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 $$\upmu $$ μ 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 machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».