多通道 Q-Pix 原型的首次运行：测量气体时间投影室中的横向电子扩散
高能物理 - 实验
2024-11-26 v4 仪器与探测器
摘要
我们报告了在实验室规模的时间投影室 (TPC) 中，利用一种称为 Q-Pix 的新型像素化信号采集和数字化技术，对 P-10 气体（90% Ar, 10% CH4）中电子横向扩散的测量结果。Q-Pix 方法采用了一种精密开关积分跨阻放大器，其输出与阈值电压进行比较。当达到阈值时，比较器发送“复位”信号，启动积分电容的放电。连续复位之间的时间差与该时间间隔内像素处的平均电流成反比，而复位次数与收集的总电荷量成正比。我们开发了一个由商用现成组件制成的 16 通道 Q-Pix 原型，并将其耦合到 16 个同心环形阳极电极上，以测量电子云在穿过 TPC 均匀电场漂移后到达阳极时的空间范围。电子云是由脉冲紫外光在金光阴极上产生的。在一系列工作压力（200-1500 Torr）下，测得的横向扩散与 PyBoltz 模拟结果一致。这些结果表明，Q-Pix 读出系统能够成功重建 TPC 中的电离拓扑结构。
引用
@article{arxiv.2402.05734,
title = {First operation of a multi-channel Q-Pix prototype: measuring transverse electron diffusion in a gas time projection chamber},
author = {Nora Hoch and Olivia Seidel and Varghese A. Chirayath and Alfredo Enriquez and Elena Gramellini and Roxanne Guenette and I-See W. Jaidee and Kevin Keefe and Shahab Kohani and Shion Kubota and Hany Mahdy and Austin McDonald and Yuan Mei and Peng Miao and F. Mitch Newcomer and David Nygren and Ilker Parmaksiz and Michael Rooks and Iakovos Tzoka and Wenzhao Wei and Jonathan Asaadi and James B. R. Battat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05734},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 9 figures