光学读出时间投影室对超相对论电子的性能研究
仪器与探测器
2021-03-11 v3 应用物理
摘要
时间投影室（TPC）是精细研究气态介质中带电粒子电离的理想候选者。大体积TPC可通过适当数量的读出通道提供超相对论带电粒子径迹的完整三维重建，即其在TPC气体体积中能量沉积的序列。此外，基于He的TPC非常有前景用于研究keV能量粒子如核反冲，为暗物质（DM）方向性搜寻和太阳中微子（SN）研究开辟了可能。在本文中，我们报告了对CYGNO合作组建造的小型TPC原型（名为LEMOn）所获取数据进行分析的结果，该原型在弗拉斯卡蒂国家实验室束流测试设施上暴露于450 MeV电子束。LEMOn在常压下以He-CF4混合气体运行，基于气体电子倍增器放大级产生可见光，由亚毫米位置分辨科学CMOS相机收集。此类读出——结合快速光探测——允许对电子径迹进行三维重建。电子留下对应于每次几keV能量沉积的电离段轨迹。它们的研究预示着核反冲的keV能量阈值以及1-10 mm纵向和0.1-0.3 mm横向位置分辨率，对光学读出TPC应用于DM搜寻和SN测量非常有前景。
引用
@article{arxiv.2005.12272,
title = {Performance of an optically read out time projection chamber with ultra-relativistic electrons},
author = {V. C. Antochi and E. Baracchini and L. Benussi and S. Bianco and C. Capoccia and M. Caponero and G. Cavoto and A. Cortez and I. A. Costa and E. Di Marco and G. D'Imperio and G. Dho and F. Iacoangeli and G Maccarrone and M. Marafini and G. Mazzitelli and A. Messina and R. A. N'obrega and A. Orlandi and E. Paoletti and L. Passamonti and F. Petrucci and D. Piccolo and D. Pierluigi and D. Pinci and F. Renga and F. Rosatelli and A. Russo and G. Saviano and S Tomassini and C. Voena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12272},
year = {2021}
}