Lectura óptica del ARIADNE LArTPC utilizando una cámara basada en Timepix3
Autores: Lowe, Adam; Majumdar, Krishanu; Mavrokoridis, Konstantinos; Philippou, Barney; Roberts, Adam; Touramanis, Christos; Vann, Jared
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Lectura óptica del ARIADNE LArTPC utilizando una cámara basada en Timepix3
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Experimento
Lar
Tecnología de lectura
Cámara basada en timepix3
Reconstrucción de eventos
Calibración de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El experimento ARIADNE, que utiliza una cámara de proyección de tiempo de argón líquido de fase dual (LArTPC) de 1 tonelada, tiene como objetivo desarrollar y madurar la tecnología de lectura óptica para detectores de LAr a gran escala. Este documento describe la caracterización, utilizando muones cósmicos, de una cámara basada en Timepix3 montada en el detector ARIADNE. Los datos en bruto de la cámara son nativos en 3D y están suprimidos a cero, lo que permite una reconstrucción de eventos sencilla, y se presenta una galería de eventos de interacción de LAr reconstruidos. Aprovechando la resolución temporal de 1.6 ns de la lectura, se determinó que la velocidad de deriva de los electrones ionizados en LAr era de 1.608 +/- 0.005 mm/s a 0.54 kV/cm. La calibración de energía y la resolución se determinaron utilizando muones que atravesaban. Se encontró que la resolución de energía era aproximadamente del 11% para el conjunto de datos presentado. También se ha realizado un estudio preliminar de la deposición de energía como función de la distancia para dos eventos de muones que se detienen, y la comparación con la simulación GEANT4 muestra buena concordancia. Los resultados presentados demuestran las capacidades de esta tecnología, y su aplicación se discute en el contexto de los futuros detectores de LAr de fase dual a escala de kilotoneladas que se utilizarán en el programa DUNE.
Descripción
El experimento ARIADNE, que utiliza una cámara de proyección de tiempo de argón líquido de fase dual (LArTPC) de 1 tonelada, tiene como objetivo desarrollar y madurar la tecnología de lectura óptica para detectores de LAr a gran escala. Este documento describe la caracterización, utilizando muones cósmicos, de una cámara basada en Timepix3 montada en el detector ARIADNE. Los datos en bruto de la cámara son nativos en 3D y están suprimidos a cero, lo que permite una reconstrucción de eventos sencilla, y se presenta una galería de eventos de interacción de LAr reconstruidos. Aprovechando la resolución temporal de 1.6 ns de la lectura, se determinó que la velocidad de deriva de los electrones ionizados en LAr era de 1.608 +/- 0.005 mm/s a 0.54 kV/cm. La calibración de energía y la resolución se determinaron utilizando muones que atravesaban. Se encontró que la resolución de energía era aproximadamente del 11% para el conjunto de datos presentado. También se ha realizado un estudio preliminar de la deposición de energía como función de la distancia para dos eventos de muones que se detienen, y la comparación con la simulación GEANT4 muestra buena concordancia. Los resultados presentados demuestran las capacidades de esta tecnología, y su aplicación se discute en el contexto de los futuros detectores de LAr de fase dual a escala de kilotoneladas que se utilizarán en el programa DUNE.