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    SiPM based tracking for detector calibration in NEXT

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    Desde que el neutrino fue propuesto en 1930 por el f铆sico austr铆aco Wolfgang Pauli, y posteriormente detectado experimentalmente en 1957 por los f铆sicos Clyde L. Cowan and Frederick Reines, muchas propiedades de esta singular part铆cula han sido reveladas, como su spin, su carga el茅ctrica y su tipo de interacci贸n con el resto de part铆culas del Modelo Standard. Sin embargo, una de las propiedades mas importantes que todav铆a no ha sido revelada es la propia naturaleza del neutrino, y como esta influenci贸 en la evoluci贸n de nuestro Universo. Inicialmente, el neutrino fue introducido en el Modelo Standard de F铆sica de Part铆culas como una part铆cula no masiva. Sin embargo, los experimentos desarrollados durante las ultimas d茅cadas basados en la oscilaci贸n de neutrinos, han demostrado que estos deben tener masa, y por tanto, al igual que para el resto de leptones cargados, un termino de masa asociado a los neutrinos debe ser incluido en el Modelo Standard. Una de las maneras en las que este termino de masa puede ser incluido sugiere que los neutrinos podr铆an ser part铆culas de Majorana, es decir, id茅nticas a sus antipart铆culas, al contrario que el resto de fermiones del Modelo Standard. Actualmente, el 煤nico procedimiento experimental que puede confirmar la naturaleza Majorana del neutrino es la observaci贸n de la desintegraci贸n doble beta sin neutrinos, en donde un n煤cleo con n煤mero at贸mico Z y n煤mero m谩sico A decae en su is贸baro de n煤mero at贸mico Z+2 emitiendo 煤nicamente dos electrones. El descubrimiento de este hipot茅tico proceso establecer铆a, sin lugar a dudas, la naturaleza Majorana del neutrino al mismo tiempo que proporcionar铆a informaci贸n directa sobre la masa del neutrino, y por que esta debe ser tan peque帽a comparada con el resto de fermiones de la misma generaci贸n. Adem谩s, la observaci贸n de esta desintegraci贸n demostrar铆a que la conservaci贸n del n煤mero lept贸nico es violada en este proceso f铆sico, resultado que puede ser asociado con la asimetr铆a entre materia y antimateria de nuestro Universo mediante el proceso llamado leptog茅nesis. El objetivo de todos los experimentos dise帽ados para observar la desintegraci贸n doble beta sin neutrinos es medir la semivida de este proceso. Sin embargo, esta medida est谩 limitada por la sensibilidad experimental del detector empleado. En este momento, los experimentos EXO-200 y KamLAND-Zen ya se encuentran buscando la desintegraci贸n del is贸topo 136Xe. Sin embargo, ambos experimentos han obtenido resultados negativos, estableciendo un l铆mite combinado a la semivida de la desintegraci贸n > 3.4 脳 10^25 a帽os (90% CL). En paralelo, el experimento GERDA, que busca la desintegraci贸n del is贸topo 76Ge, tampoco ha encontrado evidencias de este proceso, estableciendo un l铆mite de > 2.1 路 10^25 a帽os (90% CL). El Experimento NEXT (Neutrino Experiment with a Xenon TPC), que ser谩 instalado en el Laboratorio Subterr谩neo de Canfranc, buscar谩 la desintegraci贸n doble beta sin neutrinos del is贸topo 136Xe utilizando una c谩mara de proyecci贸n temporal (TPC, por sus siglas en ingl茅s), llena con 100 kg de xen贸n gaseoso enriquecido al 91% en su is贸topo 136Xe, a una presi贸n de 15 bares y con amplificaci贸n por Electroluminescencia (EL). Con esta tecnolog铆a, una resoluci贸n en energ铆a mejor que el 1% en Q脽脽 del 136Xe puede ser alcanzada gracias al peque帽o factor de Fano del xen贸n gaseoso (FGXe = 0.15 卤 0.02) en comparaci贸n con otros medios de detecci贸n como el xen贸n l铆quido (FLXe ~ 20), y a las peque帽as fluctuaciones introducidas por un sistema de amplificaci贸n basado en Electroluminescencia. Adem谩s, el xen贸n gaseoso como medio de detecci贸n proporciona informaci贸n topol贸gica de los eventos, permitiendo discriminar entre eventos beta beta, caracterizados por una traza retorcida de unos 10 cm de longitud y con dos deposiciones de energ铆a en ambos extremos, de eventos de ruido producidos por interacciones de gammas de alta energ铆a con el xen贸n. El proceso de detecci贸n en NEXT presenta sistemas independientes para la medida de la energ铆a y la informaci贸n topol贸gica. Las part铆culas que interaccionan con el xen贸n gaseoso ionizan y excitan sus 谩tomos. La energ铆a transferida mediante excitaci贸n es liberada en forma de luz de centelleo en la regi贸n ultravioleta (~ 172 nm), y recogida por un plano de PMTs, el plano de energ铆a, posicionado detr谩s del c谩todo transparente de la TPC, dando lugar al inicio del evento. Los electrones de ionizaci贸n producidos derivan hacia el 谩nodo de la TPC debido al campo el茅ctrico existente. Una vez all铆, entran en una regi贸n con un campo el茅ctrico a煤n m谩s intenso, donde son acelerados produciendo luz de Electroluminescencia. Esta luz es emitida isotr贸picamente, por lo que parte es detectada por el plano de energ铆a mencionado anteriormente, proporcionando una medida precisa de la energ铆a. Por otro lado, el resto de luz EL es detectada por un plano de SiPMs, el plano de tracking, posicionado a tan solo unos mil铆metros de donde esta luz es