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NASA Sea Ice Validation Program for the Defense Meteorological Satellite Program Special Sensor Microwave Imager
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Get PDFThe history of the program is described along with the SSM/I sensor, including its calibration and geolocation correction procedures used by NASA, SSM/I data flow, and the NASA program to distribute polar gridded SSM/I radiances and sea ice concentrations (SIC) on CD-ROMs. Following a discussion of the NASA algorithm used to convert SSM/I radiances to SICs, results of 95 SSM/I-MSS Landsat IC comparisons for regions in both the Arctic and the Antarctic are presented. The Landsat comparisons show that the overall algorithm accuracy under winter conditions is 7 pct. on average with 4 pct. negative bias. Next, high resolution active and passive microwave image mosaics from coordinated NASA and Navy aircraft underflights over regions of the Beaufort and Chukchi seas in March 1988 were used to show that the algorithm multiyear IC accuracy is 11 pct. on average with a positive bias of 12 pct. Ice edge crossings of the Bering Sea by the NASA DC-8 aircraft were used to show that the SSM/I 15 pct. ice concentration contour corresponds best to the location of the initial bands at the ice edge. Finally, a summary of results and recommendations for improving the SIC retrievals from spaceborne radiometers are provided
The DUNE far detector vertical drift technology. Technical design report
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- Publication venue
- IOP Publishing
- Publication date
- 01/01/2024
- Field of study
Get PDFDUNE is an international experiment dedicated to addressing some of the questions at the forefront of particle physics and astrophysics, including the mystifying preponderance of matter over antimatter in the early universe. The dual-site experiment will employ an intense neutrino beam focused on a near and a far detector as it aims to determine the neutrino mass hierarchy and to make high-precision measurements of the PMNS matrix parameters, including the CP-violating phase. It will also stand ready to observe supernova neutrino bursts, and seeks to observe nucleon decay as a signature of a grand unified theory underlying the standard model. The DUNE far detector implements liquid argon time-projection chamber (LArTPC) technology, and combines the many tens-of-kiloton fiducial mass necessary for rare event searches with the sub-centimeter spatial resolution required to image those events with high precision. The addition of a photon detection system enhances physics capabilities for all DUNE physics drivers and opens prospects for further physics explorations. Given its size, the far detector will be implemented as a set of modules, with LArTPC designs that differ from one another as newer technologies arise. In the vertical drift LArTPC design, a horizontal cathode bisects the detector, creating two stacked drift volumes in which ionization charges drift towards anodes at either the top or bottom. The anodes are composed of perforated PCB layers with conductive strips, enabling reconstruction in 3D. Light-trap-style photon detection modules are placed both on the cryostat's side walls and on the central cathode where they are optically powered. This Technical Design Report describes in detail the technical implementations of each subsystem of this LArTPC that, together with the other far detector modules and the near detector, will enable DUNE to achieve its physics goals
Performance of a modular ton-scale pixel-readout liquid argon time projection chamber
- Author
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- Zhivun E.
- Zimmerman E. D.
- Zucchelli S.
- Zuklin J.
- Zutshi V.
- Zwaska R.
- Publication venue
- Institute of Physics
- Publication date
- 01/01/2024
- Field of study
No full textDUNE is an international experiment dedicated to addressing some of the questions at the forefront of particle physics and astrophysics, including the mystifying preponderance of matter over antimatter in the early universe. The dual-site experiment will employ an intense neutrino beam focused on a near and a far detector as it aims to determine the neutrino mass hierarchy and to make high-precision measurements of the PMNS matrix parameters, including the CP-violating phase. It will also stand ready to observe supernova neutrino bursts, and seeks to observe nucleon decay as a signature of a grand unified theory underlying the standard model. The DUNE far detector implements liquid argon time-projection chamber (LArTPC) technology, and combines the many tens-of-kiloton fiducial mass necessary for rare event searches with the sub-centimeter spatial resolution required to image those events with high precision. The addition of a photon detection system enhances physics capabilities for all DUNE physics drivers and opens prospects for further physics explorations. Given its size, the far detector will be implemented as a set of modules, with LArTPC designs that differ from one another as newer technologies arise. In the vertical drift LArTPC design, a horizontal cathode bisects the detector, creating two stacked drift volumes in which ionization charges drift towards anodes at either the top or bottom. The anodes are composed of perforated PCB layers with conductive strips, enabling reconstruction in 3D. Light-trap-style photon detection modules are placed both on the cryostat's side walls and on the central cathode where they are optically powered. This Technical Design Report describes in detail the technical implementations of each subsystem of this LArTPC that, together with the other far detector modules and the near detector, will enable DUNE to achieve its physics goals
Performance of a modular ton-scale pixel-readout liquid argon time projection chamber
- Author
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- MDPI AG
- Publication date
- 01/01/2024
- Field of study
