projection Chamber of ALICE
欧洲核子研究中心的ALICE实验正在2019-2020年LHC的长周期2（LS 2）期间进行重大升级。关于中央枪管的关键要素是安装新的内部跟踪系统（ITS）和升级大型时间投影室（TPC）。TPC目前正在升级一个新的读出系统，包括新的基于GEM的读出室和新的前端电子设备，使我们能够在连续模式下操作它。基于CMOS单片有源像素传感器的新型ITS将显著提高碰撞参量分辨率和跟踪效率，特别是对于低横向动量的颗粒，以及读出速率能力。在下文中，将概述升级及其组装和调试状态。此外，还将对预计在2025-2026年LHC第三次长时间关闭的ITS升级计划进行展望。对于这次升级，最里面的三层可以用圆柱形探测器层代替，由弯曲的晶圆级CMOS传感器制成，以进一步降低材料预算并提高指向分辨率。
2020-02-02 hep-ex physics.ins-det
Neutrino-hydrogen interactions with a high-pressure time projection chamber
我们研究了使用横向运动学不平衡技术检测多核目标中纯中微子-氢相互作用的想法[Lu等人，D 92，051302（2015）]在高压时间投影室（HPTPC）中进行。HPTPC具有全立体角接收能力、MeV级质子跟踪阈值、最先进的跟踪分辨率以及10 bar下的O（100 m^3）气体体积，可以为实现该技术提供机会。我们建议在TPC中使用富氢气体以实现具有大氢质量的高检测纯度。利用DUNE实验中的中微子束照射，每年可以实现10^4个中微子-氢事件，纯度超过90%，使用甲烷气体的HPTPC。在本文中，我们提出了一个系统的研究的事件率和纯度的各种氩烷烃混合物，并检查这些气体候选人的TPC跟踪相关的属性。
2020-08-26 hep-ex physics.ins-det
Low energy tracking and particles identification in the MUNU Time Projection Chamber at 1 bar. Possible application in low energy solar neutrino spectroscopy
在本文中，我们提出的测量结果与MUNU TPC在1巴压力的CF4在能量低于1 MeV的区域。电子事件下降到80 keV成功地测量。电子的能量和方向被重建为每个包含的单个电子高于200 keV。作为测试，通过测量TPC中康普顿电子的能量和方向来重建137Cs的峰。
2007-11-02 hep-ex
A Radial Time Projection Chamber for $α$ detection in CLAS at JLab
杰斐逊实验室研制了一种新的径向时间投影室（RTPC），用于跟踪低能核反冲，以测量专用核反应，如相干深虚康普顿散射和相干介子产生的$^4$ He。在这样的过程中，$^4$ He核在最终状态下保持完整，但是CEBAF大型接受光谱仪（CLAS）无法跟踪低能$α$粒子。在2009年，我们进行了测量，使用CLAS光谱仪补充的RTPC定位直接围绕气态$^4$ He目标，允许检测阈值低至12 $\sim$ MeV的$^4$ He。本文讨论了该实时PC的设计、工作原理、校准方法和性能。
2018-01-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Continuous data acquisition for liquid argon time projection chamber neutrino detectors using FPGA-based real-time compression algorithms
液氩时间投影室（LArTPC）已被提议作为中微子探测器，它结合了大尺寸以最大化中微子相互作用的数量和详细记录的相互作用。以MHz采样率读出数千个通道产生具有毫米级分辨率的中微子-核相互作用的图像，从而能够识别产生的粒子，并提供多个手柄来测量它们的能量，但以牺牲大数据速率为代价。需要连续采集LArTPC数据，以便能够使用高延迟触发器来捕获非加速器射束事件。我们描述的情况下，连续读出的MicroBooNE LArTPC，授予的可能性，从超新星使用SNEWS（超新星预警系统）警报作为延迟触发获取中微子爆发。连续的数据采集是通过使用实时压缩算法（零抑制和霍夫曼压缩）实现在一个FPGA中的读出电子。
2019-09-06 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
Sub-Penning gas mixtures: new possibilities for ton- to kiloton-scale time projection chambers
