Experimental and numerical simulation of a TPC like set up for the measurement of ion backflow
离子回流是限制气体检测器在高通量下操作的效应之一，其通过产生扰动电场的空间电荷而实现。本体Micromegas抑制离子反馈的自然能力是非常有效的，并且可以帮助TPC漂移体积保持相对没有空间电荷积累。为了克服空间电荷效应引起的径迹畸变，需要对回流分数进行有效而精确的测量。在一个微妙的，但显着的修改通常的方法，我们已经利用两个漂移网格，以测量离子回流分数散装Micromegas检测器。这有助于真实地表示TPC的回流分数。此外，还尝试优化漂移网格之间的场结构。结合实验测量，采用Garfield模拟框架对相关物理过程进行了数值模拟。
2017-10-02 physics.ins-det
Micromegas-TPC operation at high pressure in Xenon-trimethylamine mixtures
在这项工作中，我们提出了一个小的Micromegas-TPC使用氙-三甲胺（Xe-TMA）Penning混合物作为填充气体进行测量。气体增益和能量分辨率为22.1 keV的X射线的测量，跨越几个TMA浓度和压力之间的1和10巴。在这个压力范围内，最好的能量分辨率和最大的增益增加在恒定的字段（一个标准的数字，用于表征潘宁类能量转移）被观察到在1.5%-2.5%的TMA区域。增益增加（在恒定场）高达100倍和最佳的能量分辨率提高了高达3倍，相对于一个以前报道的纯双操作Micromegas，可以获得。由于混合物的VUV猝灭特性，可实现的总体最大增益也显著增加（在10巴下高达400），比纯的UV高3倍。此外，初步测量的电子漂移速度在一个修改后的设置已被执行，并显示出良好的协议，从Magboltz获得的。这些结果对气体微扰热光子晶体的量热应用，特别是对寻找氘-136的无中微子双β衰变具有重要意义。
2013-03-22 physics.ins-det
New gas mixtures suitable for rare event detection using a Micromegas-TPC detector
所提出的工作的目的是进一步开发基于Micromegas-TPC的技术，以达到高气体增益和良好的能量分辨率，并寻找适合于稀有事件探测的气体混合物。本文的重点是氙，它便于寻找136欧姆的无中微子双β衰变。相反，少量的氙与CF 4的混合物可以减少CF 4中的吸附.这种气体混合物将适合于暗物质的搜索和太阳中微子和反应堆中微子的研究。Micromegas飞机的各种配置进行了研究和描述。
2008-12-29 hep-ex physics.ins-det
A hybrid structure gaseous detector for ion backflow suppression*
提出了一种用于未来圆对撞机时间投影室的混合结构离子回流抑制气体探测器组件的新概念。它是一个混合结构级联气体电子倍增器（GEM）与Micromegas检测器。Micromegas和GEM都有能力自然减少放大区产生的大部分离子。GEM还充当前置放大器设备，并与Micromegas一起增加气体增益。混合探测器的可行性测试使用${}^{55}$ Fe X射线源进行。对于5.9keV的X射线，能量分辨率优于27%。结果表明，在增益为5000的混合读出结构中，回流比可以达到优于0.2%。
2017-03-31 hep-ex physics.ins-det
Performance of a MICROMEGAS-based TPC in a high-energy neutron beam
MICROMEGAS（MICRO-MEsh Gaseous Structure）电荷放大结构在许多检测应用中得到了广泛的应用，特别是作为时间投影室（TPC）的电荷读出的增益级。在这里，我们报告的MICROMEGAS TPC的行为时，在高能量（高达800兆电子伏）的中子束操作。据发现，中子引起的反应可以引起放电，在一些漂移气体的混合物是稳定的，在没有中子束。放电由靠近MICROMEGAS的反冲离子引起，其沉积高比电离密度并具有有限的扩散时间。对于二元漂移气体，增加分子组分（骤冷气体）相对于惰性组分的百分比并且在较低压力下操作通常改善稳定性。
2017-12-04 nucl-ex physics.ins-det
Numerical study of track distortion in the Large Prototype TPC with end-plate based on bulk Micromegas
