Volume IV. The DUNE far detector single-phase technology
Journal of Instrumentation2020Vol. 15(08), pp. T08010–T08010
Citations Over TimeTop 1% of 2020 papers
B. Abi, R. Acciarri, M. A. Acero, G. Adamov, D. L. Adams, M. Adinolfi, Zahid Ahmad, J. Ahmed, T. Alion, S. Alonso Monsalve, C. Alt, J. Anderson, C. Andreopoulos, M. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, A. Ankowski, M. Antonova, Stefan Antusch, Alfredo Aranda, A. Ariga, L. Arnold, M. A. Arroyave, J. Asaadi, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, F. Azfar, H.O. Back, J.J. Back, C. Backhouse, P. Baesso, L. Bagby, R. Bajou, S. Balasubramanian, P. Baldi, B. Bambah, F. Barão, Gabriela Barenboim, Gareth J. Barker, W. Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, J. Barranco Monarca, N. Barros, J. Barrow, A. Bashyal, V. Basque, F. Bay, J. L. Bazo Alba, J. F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, L. Bellantoni, G. Bellettini, Vincenzo Bellini, O. Beltramello, D. Belver, N. Benekos, F. Neves, J. Berger, S. Berkman, P. Bernardini, R. M. Berner, H. Berns, S. Bertolucci, M. Betancourt, Y. Bezawada, M. Bhattacharjee, B. Bhuyan, S. Biagi, J. M. Bian, M. Biassoni, K. Biery, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, B. Blanco Siffert, F. d. M. Blaszczyk, G. Blazey, E. Blucher, J. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, M. Bonesini, M. Bongrand, F. Bonini, A. Booth, C.N. Booth, S. Bordoni, A. Borkum, T. Boschi, N. Bostan, P. Bour, S. B. Boyd, D. Boyden, J. Bracinik, D. Braga, D. Brailsford, A. Brandt, J. Bremer, C. Brew, E. Brianne, S.J. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, G. Brooijmans, J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, N. Buchanan, H. S. Budd, D. Caiulo, P. Calafiura, L. Calivers, M. Cãlin, S. Calvez, E. Calvo, L. Camilleri, A. Caminata, M. Campanelli, D. Caratelli, G. Carini, B. Carlus, P. Carniti, I. Caro Terrazas, H. Carranza, A. Castillo, C. Castromonte, C. Cattadori, F. Cavalier, F. Cavanna, S. Centro, G. Cerati, A. Cervelli, A. Cervera Villanueva, M. Chalifour, Chia‐Hung Chang, E. Chardonnet, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, J. Chaves, H. Chen, M. Chen, Y. Chen, D. Cherdack, C.Y. Chi, S. Childress, A. Chiriacescu, K. Cho, S. Choubey, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, E. Church, P. E. L. Clarke, T. E. Coan, A.G. Cocco, J. A. B. Coelho, E. Conley, J. M. Conrad, M. Convery, L. A. Corwin, P. Cotte, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J. I. Crespo-Anadón, E. Cristaldo, Ryan Cross, C. Cuesta, Yanou Cui, David Cussans, M. Dąbrowski, H. da Motta, L. Da Silva Peres, Q. David, G. S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, R. M. de Almeida, P. Debbins, I. De Bonis, M. P. Decowski, A. de Gouvêa, P. C. de Holanda, I. L. De Icaza Astiz, A. Deisting, P. de Jong, A. Delbart, D. Delepine, M. Delgado, A. Dell’Acqua, P. De Lurgio, A. De Roeck, A. De Roeck, S. R. Dennis, C. Densham, G. Deptuch, A. De Roeck, V. De Romeri, Jan de Vries, R. Dharmapalan, M. Dias, F. Díaz, J. S. Díaz, S. Di Domizio, L. Di Giulio, P. F. Ding, L. Di Noto, C. Distefano, R. Diurba, M. Diwan, Z. Djurcic, N. Dokania, M. J. Dolinski, L. Domine, D. Douglas, F. Drielsma, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, T. Durkin, H. Duyang, O. Dvornikov, D. A. Dwyer, Alexandre Dyshkant, M. Eads, D. Edmunds, J. Eisch, S. Emery, A. Ereditato, C. Escobar, L. Escudero Sanchez, J.J. Evans, E. Ewart, A. C. Ezeribe, Kevin Fahey, A. Falcone, C. Farnese, Y. Farzan, J. Félix, E. Fernández-Martínez, P. Fernández, F. Ferraro, L. Fields, A. Filkins, F. Filthaut, R. S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, J. Franc, W. Fox, J. Franc, K. Francis, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, A. Friedland, S. Fuess, I. Furic, A. P. Furmanski, A. Gago, H. Gallagher, A. Gallego-Ros, N. Gallice, V. Galymov, E. Gamberini, T. Gamble, Raj Gandhi, R. P. Gandrajula, S. Gao, D. Garcia-Gamez, M.