在这项工作中，我们提出了一个不寻常的气体混合物气体作为一个无缝的，高QE，近100\%的覆盖率闪烁或\cerenkov光子的光电探测器的大型低背景实验的概念。我们用真空紫外线电离气体填充一个大的时间投影室，再加上一个非常小的混合掺杂剂气体，具有低电离阈值（和高电离产率），类似于一个高度欠淬灭的潘宁混合物。闪烁光子在转换成光致电离电子之前远离主电离位点行进。使用标准的TPC方法，我们可以分别计算初级电离电子（沿着密集轨道发生）和双折射电离电子（将发生在一个大的球形区域），而无需使用PMT。该方案与两相和单相高压配置中的非常大的检测器兼容。我们讨论了如何漂移轴的事件的位置可以重建，在什么样的约束下，我们可以预期稳定的气体增益操作。我们提出了一些探测器来说明这种方案-无论是在传统的两相几何结构中，还是在开采溶液的盐穴中的加压空间中-如何使安全地建造以前无法到达的目标质量的气体时间投影室成为可能，能够研究暗物质、双β衰变、质子衰变和太阳中微子;更多的推测性气体混合物可能将该技术扩展到反应堆和地中微子
2015-12-15 hep-ex physics.ins-det
Design, Construction, and Performance of the GEM based Radial Time Projection Chamber for the BONuS12 Experiment with CLAS12
本文介绍了为BONuS12实验开发的基于GEM的径向时间投影室，重点改进了圆柱形放大层的连续GEM箔设计和电极几何均匀性，死区面积小于1%。
2024-02-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Neural-network-driven proton decay sensitivity in the $p\rightarrow \barν K^{+}$ channel using large liquid argon time projection chambers
我们报告了一个更新的灵敏度质子衰变通过$p \rightarrow \barν K^+ $在大型，双相液氩时间投影室（LAr TPC）。我们的工作建立在以前的研究中，几个核子衰变通道已被模拟和分析[arXiv：hep-ph/0701101]。当时，需要对探测器和背景进行一些假设。从那时起，社区在定义这些方面取得了进展，可用的计算能力使我们能够完全模拟和重建大样本，以便更好地估计质子衰变的敏感性。在这项工作中，我们研究的基准通道$p\rightarrow \barν K^{+}$，这是以前发现的最干净的通道之一。使用改进的中微子事件发生器和一个完全模拟的LAr TPC探测器响应结合一个专用的神经网络K介子识别，我们证明了一个寿命的灵敏度$ τ/ \text{Br} \left( p \rightarrow \barν K^+ \right) > 7 \times 10^{34} \, \text{years}$在$90 \, \%$置信水平可以达到在准背景条件下的$1 \, \text{megaton} \cdot \text{year}$曝光，证实了优越性的LAr TPC比其他技术，以解决具有挑战性的质子衰变模式。
2021-04-29 hep-ex
Towards Designing Scalable Quantum-Enhanced Generative Networks for Neutrino Physics Experiments with Liquid Argon Time Projection Chambers
本研究探索量子增强生成网络在中微子物理实验LArTPC高分辨率图像生成中的应用，通过引入正则化方法在小规模图像上成功缓解模式崩溃并稳定训练，为未来开发可扩展的混合量子-经典解决方案奠定基础。
2024-10-16 hep-ex quant-ph
A High Pressure Time Projection Chamber with Optical Readout
质子-核散射测量和高分辨率中微子-核相互作用成像是未来实验中降低中微子振荡系统不确定性的关键。一个高压时间投影室（HPTPC）原型已经在伦敦皇家霍洛威大学和欧洲核子研究中心建成并投入使用，作为HPTPC发展的第一步，该HPTPC能够进行这些测量，作为未来长基线中微子振荡实验（如深地下中微子实验）的一部分。在本文中，我们描述的设计和操作的原型HPTPC与氩基气体混合物。我们报告成功的混合充电和光学读出，使用四个CCD相机，从Am-241源的信号。
2021-06-02 hep-ex physics.ins-det