国际大型探测器时间投影室（ILD-TPC）的当前$\mathrm{R}\&\mathrm{D}$活动涉及采用微图案器件用于气体放大级。7 Micromegas模块，其中委托的大型原型TPC（LPTPC）在DESY的端板上，测试与5 GeV的电子束，在1 T的磁场。在实验期间，在这些模块的边界处观察到信号灵敏度降低以及重构轨道中的失真。模块边界附近的静电场不均匀性被认为是这些观察结果背后的可能主要原因。在目前的工作中，这一假设已被探索使用加菲尔德模拟框架。通过适当的简化，可以包含问题的计算复杂性。与实验结果的定性和定量协议已取得。已经提出了使用相同的模拟框架来缓解问题的可能性。
2020-05-28 hep-ex physics.ins-det
TREX-DM: a low-background Micromegas-based TPC for low-mass WIMP detection
如果暗物质是由质量低于$\sim$ 20 GeV的弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成的，那么主流WIMP实验中相应的核反冲的能量太接近或低于实验阈值。气体时间投影室（TPC）可与各种目标元件一起操作，提供良好的跟踪能力，并且由于气体中的放大，可实现非常低的阈值。电子学和新型辐射纯TPC读出的最新进展，特别是微网格气体结构（Micromegas），正在提高气态TPC的可扩展性和低背景前景。在这里，我们提出了TREX-DM，原型测试的概念，Micromegas为基础的TPC搜索低质量WIMP。该探测器设计成在10巴下容纳$\sim$ 0.300 kg Ar的有效质量，或者在10巴下容纳$\sim$ 0.160 kg Ne的有效质量，能量阈值低于0.4 keVee，并且完全用放射纯材料构建。我们将详细描述探测器，地面调试阶段的结果，以及初步的背景模型。这种技术的预期灵敏度可能会超过目前的实验限制的质量为2-8 GeV的WIMP。
2016-08-08 hep-ex physics.ins-det
Development of the Front-End Electronics for PandaX-III Prototype TPC
粒子和天体物理学氙实验III（PandaX-III）是一个寻找无中子双β衰变（NLDBD）的实验，使用200千克放射纯高压气态氙TPC，两端装有Micromegas探测器，中间装有阴极。一个小型TPC配备了7个Microbulk Micromegas检测器被开发作为原型检测器。按照X-Y设计，从一个Micromegas模块读出128个通道，其中条带的间距为3 mm（每个方向64个通道）。高度集成的前端电子设备由4个前端卡组成，具有1024个读出通道，用于读出Micromegas阳极信号的电荷，整形后对波形进行整形，并将压缩数据发送到DCM板。前端电子器件的基石是一个64通道专用集成电路，它基于开关电容阵列。前端电子器件的积分非线性小于1%，1 pC。每个读出通道的噪声（RMS）小于0.9 fC，峰值时间为1微秒，范围为1 pC。利用~（56）Fe和~（137）Cs两种放射性源，进行了前端电子学与原型TPC的联合测试，重建了7 Micromegas的命中图。
2018-06-25 eess.SP physics.ins-det
Analysis of test beam data taken with a prototype of TPC with resistive Micromegas for the T2K Near Detector upgrade
本文评估了为T2K ND280升级设计的HA-TPC原型，采用ERAM技术，在DESY测试束下测得空间分辨率优于800微米、dE/dx分辨率优于10%，模拟与数据吻合，满足实验要求。
2023-05-16 physics.ins-det
TREX-DM: a low background Micromegas-based TPC for low mass WIMP detection
