Electroluminescence pulse shape and electron diffusion in liquid argon measured in a dual-phase TPC
Electroluminescence pulse shape and electron diffusion in liquid argon measured in a dual-phase TPC
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双相 TPC 中测量的电致发光脉冲形状和液氩中的电子扩散
DOI：
10.1016/j.nima.2018.06.077
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Biery, K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Agnes, P.;Albuquerque, I.F. M.;Alexander, T.;Alton, A.K.;Asner, D.M.;Ave, M.P.;Back, H.O.;Baldin, B.;Batignani, G.;Biery, K.
本文报道了用DarkSide-50双相时间投影室测量液氩纵向扩散常数的实验结果。在100 V/cm、150 V/cm和200 V/cm的漂移电场下使用来自大气氩气的高统计39 Ar衰变进行测量。我们推导出一个表达式来描述双相TPC中的电致发光信号（S2）的脉冲形状。将导出的S2脉冲形状拟合到来自TPC的最上部的事件，以便表征信号的径向依赖性。在200 V/cm漂移场和2.8kV/cm引出场中，对140 keV电子反冲事件，纵向扩散常数DL为（4.12±0.09）cm 2/s。为了研究我们测量的系统性，我们检查了不同事件能量、场强和探测器体积的数据集，得到扩散常数的加权平均值为（4.09±0.12）cm 2/s。所测得的纵向扩散常数被观察到具有能量依赖性，并且在所研究的能量范围内，该结果系统地低于文献中的其他结果。
We report the measurement of the longitudinal diffusion constant in liquid argon with the DarkSide-50 dual-phase time projection chamber. The measurement is performed at drift electric fields of 100 V/cm, 150 V/cm, and 200 V/cm using high statistics 39 Ar decays from atmospheric argon. We derive an expression to describe the pulse shape of the electroluminescence signal (S2) in dual-phase TPCs. The derived S2 pulse shape is fit to events from the uppermost portion of the TPC in order to characterize the radial dependence of the signal. The results are provided as inputs to the measurement of the longitudinal diffusion constant D L, which we find to be (4.12±0.09) cm 2/s for a selection of 140 keV electron recoil events in 200 V/cm drift field and 2.8 kV/cm extraction field. To study the systematics of our measurement we examine data sets of varying event energy, field strength, and detector volume yielding a weighted average value for the diffusion constant of (4.09±0.12) cm 2/s. The measured longitudinal diffusion constant is observed to have an energy dependence, and within the studied energy range the result is systematically lower than other results in the literature.
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DOI：
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发表时间：
1974
期刊：
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影响因子：
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作者：
L. Huxley;R. Crompton
通讯作者：
L. Huxley;R. Crompton
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DOI：
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发表时间：
1974
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LOOSLI, HH
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