采用简化阳极与提取栅极设计的双相液氩 LEM 时间投影室的长期运行

我们报告了双相液氩大电子倍增时间投影室（LAr LEM-TPC）的成功运行，该探测器配备尺寸为 10$\times$10 cm$^2$ 的二维投影阳极，最大漂移长度为 21 cm。阳极首次由单层多层印刷电路板（PCB）制造而成。我们测试并优化了多种读出视图布局。此外，电离电荷通过单个栅极而非以往的两个栅极被有效地从液相提取至气相。我们研究了探测器对宇宙线μ子径迹的响应和增益。为了研究数周内的长期稳定性，我们在固定的电场设置下连续运行该室。我们可重复地观察到，在经过特征时间 $\tau\approx 1.6$ 天的初始下降后，观测到的增益保持稳定。在 46 天的运行期间，共收集了 1460 万次触发，稳定有效增益为 $G_\infty\sim 15$，对应于最小电离径迹的信噪比 $(S/N)\gtrsim 60$。在整个期间，观察到 LEM 上发生了八次放电。还观测到最大有效增益为 90，对应于最小电离径迹的信噪比 $(S/N)\gtrsim 400$，或单个读出通道上 15 keV 能量沉积的 $S/N\approx10$。