暗物质实验最近将其探测技术集中在低质量WIMP上，这需要使用轻元素和低能量阈值。在这种情况下，我们提出了TREX-DM实验，低背景Micromegas为基础的TPC低质量WIMP检测。其主要目标是操作一个有源探测质量$\sim$ 0.300公斤，具有低于0.4 keVee的能量阈值，并完全由先前选择的放射纯材料制成。本文介绍了实际的设置，在Ar+2\%iC $_4$ H $_{10}$在1.2巴的调试的第一个结果，以及未来的更新，为可能的物理运行在Canfranc地下实验室在2016年。第一个背景模型也提出了，基于Geant 4模拟和μ子/电子歧视的方法。在保守的情况下，TREX-DM可能对DAMA/LIBRA和其他正WIMPs信号的暗示敏感，但有一些空间可以通过中子/电子鉴别方法或使用其他轻质气体进行改进。
2015-03-24 hep-ex physics.ins-det
Micromegas detector developments for Dark Matter directional detection with MIMAC
MIMAC项目的目的是利用高精度Micromegas读出平面，通过定向TPC探测非重子暗物质。我们将详细描述最近的发展，以及在氩气（95%）-异丁烷（5%）混合物中进行的表征测量与散装Micromegas探测器。将显示用α粒子进行的径迹测量。
2011-05-10 physics.ins-det
Microbulk Micromegas for the search of 0$νββ$ of 136Xe in the PandaX-III experiment
寻找无中微子双β衰变（0 $νββ$）是当今中微子物理学的重要任务之一。在所使用的不同技术中，高压氙（HPQ 4）气体时间投影室（TPC）脱颖而出，因为它们允许对0 $νββ$事件（以两个斑点结束的一个离散轨迹）的拓扑结构进行成像，并使用它来区分信号与背景事件。最近的结果与microbulk Micromegas在NH 4+三甲胺（TMA）的混合物显示高的承诺，在增益，操作的稳定性，和能量分辨率在高压（高达10巴）。以~ 1%的水平添加TMA使电子扩散相对于纯的电子扩散减少多达10倍，从而改善了拓扑图案的质量，并因此改善了辨别能力。此外，Micromegas的固有放射性水平非常低。所有这些结果表明，Micromegas读取高压氙TPC（HPXe-TPC）可以是一种有竞争力的技术，在搜索0 $νββ$。根据这些结果，最近提出的PandaX-III实验旨在建造一个200公斤浓缩铀的大型TPC，位于中国锦屏地下实验室。在这次演讲中，将介绍实验的主要特点，重点是微体读出的设计和测试，以及该项目的状态和原型阶段的第一批结果。
2015-12-30 physics.atom-ph physics.ins-det
TREX-DM: a low background Micromegas-based TPC for low-mass WIMP detection
暗物质实验最近将其探测技术集中在低质量WIMP上，这需要使用轻元素和低能量阈值。在这方面，我们描述了TREX-DM实验，一个低背景Micromegas为基础的TPC低质量WIMP检测。其主要目标是操作一个有源探测质量$\sim$ 0.3公斤，具有低于0.4 keVee的能量阈值，并完全由先前选择的放射纯材料制成。这项工作描述了位于地面实验室中的实际设置的调试以及2016年在Canfranc地下实验室（LSC）进行可能的物理运行所需的更新。TREX-DM的初步背景模型，还提出了基于Geant 4模拟，模拟的探测器的响应和两种歧视的方法：保守的μ子/电子和一个基于中子源。基于这种背景模型，TREX-DM在寻找低质量WIMP方面可能具有竞争力。特别是，它可能是敏感的，例如，DAMA/LIBRA的低质量WIMP解释和保守方案中的其他提示。
2016-01-07 hep-ex physics.ins-det
Performance Studies of Bulk Micromegas of Different Design Parameters
目前的工作涉及各种散装Micromegas探测器具有不同的设计参数的比较。在常温常压下，对放大间隙为$64,~128,~192,~220 ~μ\mathrm{m}$、网孔间距为$63,~78 ~μ\mathrm{m}$的6个探测器进行了测试。建立了两个装置来评估放大间隙和网孔间距的变化对不同检测器特性的影响。在氩-异丁烷（90：10）混合气体中测量了这些Micromegas探测器的增益、能量分辨率和电子透射率，而在P10气体中测量了离子回流。这些测得的特性进行了详细的比较，使用加菲尔德框架，结合包，如neBEM，Magboltz和Heed的数值模拟。
2016-05-10 physics.ins-det
Characterization of resistive Micromegas detectors for the upgrade of the T2K Near Detector Time Projection Chambers
