SoLid 中微子探测器读出系统的调试与运行
仪器与探测器
2020-01-29 v3 高能物理 - 实验
摘要
SoLid 实验旨在距比利时 BR2 核反应堆 6.4 m 基线处测量中微子振荡。反中微子通过逆 beta 衰变（IBD）相互作用，产生在时间 and 空间上相关的正电子和中子信号。该探测器在地面建筑中运行，屏蔽有限，依赖极高效的在线本底排斥以识别这些相互作用。我们开发了一种新颖的探测器设计，使用 12800 个 5 cm 立方体实现高分割度。每个立方体由 PVT 和 6LiF:ZnS(Ag) 两种闪烁体的夹层构成，分别用于正电子和中子的探测与鉴别。探测器的有效体积为 80x80x250 cm 的立方体阵列（对应 1.6 T 的置信质量），以层方式读出，使用二维波长位移光纤阵列和硅光电倍增管，总计 3200 个读出通道。信号以 14 位分辨率和 40 MHz 采样频率记录，原始数据总速率超过 2 Tbit/s。在本文中，我们描述了为该实验构建的新颖读出与触发系统，其满足紧凑、低功耗、高性能以及每通道极低成本的要求。该系统结合高性价比 FPGA 与基于千兆以太网地读出系统，总功耗低于 1 kW。零抑制技术的使用，结合用于探测中子的脉冲形状甄别触发算法，实现了约 10000 的在线数据缩减因子。中子触发与大型每通道历史时间缓冲相结合，允许无偏正电子探测。该系统于 2017 年底调试，2018 年初确立了成功的物理取数。
引用
@article{arxiv.1812.05425,
title = {Commissioning and Operation of the Readout System for the SoLid Neutrino Detector},
author = {Y. Abreu and Y. Amhis and G. Ban and W. Beaumont and S. Binet and M. Bongrand and D. Boursette and B. C. Castle and H. Chanal and K. Clark and B. Coupé and P. Crochet and D. Cussans and A. De Roeck and D. Durand and M. Fallot and L. Ghys and L. Giot and K. Graves and B. Guillon and D. Henaff and B. Hosseini and S. Ihantola and S. Jenzer and S. Kalcheva and L. N. Kalousis and M. Labare and G. Lehaut and S. Manley and L. Manzanillas and J. Mermans and I. Michiels and S. Monteil and C. Moortgat and D. Newbold and J. Park and V. Pestel and K. Petridis and I. Piñera and L. Popescu and D. Ryckbosch and N. Ryder and D. Saunders and M. -H. Schune and M. Settimo and L. Simard and A. Vacheret and G. Vandierendonck and S. Van Dyck and P. Van Mulders and N. van Remortel and S. Vercaemer and M. Verstraeten and B. Viaud and A. Weber and F. Yermia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.05425},
year = {2020}
}