Cosmic Ray Measurements Using Charge and Light Readout in a Pixelated Liquid Argon Time Projection Chamber
University of Bern（伯尔尼大学）；Imperial College of Science, Technology and Medicine（帝国理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
SoLAr项目利用像素化液氩时间投影室的电荷和光读出技术，实现了对宇宙射线缪子的高效率探测和能量分辨率提升。
2025-12-11 hep-ex physics.ins-det
Development of an alpha-particle imaging detector based on a low radioactivity micro-time-projection chamber
在寻找暗物质或无中微子双β衰变等稀有事件的实验中，一个重要的问题是减少探测器材料和实验环境的放射性。选择具有低放射性杂质的材料，例如铀和钍链的同位素，需要精确测量表面和本体放射性。针对第一种情况，研制了基于气体微时间投影室的α粒子探测器。在检测器中安装了具有降低的α发射背景的低α μ-PIC。该探测器具有位置灵敏度的优点，可同时对样品的α粒子污染进行成像和测量背景。通过使用α粒子源测量探测器性能。还演示了样品的测量，并讨论了灵敏度。
2019-10-30 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Performance of a Radial Time Projection Chamber with Electroluminescence in Liquid Xenon
双相氙时间投影室（TPC）是研究暗物质和中微子物理学的一种领先的探测器技术。这种类型的探测器技术的成功依赖于它的能力，以检测两个主要的闪烁和电离信号的粒子相互作用在液体氙（LXe）。电离电子在气体氙（GXe）中转化为电致发光，其中单个电子在强电场中可以被放大超过100倍的光子数。在大直径TPC的小气体间隙中保持强且均匀的电场是具有挑战性的。一种替代的解决方案是直接在LiNbO3中产生电致发光以克服气隙均匀性问题。在这里，我们报告的设计和性能的单相径向TPC（RTPC），它可以创建和检测直接在发光二极管的电致发光。它通过在轴向中心使用单根导线来产生强电场，简化了LPETTPC的设计和操作。我们提出了这样的RTPC的性能，并讨论其潜在的应用局限性。
2022-02-09 hep-ex physics.ins-det
ArgoNeuT, a liquid argon time projection chamber in a low energy neutrino beam
ArgoNeuT（氩中微子测试）是费米实验室的一个NSF/DOE项目，是第一个进入低能中微子束的LArTPC，也是第二个进入中微子束的LArTPC。ArgoNeuT位于NuMI光束线中轴上MINOS近探测器的上游，距离目标站约1公里，地下100米。该检测器具有47 X40 X90 cm（169 L）的有效体积TPC，并带有完全封闭的再循环和净化系统。在其他物理学中，ArgoNeuT将测量能量为~3 GeV的氩上的带电准弹性（反）中微子截面。
2009-10-14 hep-ex physics.ins-det
Optical transmittance measurements of sheet resistors for the $\rm {CF}_4$ scintillating light in a gaseous time-projection chamber
本文介绍了一种可重构$z$坐标的气体时间投影室（TPC），用于低放射性背景下的暗物质探测和$α$粒子成像。如果薄层电阻器具有对可见光的光学透射率，则具有薄层电阻器场笼的TPC显示出检测由轨道产生的电荷和光子的潜力，并且从这些信号之间的时间差确定漂移长度。在该研究中，对于使用$α$ -粒子源的$\rm {CF}_4$气体净化光，薄层电阻器的光学透射率被测量为$24.5\pm0.1_{\rm stat}\pm0.6_{\rm syst}\%$。当$\rm CF_4$气体中存在薄层电阻时，对于5.3 MeV的$α$，观察到光电子数为$\rm\sim20~p.e.$.然后，讨论了在近红外线下，使用多碱阴极光电管和SiPM探测器探测低能径迹时，需要观测到多少光电子。
2022-02-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