T2 K实验的第二阶段预计将于2022年秋季开始数据采集。近距离探测器（ND 280）的升级正在开发中，包括建造两个新的时间投影室，称为高角度TPC（HA-TPC）。这些TPC的两个端板将铺设八个Micromegas型电荷读出模块。Micromegas检测器电荷放大结构使用电阻阳极将电荷分散在几个焊盘上，以提高空间点分辨率。这项创新技术与Micromegas整体技术相结合，组成了“封装电阻阳极Micromegas”探测器。一个原型已经设计，建造和暴露于电子束在DESY II试验束设施。这些数据已被用来表征的电荷扩散，并产生一个RC地图。空间分辨率优于600 $μ$ m和能量分辨率优于9%的所有入射角。这些性能满足ND 280 TPC升级的要求。
2021-06-23 hep-ex physics.ins-det
Experimental Characterization of Bulk Micromegas for Development of Active Target Time Projection Chamber for Nuclear Astrophysics Studies
Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Naihati Prolife（奈哈提普罗利夫）
本文提出了一种基于Micromegas的主动靶探测器SAT-TPC，用于核天体物理研究，通过优化漂移和放大电场的比例，提高了电子透明度，并验证了该探测器在Ar-CO2和Ar-iC4H10气体中的能量分辨率和α粒子轨迹重建能力。
2026-11-05 nucl-ex physics.ins-det
A Beam Test of Prototype TPCs using Micro-Pattern Gas Detectors at KEK
我们进行了一系列的光束测试的原型TPC的国际直线对撞机（ILC）的实验，配备了MWPC，MicroMEGAS，或GEM作为读出设备。样机在KEK的试验束中在高达1 T的轴向磁场下成功运行。数据分析目前正在进行中，并与我们的解释一起提出了一些初步结果与GEMS和MicroMEGAS。还给出了所获得的空间分辨率的外推到预期的ILC实验的中央跟踪器的大TPC。
2019-03-14 hep-ex physics.ins-det
Micromegas-TPC operation at high pressure in xenon-trimethylamine mixtures
在这项工作中，我们提出了一个系统的研究Micromegas探测器在高压气态氙使用三甲胺（TMA）作为淬灭气体。气体增益和能量分辨率为22.1 keV的X射线测量的压力在1和10巴之间和各种相对浓度的TMA从0.3%到15%。我们观察到稳定的操作在所有的压力，和一个强烈增强的气体增益，暗示潘宁样的能量转移过程。该效应在所有压力下都存在，并且在1.5%至3%的TMA浓度范围内最强。在此浓度范围内运行时，最大增益在1（10）bar下达到高达x10^3（x10^2）的值。此外，对于22.1 keV X射线可实现的能量分辨率明显优于先前在纯超导体中获得的能量分辨率，对于1（10）巴下降到7.3%（9.6%）FWHM。这些结果对高压气体双稳TPC的量热应用，特别是对寻找氘-136的无中微子双β衰变是有意义的。在1（10）bar的Qbb-136值下，实现的分辨率将外推至0.7%（0.9%）FWHM。
2012-11-23 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Characterization of a medium size Xe/TMA TPC instrumented with microbulk Micromegas, using low-energy $γ$-rays
