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  5. Single particle detection system for strong-field QED experiments
 
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2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Single particle detection system for strong-field QED experiments

File(s)
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Hauptpublikation
njp_24_1_015002.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 4.65 MB
TUDa URI
tuda/7957
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-203617
DOI
10.26083/tuprints-00020361
Autor:innen
Salgado, F. C. ORCID 0000-0002-9109-9370
Cavanagh, N.
Tamburini, M.
Storey, D. W.
Beyer, R. ORCID 0000-0003-2270-3623
Bucksbaum, P. H.
Chen, Z.
Di Piazza, A. ORCID 0000-0003-1018-0458
Gerstmayr, E.
Harsh, H.
Isele, E.
Junghans, A. R. ORCID 0000-0001-7703-2471
Keitel, C. H.
Kuschel, S.
Nielsen, C. F.
Reis, D. A.
Roedel, C.
Sarri, G. ORCID 0000-0003-1800-343X
Seidel, A.
Schneider, C.
Uggerhøj, U. I. ORCID 0000-0002-8229-1512
Wulff, J.
Yakimenko, V.
Zepter, C.
Meuren, S. ORCID 0000-0002-2744-7756
Zepf, M.
Kurzbeschreibung (Abstract)

Measuring signatures of strong-field quantum electrodynamics (SF-QED) processes in an intense laser field is an experimental challenge: it requires detectors to be highly sensitive to single electrons and positrons in the presence of the typically very strong x-ray and γ-photon background levels. In this paper, we describe a particle detector capable of diagnosing single leptons from SF-QED interactions and discuss the background level simulations for the upcoming Experiment-320 at FACET-II (SLAC National Accelerator Laboratory). The single particle detection system described here combines pixelated scintillation LYSO screens and a Cherenkov calorimeter. We detail the performance of the system using simulations and a calibration of the Cherenkov detector at the ELBE accelerator. Single 3 GeV leptons are expected to produce approximately 537 detectable photons in a single calorimeter channel. This signal is compared to Monte-Carlo simulations of the experiment. A signal-to-noise ratio of 18 in a single Cherenkov calorimeter detector is expected and a spectral resolution of 2% is achieved using the pixelated LYSO screens.

Freie Schlagworte

strong-field QED

pair-creation

single-particle detec...

Cherenkov calorimeter...

Breit–Wheeler process...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
New Journal of Physics
Jahrgang der Zeitschrift
24
Heftnummer der Zeitschrift
1
ISSN
1367-2630
Verlag
IOP Publishing
Ort der Erstveröffentlichung
London
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1088/1367-2630/ac4283
PPN
519276922
Artikel-ID
015002

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