Get PDFThe Module-0 Demonstrator is a single-phase 600 kg liquid argon time projection chamber operated as a prototype for the DUNE liquid argon near detector. Based on the ArgonCube design concept, Module-0 features a novel 80k-channel pixelated charge readout and advanced high-coverage photon detection system. In this paper, we present an analysis of an eight-day data set consisting of 25 million cosmic ray events collected in the spring of 2021. We use this sample to demonstrate the imaging performance of the charge and light readout systems as well as the signal correlations between the two. We also report argon purity and detector uniformity measurements and provide comparisons to detector simulations
DUNE Phase II: Scientific Opportunities, Detector Concepts, Technological Solutions
- Author
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- Zuklin J
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- Publication venue
- HAL CCSD
- Publication date
- 04/09/2024
- Field of study
No full textInternational audienceThe international collaboration designing and constructing the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) at the Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) has developed a two-phase strategy toward the implementation of this leading-edge, large-scale science project. The 2023 report of the US Particle Physics Project Prioritization Panel (P5) reaffirmed this vision and strongly endorsed DUNE Phase I and Phase II, as did the European Strategy for Particle Physics. While the construction of the DUNE Phase I is well underway, this White Paper focuses on DUNE Phase II planning. DUNE Phase-II consists of a third and fourth far detector (FD) module, an upgraded near detector complex, and an enhanced 2.1 MW beam. The fourth FD module is conceived as a "Module of Opportunity", aimed at expanding the physics opportunities, in addition to supporting the core DUNE science program, with more advanced technologies. This document highlights the increased science opportunities offered by the DUNE Phase II near and far detectors, including long-baseline neutrino oscillation physics, neutrino astrophysics, and physics beyond the standard model. It describes the DUNE Phase II near and far detector technologies and detector design concepts that are currently under consideration. A summary of key R&D goals and prototyping phases needed to realize the Phase II detector technical designs is also provided. DUNE's Phase II detectors, along with the increased beam power, will complete the full scope of DUNE, enabling a multi-decadal program of groundbreaking science with neutrinos
DUNE Phase II: Scientific Opportunities, Detector Concepts, Technological Solutions
- Author
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- Zuklin J
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- Publication venue
- HAL CCSD
- Publication date
- 04/09/2024
- Field of study
No full textInternational audienceThe international collaboration designing and constructing the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) at the Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) has developed a two-phase strategy toward the implementation of this leading-edge, large-scale science project. The 2023 report of the US Particle Physics Project Prioritization Panel (P5) reaffirmed this vision and strongly endorsed DUNE Phase I and Phase II, as did the European Strategy for Particle Physics. While the construction of the DUNE Phase I is well underway, this White Paper focuses on DUNE Phase II planning. DUNE Phase-II consists of a third and fourth far detector (FD) module, an upgraded near detector complex, and an enhanced 2.1 MW beam. The fourth FD module is conceived as a "Module of Opportunity", aimed at expanding the physics opportunities, in addition to supporting the core DUNE science program, with more advanced technologies. This document highlights the increased science opportunities offered by the DUNE Phase II near and far detectors, including long-baseline neutrino oscillation physics, neutrino astrophysics, and physics beyond the standard model. It describes the DUNE Phase II near and far detector technologies and detector design concepts that are currently under consideration. A summary of key R&D goals and prototyping phases needed to realize the Phase II detector technical designs is also provided. DUNE's Phase II detectors, along with the increased beam power, will complete the full scope of DUNE, enabling a multi-decadal program of groundbreaking science with neutrinos
DUNE Phase II: Scientific Opportunities, Detector Concepts, Technological Solutions
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- Zimmerman E.D
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- Zuklin J
- Zutshi V
- Zwaska R
- Publication venue
- HAL CCSD
- Publication date
- 04/09/2024
- Field of study
No full textInternational audienceThe international collaboration designing and constructing the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) at the Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) has developed a two-phase strategy toward the implementation of this leading-edge, large-scale science project. The 2023 report of the US Particle Physics Project Prioritization Panel (P5) reaffirmed this vision and strongly endorsed DUNE Phase I and Phase II, as did the European Strategy for Particle Physics. While the construction of the DUNE Phase I is well underway, this White Paper focuses on DUNE Phase II planning. DUNE Phase-II consists of a third and fourth far detector (FD) module, an upgraded near detector complex, and an enhanced 2.1 MW beam. The fourth FD module is conceived as a "Module of Opportunity", aimed at expanding the physics opportunities, in addition to supporting the core DUNE science program, with more advanced technologies. This document highlights the increased science opportunities offered by the DUNE Phase II near and far detectors, including long-baseline neutrino oscillation physics, neutrino astrophysics, and physics beyond the standard model. It describes the DUNE Phase II near and far detector technologies and detector design concepts that are currently under consideration. A summary of key R&D goals and prototyping phases needed to realize the Phase II detector technical designs is also provided. DUNE's Phase II detectors, along with the increased beam power, will complete the full scope of DUNE, enabling a multi-decadal program of groundbreaking science with neutrinos