NEXT-MM是一种通用高压（10 bar，$\sim25$ l有效体积）氙基TPC，在充电模式下使用最新微批量Micromegas技术的8 cm $\times$ 8 cm分段700 cm $^2$平面（1152 ch）读取。它最近已委托萨拉戈萨大学作为下一个$0νββ$实验的研发的一部分，虽然实验的第一阶段目前正在建立的基础上SiPM/PMT读出概念依赖于电致发光。在过去的几个月里，收集了大约200万个事件，这些事件源于$^{241}$ Am源与氙气相互作用时发射的低能$γ$ -射线（$ε$ = 26、30、59.5 keV）。这些事件在大气压以上的局部性质、长漂移时间以及从相关的$α$粒子中同时确定它们的产生时间的可能性，允许提取TPC填充气体的原始性质，即漂移速度、扩散和附着系数。在这项工作中，我们专注于小探索的组合，特别是其中，这种性能在很大程度上是未知的。这种气体混合物在针对稀有事件探测时提供了比纯氙更大的潜在优势，主要是由于其潘宁特性，波长偏移特性和减少的扩散，我们的合作正在积极研究。该室目前在2.7巴下操作，作为朝向设想的10巴的中间步骤。我们在这里报告其性能以及第一次实施的校准程序，允许扩展以前报告的能量分辨率到整个读出平面（10.6%FWHM@30keV）。
2013-11-18 physics.ins-det
Feasibility study of TPC detector at high luminosity $Z$ pole on the circular collider
随着圆形对撞机的发展，需要对高光度$Z$极上的粒子性质进行精确的物理实验测量。微图形气体探测器（MPGD）是由气体电子倍增器（GEM）和微网格气体结构（Micromegas）组成的，作为时间投影室（TPC）跟踪探测器的读出器件具有很好的发展潜力。为了满足圆形正负电子对撞机（CEPC）对高亮度探测器$Z$从初步概念设计报告（preCDR）到概念设计报告（CDR）的物理要求，本文采用CEPC束流结构模拟了TPC探测器的空间电荷畸变。利用多物理场模拟软件包，以Geant 4估算的离子分布作为微分方程的输入，模拟了探测器室内离子密度分布与电场的关系。模拟结果表明，在高光度$Z$极上，Higgs $\mathcal{O}$的最大偏差（25 $μ$ m）满足CEPC TPC探测器的性能要求，而在$Z$极上，$\mathcal{O}$的最大偏差（$>100~μ$ m）仍然是一个相当大的挑战。在前人研究的基础上，对GEM和Micromegas探测器的级联结构进行了测量。对探测器的要求提出了新的考虑，当IBF $\times$ Gain小于0.1时，探测器的增益需要达到2000左右，IBF表示探测器的离子回流比。像素TPC具有低增益、低占用率和出色的模式识别能力，是取代传统MPGD的潜在选择。最后，对一些修正参数和实验结果进行了比较。
2021-02-18 physics.ins-det
Measurement and simulation of two-phase CO$_2$ cooling for the AFTER electronics of the Micromegas modules for a Large Prototype of a Time Projection Chamber
Micromegas（MM）模块的读出电子设备消耗近26 W的电功率，这导致电子板的温度升高至$70\,^{\circ}{\rm C}$。温度升高会导致电子设备损坏。时间投影室（TPC）中温度梯度的发展也可能影响精确测量。两相CO $_2$冷却已被应用于消除热的MM模块在两个测试梁实验在DESY，汉堡。在实验过程之后，通过数值模拟对单个MM模块的冷却技术进行了全面的研究。本文重点讨论了两相CO $_2$冷却技术的应用，以保持温度低于$30\,^{\circ}{\rm C}$并稳定在$0.2\,^{\circ}{\rm C}$内。
2017-12-31 physics.ins-det
Development of a TPC for an ILC Detector
ILD概念是计划中的国际直线对撞机（ILC）的两个拟议探测器概念之一，预见了一个时间投影室（TPC）作为主要的跟踪探测器。LCTPC（线性对撞机TPC）合作致力于研发，以开发基于最先进技术的TPC。在对较小的原型进行测试后，目前的工作重点是使用直径为770 mm，长度为610 mm的大型原型进行研究。该原型可以容纳7个读出模块，其尺寸与最终TPC中使用的模块相当。构建并测试了使用Micromegas或GEM结构作为气体放大的几个模块原型。除了传统的焊盘读出外，在这些测试中研究了基于TimePix芯片的像素读出，板上最多有8个TimePix芯片。介绍了该技术的研究现状和今后的发展计划。
2012-03-09 physics.ins-det
3D Simulation of Electron and Ion Transmission of GEM-based Detectors
