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Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
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DUNE Collaboration (Including: Ahmed, J., Back, J. J. , Barker, Gary John, Brunetti, M., Chappell, A., Lord, T. , Lu, X.-G, Marshall, John, Mawby, I. and Rai, M.). (2022) Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC. The European Physical Journal C, 82 (7). 618. doi:10.1140/epjc/s10052-022-10549-w ISSN 1434-6044.
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Official URL: https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10549-w
Abstract
DUNE is a dual-site experiment for long-baseline neutrino oscillation studies, neutrino astrophysics and nucleon decay searches. ProtoDUNE Dual Phase (DP) is a 6 × 6 × 6 m3 liquid argon time-projection-chamber (LArTPC) that recorded cosmic-muon data at the CERN Neutrino Platform in 2019–2020 as a prototype of the DUNE Far Detector. Charged particles propagating through the LArTPC produce ionization and scintillation light. The scintillation light signal in these detectors can provide the trigger for non-beam events. In addition, it adds precise timing capabilities and improves the calorimetry measurements. In ProtoDUNE-DP, scintillation and electroluminescence light produced by cosmic muons in the LArTPC is collected by photomultiplier tubes placed up to 7 m away from the ionizing track. In this paper, the ProtoDUNE-DP photon detection system performance is evaluated with a particular focus on the different wavelength shifters, such as PEN and TPB, and the use of Xe-doped LAr, considering its future use in giant LArTPCs. The scintillation light production and propagation processes are analyzed and a comparison of simulation to data is performed, improving understanding of the liquid argon properties.
| Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Divisions: | Faculty of Science, Engineering and Medicine > Science > Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Library of Congress Subject Headings (LCSH): | Particles (Nuclear physics), Neutrinos, Oscillations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | The European Physical Journal C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Springer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1434-6044 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Official Date: | 16 July 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dates: |
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| Volume: | 82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Number: | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Article Number: | 618 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1140/epjc/s10052-022-10549-w | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Peer Reviewed | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publication Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Access rights to Published version: | Open Access (Creative Commons) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Date of first compliant deposit: | 21 September 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Date of first compliant Open Access: | 21 September 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| RIOXX Funder/Project Grant: |
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| Contributors: |
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