Demonstration of particle tracking with scintillating fibres read out by a SPAD array sensor and application as a neutrino active target
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Scintillating fibre detectors combine sub-mm resolution particle tracking, precise measurements of the particle stopping power and sub-ns time resolution. Typically, fibres are read out with silicon photomultipliers (SiPM). Hence, if fibres with a few hundred $$\upmu $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:math> m diameter are used, either they are grouped together and coupled with a single SiPM, losing spatial resolution, or a very large number of electronic channels is required. In this article we propose and provide a first demonstration of a novel configuration which allows each individual scintillating fibre to be read out regardless of the size of its diameter, by imaging them with Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) array sensors. Differently from SiPMs, SPAD array sensors provide single-photon detection with single-pixel spatial resolution. In addition, O(us) or faster coincidence of detected photons allows to obtain noise-free images. Such a concept can be particularly advantageous if adopted as a neutrino active target, where scintillating fibres alternated along orthogonal directions can provide isotropic, high-resolution tracking in a dense material and reconstruct the kinematics of low-momentum protons (down to 150 MeV/c), crucial for an accurate characterisation of the neutrino-nucleus cross section. In this work the tracking capabilities of a bundle of scintillating fibres coupled to SwissSPAD2 is demonstrated. The impact of such detector configuration in GeV-neutrino experiments is studied with simulations and reported. Finally, future plans, including the development of a new SPAD array sensor optimised for neutrino detection, are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».