时间投影室（TPC）已被选为几个高通量和高重复率实验的主要跟踪系统。这些包括正在进行的实验，如ALICE和未来的实验，如PANDA在FAIR和ILC。在采用气体电子倍增器（GEM）作为ALICE-TPC升级版的气体放大级时，开展了不同的$\mathrm{R}\&\mathrm{D}$活动。通过这些活动确定了低离子反馈的要求。低离子反馈使空间电荷引起的失真最小化，并保持探测器增益和能量分辨率的必要值。在目前的工作中，加菲尔德模拟框架已被用来研究发生在单，三，四GEM探测器的相关物理过程。本文研究了由不同孔距的箔片组成的四重GEM在不同电磁场配置下的离子回流和电子传输（ALICE TPC的投影解）。最后提出了一种新的三重GEM探测器配置，具有低离子回流分数和良好的电子传输特性，作为一个更简单的GEM为基础的替代方案，适合未来的对撞机实验的TPC。
2017-10-02 physics.ins-det
Electric and Photoelectric Gates for ion backflow suppression in multi-GEM structures
提出了一种抑制多GEM结构中离子回流的新方法。在该方法中，与标准配置相比，跨两个相邻GEM之间的间隙施加的电势差被反转。在这种称为电栅极的间隙结构中，从第一GEM到第二GEM的信号传输可能由在小栅极电压下仍然存在并连接两个GEM的孔的小残余场提供。另一方面，GEM之间的离子回流被证明大大减少。我们还考虑另一种配置，称为光电门，其中除了电子门配置，碘化铯光电阴极沉积在第二GEM。在光电门中，通过间隙的离子回流被完全抑制，并且通过间隙的信号传递由光电机构提供，这是由于第一GEM中的雪崩振荡或取代第一GEM的电致发光间隙中的成比例振荡。电子门的想法可能会在TPC探测器和气体光电倍增管领域得到应用。光电门的想法在两相雪崩探测器领域更相关。
2006-08-31 physics.ins-det
Ion backflow studies with a triple-GEM stack with increasing hole pitch
自1997年发明以来，气体电子倍增器经历了非常一致的发展。他们的生产过程已经调整到这样一种方式，现在有可能生产面积为平方米的箔，可以在合理的增益下工作，在大面积上均匀，并在放电方面具有良好的稳定性。对于LHC的第三次运行，它们将在探测器进行重大升级后被纳入CMS和ALICE实验，确认这些结构适合于非常大的实验。在时间投影室的特殊情况下，离子回流和能量分辨率是必须解决的敏感问题，GEM已证明能够处理这两个问题。在这项工作中，一个堆栈的三个不同间距的GEM已被研究作为一个可能的未来的方法，用于离子回流抑制TPC和其他检测概念。利用这种方法，在Ar/CO2（90/10）混合气体中以~ 2000的增益工作的探测器在5.9 keV处实现了1%的离子回流，能量分辨率为12%。
2018-06-01 physics.ins-det
Status and Prospects of the PandaX-III Experiment
PandaX-III实验利用高压氙气TPC和Micromegas模块寻找$^{136}$Xe的无中微子双贝塔衰变，通过拓扑信息抑制背景，本文报告了最终探测器的建造调试及原型探测器性能测试。
2023-11-22 hep-ex physics.ins-det
Dark Matter Directionality Detection performance of the Micromegas-based $μ$TPC-MIMAC detector
本文研究了基于Micromegas的μTPC-MIMAC探测器的暗物质方向性探测性能，通过低能离子束和单能中子场实验测量了核反冲径迹的角分布，发现其角分辨率优于15度，并证明质子是探测轻WIMPs的更优靶材。
2020-07-27 hep-ex physics.ins-det
Space-Charge Effects in an Ungated GEM-based TPC
时间投影室（TPC）在高速率实验中的应用的基本限制是缓慢漂移离子在活性气体体积中的积累，这损害了漂移场的均匀性，从而损害了检测器分辨率。传统上，通过使用离子门控结构来克服该问题。然而，这种方法引入了大的死区时间，并将触发速率限制在每秒几百次。通过使用气体电子倍增器（GEM）箔进行气体放大，可以从设置中消除离子门，这本质上抑制了离子的回流。这使得TPC在高速率下的连续操作是可行的。在这项工作中，蒙特卡罗模拟的离子空间电荷的建立在一个GEM为基础的TPC和由此产生的漂移失真的校正进行了讨论，基于现实的数字在三个GEM放大堆栈的离子回流。FAIR未来的PANDA实验中的TPC可以作为实验环境的一个例子，在该实验中，反质子-质子相互作用速率将达到每秒2 × 10^7。模拟结果表明，空间电荷密度达到65 fC每立方厘米，导致电子漂移失真高达10毫米。激光校准系统的应用，以纠正这些失真的影响。基于探测器物理和响应的全面模拟，我们表明，它是可能的，以纠正漂移失真，并保持良好的动量分辨率的GEM-TPC。
