模糊过程研究：扩散对液氩时间投影室中校准和粒子识别的影响
仪器与探测器
2022-05-26 v3 高能物理 - 实验
摘要
液氩时间投影室（LArTPC）中的电离电子扩散通常在探测器设计阶段被考虑，但很少关注其对校准和粒子识别的影响。我们使用基于 GEANT4 的模拟来研究扩散如何影响这些技术，并考虑了如何模拟这种效应。我们发现，扩散会对单位长度电荷沉积分布的中位数和最概然值（MPV）造成依赖于漂移时间的偏差。在考虑电场不均匀性等探测器特定因素之前，对于当前运行的 LArTPC 中典型的最大漂移时间，该偏差估计约为 2.5%（中位数）和 5.0%（MPV）。这表明，与传统观点相反，这些度量指标不应不加注意地用于校准。扩散对 LArTPC 分离 μ 子和质子的能力影响很小，预计不会对未来的探测器造成任何问题。然而，在分离质量更相近的粒子（μ 子和 π 子、K 介子和质子）时，扩散可能是一个重要的系统不确定性来源。通过实施依赖于漂移时间的粒子识别，可以改善对此类粒子群体的分离。
引用
@article{arxiv.2201.09773,
title = {Investigations on a Fuzzy Process: Effect of Diffusion on Calibration and Particle Identification in Liquid Argon Time Projection Chambers},
author = {A. Lister and M. Stancari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09773},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 9 figures, 2 tables. Version accepted by JINST