Á. García-Peris, S. Gardiner, Daniel Gastler, G. Ge, B. Gelli, A. Gendotti, S. Gent, Z. Ghorbanimoghaddam, D. Gibin, I. Gil‐Botella, C. Girerd, A. Giri, D. Gnani, O. Gogota, M. Gold, S. Gollapinni, K. Gollwitzer, R. A. Gomes, L. Gomez Bermeo, L. S. Gomez Fajardo, F. Gonnella, J. González-Cuevas, M.C. Goodman, O. Goodwin, Sreetama Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, Carl Grace, M. T. Graham, E. Gramellini, R. Gran, E. Granados, A. Grant, C. Grant, D. Gratieri, P. Green, S. Green, L. Greenler, Margaret S. Greenwood, J. Greer, C. Griffith, M. Groh, J. Grudziński, K. Grzelak, Wei Gu, V. Guarino, R. Guenette, A. Guglielmi, B. Guo, K. K. Guthikonda, R. Gutierrez, P. Guzowski, M. M. Guzzo, Sunwoo Gwon, A. Habig, A. Hackenburg, H. K. Hadavand, R. Haenni, A. Hahn, J. Haigh, J. Haiston, T. Hamernik, P. Hamilton, J. Han, K. Harder, Deborah A. Harris, J. Hartnell, T. Hasegawa, R. Hatcher, E. Hazen, A. Heavey, K. M. Heeger, K. Hennessy, S. Henry, M. Hernandez Morquecho, K. Herner, Lars Hertel, A. S. Hesam, J. Hewes, A. Higuera, T. S. Hill, S. J. Hillier, A. Himmel, J. Hoff, Christian Hohl, A. Holin, E. W. Hoppe, G. A. Horton-Smith, Matheus Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, J. Huang, J. Huang, J. Hugon, G. Iles, M. Iliescu, R. Illingworth, Ara Ioannisian, R. Itay, A. Izmaylov, E. James, B. Jargowsky, F. Jediny, C. Jesús-Valls, Xiangpan Ji, L. W. Jiang, S. Jiménez, A. Jipa, A. Joglekar, Calvin W. Johnson, Robert A. Johnson, B. J. P. Jones, S. Jones, C. K. Jung, T. Junk, Y. Jwa, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, І. Каденко, F. Kamiya, G. Karagiorgi, A. Karcher, M. Karolak, Y. Karyotakis, S. Kasai, S.P. Kasetti, L. Kashur, N. Kazaryan, E. Kearns, P. Keener, K.J. Kelly, E. Kemp, W. Ketchum, S. H. Kettell, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, A. Khvedelidze, D. Kim, B. King, B. Kirby, M. Kirby, Joshua P. Klein, K. Koehler, L.W. Koerner, S. Kohn, P. P. Koller, M. Kordosky, T. Kosc, U. Köse, V. Alan Kostelecký, K. Kothekar, F. Krennrich, I. Kreslo, Y. Kudenko, V. A. Kudryavtsev, S. Kulagin, Jason Kumar, R. Kumar, C. Kuruppu, V. Kus, T. Kutter, Andrew Lambert, K. Lande, C. Lane, K. Lang, T. Langford, P. Lasorak, D. Last, C. Lastoria, A. Laundrie, A. Lawrence, I. Lazanu, Ryan LaZur, T. Le, J. Learned, P. LeBrun, G. Lehmann Miotto, R. Lehnert, M. A. Leigui de Oliveira, M. Leitner, M. Leyton, L. Li, S. Li, S. Li, T. Li, Yufeng Li, Heng-Ye Liao, C. S. Lin, S. Lin, A. Lister, B. R. Littlejohn, Junze Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. Lokajı́ček, I. Lomidze, K. Long, Kai Loo, D. Lorca, T. Lord, J. M. LoSecco, W. C. Louis, X.-G. Lu, X. Luo, N. Lurkin, T. Lux, V.P. Luzio, D. MacFarland, A.A. Machado, P. Machado, C. T. Macias, J. Macier, A. Maddalena, P. Madigan, S. Magill, K. Mahn, E. E. Khoda, J.A. Maloney, G. Mandrioli, J. Maneira, L. Manenti, S. Manly, A. Mann, K. Manolopoulos, M. Manrique Plata, A. Marchionni, W. Marciano, D. Marfatia, C. Mariani, J. Maricic, F. Marinho, A. D. Marino, M. Marshak, C. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martín-Albo, N. Lorenzo Martinez, D. A. Martínez Caicedo, S. I. Martynenko, Katie Mason, A. Mastbaum, Mehedi Masud, S. Matsuno, J. Matthews, C. Mauger, N. Mauri, K. Mavrokoridis, R. Mazza, A. Mazzacane, E. Mazzucato, E. McCluskey, N. McConkey, K. S. McFarland, C. McGrew, A. McNab, A. Mefodiev, Poonam Mehta, P. Melas, M. Mellinato, Olga Mena, S. Menary, H. Mendez, A. Menegolli, Guang Wei Meng, M. D. Messier, W. Metcalf, Matthew Mewes, H. Meyer, T. Miao, G. Michna, T. Miedema, J. Migenda, R. Milincic, William H. Miller, J. Mills, Christopher J. Milne, O. Mineev, O.G. Miranda, Sandeep Miryala, C. S. Mishra, Sasmita Mishra, A. Mislivec, D. Mladenov, I. Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, Rukmani Mohanta, T. Mohayai, N. Mokhov, J.A. Molina, L. Molina Bueno, A. Montanari, C. Montanari, D. Montanari, L. M. Montaño Zetina, Jimin Moon, M. Mooney, A. Moor, D. Moreno, B. Morgan, C. Morris, C. Mossey, E. Motuk, C. A. Moura, J. Mousseau, W. Mu, L. Mualem, Justin Mueller, M. Muether, S. Mufson, F. Muheim, Alan Muir, M. Mulhearn, H. Muramatsu, S. Murphy, J. Musser, J. Nachtman, Srishti Nagu, M. Nalbandyan, R. Nandakumar, D. Naples, S. Narita, D. Navas-Nicolás, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, Lina Necib, K. Negishi, J. K. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. M. Newbold, M. Newcomer, D. Newhart, R. J. Nichol, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, R. Northrop, P. Novella, J. Nowak, M. Oberling, A. Olivares Del Campo, A. Olivier, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, L. Pagani, S. Pakvasa, O. Palamara, S. Palestini, J. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, E. Pantic, V. Paolone, V. Papadimitriou, R. Papaleo, A. Papanestis, S. Paramesvaran, Stephen Parke, Z. Parsa, M. Parvu, S. Pascoli, L. Pasqualini, J. Pasternak, J. R. Pater, C. Patrick, L. Patrizii, R. B. Patterson, S. Patton, T. Patzak, A. Paudel, B. Paulos, L. Paulucci, Z. Pavlovic, G. Pawloski, D. Payne, V. Pec, S. J. M. Peeters, Y. Penichot, E. Pennacchio, A. Penzo, O.L. Peres, J. Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, Jonathan W. Pillow, R. Plunkett, R. Poling, X. Pons, N. Poonthottathil, S. Pordes, M. Potekhin, R. Potenza, B. V. K. S. Potukuchi, J. Pozimski, M. Pozzato, S. Prakash, T. Prakash, S. Prince, G. Prior, D. Pugnère, K. H. Qi, X. Qian, J. L. Raaf, R. Raboanary, V. Radeka, Jonas Rademacker, B. Radics, A. Rafique, E. Raguzin, M. Rai, M. Rajaoalisoa, I. Rakhno, H. Rakotondramanana, L. Rakotondravohitra, Y. Ramachers, R. Rameika, M. Ramirez Delgado, B. Ramson, A. Rappoldi, G. Raselli, P. N. Ratoff, S. Ravat, H. Razafinime, J. S. Réal, B. Rebel, D. D. Redondo Ferrero, M. Reggiani-Guzzo, T. Rehak, J. Reichenbacher, S. D. Reitzner, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, A. Reynolds, G. Riccobene, L.C. Rice, K. Rielage, Y. Rigaut, D. Rivera, L. Rochester, M. Roda, P. A. Rodrigues, M. J. Rodriguez Alonso, J. Rodriguez Rondon, A. J. Roeth, Hannah Rogers, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rossella, J. Rout, S. Roy, A. Rubbia, C. Rubbia, B. Russell, J. J. Russell, D. Ruterbories, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, Nandini Sahu, P. Sala, Nicholas Samios, M. C. Sánchez, D.A. Sanders, D. P. C. Sankey, S. Santana, M. Santos-Maldonado, N. Saoulidou, P. Sapienza, C. Sarasty, Ina Sarčević, G. Savage, V. Savinov, A. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, T. Schaffer, H. Schellman, P. Schlabach, D. Schmitz, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, J. Sensenig, I. S. Seong, A. Sergi, F. Sergiampietri, D. Sgalaberna, M. Shaevitz, S. Shafaq, M. Shamma, H. Sharma, R. Sharma, Terri Shaw, C. Shepherd-Themistocleous, Seodong Shin, D. Shooltz, R. Shrock, L. Simard, N. Simos, J. Sinclair, G. Sinev, J. Singh, J. Singh, V. Singh, Roland Sipos, F. W. Sippach, G. Sirri, A. Sitraka, K. Siyeon, D. Smargianaki, Andrew Smith, A. Smith, E. Smith, P. Smith, J. Smolik, M. B. Smy, P. Snopok, M. Soares Nunes, H. Sobel, M. Söderberg, C. J. Solano Salinas, S. Söldner‐Rembold, N. Solomey, V. N. Solovov, W. E. Sondheim, M. Sorel, J. Soto-Otón, A. Sousa, K. Soustružnı́k, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, R. Staley, M. Stancari, L Stanco, H. Steiner, James T. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, T. Stokes, M. Strait, T. Strauss, S. Striganov, A. Stuart, D. J. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C.M. Sutera, R. Svoboda, B. Szczerbinska, A. M. Szelc, R. Talaga, H. Tanaka, B. Tapia Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tatar, R. Tayloe, A. Teklu, M. Tenti, K. Terao, Christoph A. Ternes, F. Terranova, T. Thakore, A. Thea, J. Thompson, C. Thorn, S. Timm, A. Tonazzo, M. Torti, M. Tórtola, F. Tortorici, D. Totani, M. Toups, C. Touramanis, J. Trevor, W. H. Trzaska, Y.-T. Tsai, Z. Tsamalaidze, K. V. Tsang, N. Tsverava, S. Tufanli, C. E. Tull, E. Tyley, M. Tzanov, M. A. Uchida, J. Urheim, T. Usher, M. R. Vagins, P. Vahle, G. A. Valdiviesso, E. Valencia, Z. Vallari, J. W. F. Valle, S. Vallecorsa, R. Van Berg, R. G. Van de Water, David Forero, F. Varanini, D. Vargas, G. Varner, J. Vasel, G. Vasseur, K. Vaziri, S. Ventura, A. Verdugo, S. Vergani, M. A. Vermeulen, M. Verzocchi, H. Vieira de Souza, C. Vignoli, C. Vilela, B. Viren, T. Vrba, T. Wachala, A. V. Waldron, M. Wallbank, H. Wang, J. Wang, Yun Wang, Y. Wang, K. Warburton, D. Warner, M. Wascko, D. Waters, A. Watson, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, M. While, A. White, L. Whitehead, D. Whittington, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williams, F. F. Wilson, R. J. Wilson, J. Wolcott, T. Wongjirad, K. Wood, L. Wood, E. Worcester, M. Worcester, C. Wret, W. Wu, W. Wu, Y. J. Xiao, G. Yang, T. Yang, N. Yershov, K. Yonehara, T. Young, Bo Yu, J. S. Yu, J. Zálešâk, L. Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G. Zeller, J. Zennamo, Kyle Zeug, C. Zhang, M. Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, E. D. Zimmerman, M. Zito, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi, R. Zwaska
Abstract
The preponderance of matter over antimatter in the early universe, the dynamics of the supernovae that produced the heavy elements necessary for life, and whether protons eventually decay—these mysteries at the forefront of particle physics and astrophysics are key to understanding the early evolution of our universe, its current state, and its eventual fate. DUNE is an international world-class experiment dedicated to addressing these questions as it searches for leptonic charge-parity symmetry violation, stands ready to capture supernova neutrino bursts, and seeks to observe nucleon decay as a signature of a grand unified theory underlying the standard model. Central to achieving DUNE's physics program is a far detector that combines the many tens-of-kiloton fiducial mass necessary for rare event searches with sub-centimeter spatial resolution in its ability to image those events, allowing identification of the physics signatures among the numerous backgrounds. In the single-phase liquid argon time-projection chamber (LArTPC) technology, ionization charges drift horizontally in the liquid argon under the influence of an electric field towards a vertical anode, where they are read out with fine granularity. A photon detection system supplements the TPC, directly enhancing physics capabilities for all three DUNE physics drivers and opening up prospects for further physics explorations. The DUNE far detector technical design report (TDR) describes the DUNE physics program and the technical designs of the single- and dual-phase DUNE liquid argon TPC far detector modules. Volume IV presents an overview of the basic operating principles of a single-phase LArTPC, followed by a description of the DUNE implementation. Each of the subsystems is described in detail, connecting the high-level design requirements and decisions to the overriding physics goals of DUNE.