2012-09-03 hep-ex physics.ins-det
MIMAC: A micro-tpc matrix for dark matter directional detection
暗物质定向探测开辟了一个新的领域，在宇宙学带来的可能性，以建立一个地图的核反冲，将能够探索银河系的暗物质晕，使访问这种物质的粒子表征和形状的晕。MIMAC（MIcro-tpc MAGNETIC of Chambers）合作在过去几年中开发了一种原始原型探测器，该探测器基于大型像素化micromegas与专用快速自触发电子器件的直接耦合，显示了新一代定向探测器的可行性。这种搜索策略的发现潜力进行了讨论和说明。2012年6月，第一个双室原型已经安装在Modane地下实验室（LSM），并显示了第一个地下背景事件，增益稳定性和校准。
2013-04-08 astro-ph.CO physics.ins-det
Recent advances with a hybrid micro-pattern gas detector operated in low pressure H2 and He, for AT-TPC applications
针对有源靶时间投影室（AT-TPC）中电荷粒子径迹读出的可能应用，研究了混合微图案气体探测器（MPGD）在纯低压氢气（H2）和氦气（He）中的工作特性和性能。该探测器由一个MICROMesh气体结构（MICROMEGAS）耦合到一个单或多级联厚气体电子倍增器（THGEM）作为前置放大级。本研究报告的有效增益依赖的混合MPGD在相关的压力（在200-760欧姆的范围内）为不同的检测器安排。本文的研究结果对低压低质量惰性气体雪崩机制的研究具有重要意义，特别是对核物理和核天体物理中主动靶时间投影室（TPC）MPGD端盖读出的应用具有重要意义。
2015-12-22 hep-ex physics.ins-det
MIMAC: MIcro-tpc MAtrix of Chambers for dark matter directional detection
非重子暗物质的定向探测是区分WIMP事件和中子的一种很有前途的搜索策略，中子是暗物质直接探测的最终背景。这种策略需要精确测量的能量下降到几个千电子伏和三维重建的轨道下降到几毫米。MIMAC（MIcro-tpc MAGNETIC的商会）合作在过去几年中开发了一个原始的原型探测器的基础上直接耦合的大型像素化micromegas与一个特殊的开发快速自触发电子显示的可行性，新一代的定向探测器。第一个双室原型已于2012年6月安装在Modane地下实验室。显示了第一个背景事件、增益稳定性和校准。第一个频谱的核反冲显示来自氡子体的三维轨道。
2013-11-04 astro-ph.CO physics.ins-det
Future Upgrade and Physics Perspectives of the ALICE TPC
大型强子对撞机（LHC）的ALICE实验提出了主要的探测器升级，以充分利用RUN~3中LHC亮度的增加，并扩展低横动量稀有探测器的物理范围。时间投影室（TPC）是ALICE中心筒的主要跟踪和PID装置之一。TPC的最大触发速率目前被选通栅极系统的操作限制在约3.5kHz。为了充分利用运行3中的亮度，TPC预计将以连续读出的非门控模式操作。现有的MWPC读数将被基于微模式气体检测器（MPGD）的读数所取代，该读数提供了内在的离子捕获能力，而无需门控。自2012年以来，已经进行了采用气体电子倍增器（GEM）和微网气体探测器（Micromegas）技术的广泛探测器研发，以及推进空间电荷畸变校正技术的模拟研究。在本文中，预期的探测器性能和状态的R\&D计划，以实现这一雄心勃勃的目标。
2014-08-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The ALICE TPC: Optimization of the Performance in Run 2 and Developments for the Future
