液氩成像 TPC 中的自由电子寿命成果
仪器与探测器
2014-11-20 v2
摘要
液氩成像 TPC (LAr-TPC) 技术成功的关键在于针对电负性杂质（尤其是氧和氮残留物）的工业级纯化，这些杂质必须通过过滤和循环液氩持续保持在极低水平。改进的纯化技术已应用于 INFN-LNL 实验室的 120 升 LAr-TPC 测试装置。贯穿的 μ 子径迹被用于测定液氩中自由电子抵抗电负性杂质的寿命。此处观测到的短路径长度（30 cm）通过高精度观测海平面宇宙线 μ 子的比电离随漂移距离变化的函数来补偿。在稳定条件下经过数周观测，得到自由电子寿命为 (21.4+7.3-4.3) ms，即在 90% 置信水平 (C.L.) 下 > 15.8 ms，对应于约 15 ppt（万亿分之一）的残余等效氧含量。在 500 V/cm 下，自由电子速度为 1.5 m/ms。在 LAr-TPC 中，超过 15 ms 的自由电子寿命意味着，例如在 5 m 的漂移路径后衰减低于 15%，这为具有超长漂移距离的 LAr-TPC 运行开辟了道路。
引用
@article{arxiv.0910.5087,
title = {Free electron lifetime achievements in Liquid Argon Imaging TPC},
author = {B. Baibussinov and M. Baldo Ceolin and E. Calligarich and S. Centro and K. Cieslik and C. Farnese and A. Fava and D. Gibin and A. Guglielmi and G. Meng and F. Pietropaolo and C. Rubbia and F. Varanini and S. Ventura},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.5087},
year = {2014}
}
备注
15 pages, 10 figures; Accepted for publication in JINST