时间投影室是ALICE实验的主要跟踪和粒子识别探测器。CERN LHC在运行2（2015-2018）中提供的高亮度在探测器性能和效率方面提出了新的挑战。对硬件组件和校准软件进行了优化和进一步开发，以应对这些挑战并最大限度地提高数据质量。此外，在特定读出室的边缘处已经观察到电离电子的漂移路径的意外大的局部失真。这些失真是由源自读出室的离子引起的，导致TPC的漂移体积中的局部空间电荷累积。一个新的校准程序已被开发，以纠正空间电荷失真。已经进行了广泛的研究，以了解空间电荷的起源，以及找到一种方法来有效地减轻影响。对于2021年开始的运行3，升级后的TPC的新读出室将基于气体电子倍增器。这意味着一个内在的离子回流，导致大部分的TPC漂移量在最高亮度的大空间电荷失真。空间电荷效应的模拟和校准是新探测器软件框架的重要组成部分。
2019-09-09 hep-ex physics.ins-det
Directional detection of Dark Matter with the MIcro-tpc MAtrix of Chambers
与普通物质弱相互作用的粒子，其相关质量为原子核（WIMPs）量级，是暗物质的可能候选者。由这些WIMP之一引起的靶核的弹性碰撞的直接检测必须与由中子产生的信号区分开，中子产生的信号在检测器中留下相同的信号。MIMAC（MIcro-tpc MAGNETIC of Chambers）合作开发了一种原始的原型探测器，该探测器将大型像素化Micromegas与快速自触发电子器件相结合。介绍了Modane地下实验室中运行的双室模块的各个方面：$^{222}$ Rn子体的校准和表征。建立了一个新的实验台，它结合了MIMAC室和COMIMAC便携式淬火线，用于表征MIMAC混合气体中低能离子的三维径迹：给出了初步结果。简要讨论了今后的步骤。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Feasibility study of TPC tracker detector for the circular collider
在大型强子对撞机上发现的SM希格斯玻色子为研究运行在$\sim 240$ GeV质心能量下的圆形电子正电子对撞机（CEPC）作为希格斯工厂的可行性带来了巨大的机会，其设计亮度约为$2\times 10^{34}cm^{-2}s^{-1}$。CEPC提供了一个比LHC更干净的碰撞环境，它非常适合以更高的精度研究希格斯玻色子的性质。CEPC相对于LHC的另一个优点是，希格斯玻色子玻色子可以通过反冲质量方法检测到，只需要重建Z玻色子衰变，而不需要检查希格斯玻色子衰变。在概念设计报告（CDR）中，CEPC的周长为100公里，有两个交互点可用于探索不同的探测器设计场景和技术。CEPC探测器的基线设计是一个ILD类的概念，与一个3.0特斯拉的超导螺线管周围的内部硅探测器，TPC跟踪器探测器和量热系统。时间投影室（TPC）在许多领域得到了广泛的研究和应用，特别是在粒子物理实验中，包括STAR和ALICE。TPC检测器将在圆形机器上以连续模式运行。为了满足未来圆形对撞机的物理目标和满足Higgs/ $Z$运行的要求，需要一个性能优良的TPC。提出并研究了一种新型结构探测器模块的离子控制性能。本研究的目的是持续抑制离子回流（$IBF$）。本文将利用混合气体探测器模块对TPC探测器技术R $\&$ D的可行性和局限性进行一些更新。
2019-04-28 hep-ex physics.ins-det
A Time Projection Chamber for High Accuracy and Precision Fission Cross Section Measurements
裂变时间投影室（fissionTPC）是一种紧凑型（直径15 cm）双室MICROMEGAS TPC，设计用于对中子诱发裂变进行精确的截面测量。锕系元素靶被放置在中央阴极上，并用轴向穿过TPC的中子束照射，从而在靶中引起裂变。4 $π$接受裂变碎片和完整的带电粒子径迹重建是裂变TPC的强大功能，它将用于测量裂变截面和检查相关的系统误差。本文详细介绍了裂变TPC的设计要求、设计解决方案和初始性能。
2014-03-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The effects of a passive Bi-Polar Grid (BPG) on Ion Back-Flow (IBF) and Resolution
本文研究无源双极栅（BPG）利用外部磁场在阻挡全部离子回流的同时允许电子通过，以解决TPC中离子回流限制高计数率的问题，并分析了其对位置分辨率的影响。
2023-05-24 nucl-ex physics.ins-det