generada, aportando la informaci贸n topol贸gica del evento. Para demostrar que el concepto de detecci贸n propuesto por NEXT es factible, el prototipo NEXT-DEMO fue construido y operado en el Instituto de F铆sica Corpuscular de Valencia. Dicho prototipo consiste en una vasija de alta presi贸n hecha de acero inoxidable y capaz de aguantar 20 bares de presi贸n interna. Sus 60 cm de largo y 30 cm de di谩metro contienen aproximadamente 1.5 kg de xen贸n a 10 bares de presi贸n. Tres rejillas met谩licas (c谩todo, gate y 谩nodo), definen las dos regiones activas de la TPC. Por un lado, 30 cm de regi贸n de deriva entre el c谩todo y el gate, y por otro 0.5 cm de regi贸n de electroluminescencia entre el gate y el 谩nodo. El c谩todo es operado t铆picamente a -25 kV, mientras que gate y 谩nodo a -10 kV y 0 V respectivamente. Con estos valores, un campo el茅ctrico de unos 500 V/cm es creado en la regi贸n de deriva, y un E/p de unos 2.0 kV/bar cm en la regi贸n EL. Un juego de seis paneles de PTFE (Tefl贸n) est谩n presentes dentro formando un tubo de luz hexagonal. Este tubo de luz est谩 recubierto adem谩s con un cambiador de longitud de onda (TPB), que aumenta la eficiencia de recolecci贸n de la luz de centelleo del xen贸n. En el detector NEXT-DEMO, el plano de energ铆a est谩 formado por 19 PMTs de Hamamatsu modelo R7378A, mientras que el plano de tracking est谩 formado por 256 SiPMs, tambi茅n de Hamamatsu, modelo S10362-11-050P. Debido al gran numero de SiPMs utilizados, es imposible suministrar lineas de alimentaci贸n y lectura individuales a cada sensor, por ello, los SiPMs son montados en grupos de 64 elementos en tarjetas electr贸nicas, llamadas Dice Boards, y recubiertos con el mismo cambiador de onda mencionado anteriormente para adaptar la luz de centelleo del xen贸n a la regi贸n 贸ptica donde estos sensores tienen su m谩xima sensibilidad. Un estricto protocolo de deposici贸n de la mol茅cula TPB sobre los SiPMs ha sido desarrollado y diferentes caracterizaciones realizadas para asegurar la calidad de este procedimiento. Los resultados muestran que este m茅todo asegura deposiciones uniformes, reproducibles y capaces de ser almacenadas a largo t茅rmino. Al mismo tiempo, la aplicaci贸n directa de TPB sobre la superficie de los SiPMs, parece incrementar la sensibilidad de estos sensores a la luz de centelleo del xen贸n en casi un orden de magnitud. Por otro lado, la descripci贸n del proceso de funcionamiento y de las propiedades din谩micas de los SiPMs ponen de manifiesto la necesidad de corregir los par谩metros de operaci贸n de estos sensores debido a los efectos introducidos por cambios en las condiciones durante la toma de datos. Para ello, una fuente de alimentaci贸n autocorregible ha sido dise帽ada y construida para asegurar la respuesta uniforme de los SiPMs con el tiempo. Durante la operaci贸n del prototipo NEXT-DEMO, la abundancia de emisiones de rayos X por los 谩tomos de xen贸n gracias a la interacci贸n con gammas provenientes de diferentes fuentes radioactivas, ha sido identificada como una herramienta 煤til a la hora de caracterizar par谩metros fundamentales del detector al mismo tiempo que proporcionan su ecualizaci贸n en respuesta. La ventaja de utilizar estos eventos proviene de que est谩n distribuidos por todo el volumen del detector y que su rango de alcance es peque帽o, menor que un mil铆metro, por lo que producen deposiciones que pueden ser consideradas puntuales. Estas deposiciones han sido empleadas para describir la geometr铆a del detector as铆 como la p茅rdida de carga por la presencia de impurezas en el gas, proporcionando los factores de correcci贸n necesarios para la correcta medida de la energ铆a depositada. Estas correcciones han sido aplicadas utilizando un m茅todo basado en la suma pesada de los PMTs para econstruir la energ铆a depositada por gammas provenientes de fuentes de 22Na y 137Cs, obteniendo una resoluci贸n en energ铆a de (5.691 卤 0.003)% FWHM a 29.7 keV y (1.62 卤 0.01)% FWHM para 511 keV. La extrapolaci贸n de estos resultados al Q脽脽 del 136Xe predice una resoluci贸n en energ铆a de 0.6256% FWHM y 0.7353% FWHM respectivamente

    Law and the Political Economy of the World

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    Data processing activities at the MAGIC site

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    open11siMAGIC is a system of two imaging atmospheric Cherenkov telescopes located on the Canary Is- land of La Palma. The fast processing of the data at the observation site plays an essential part in the operation of the telescopes and has continuously improved since the beginning of the exper- iment. The on-site computing can be divided into three major contributions: the MAGIC online analysis (MOLA), providing preliminary real time analysis results; the on-site analysis (OSA), providing final data products at the end of each observation night; and the Data Check (DC), a daily check on the performance of the telescope鈥檚 subsystems and the quality control of the data observed during the previous night. We present the status of the system, including the latest upgrades and details on its performance.openFidalgo, David; Nievas-Rosillo, Miguel; Babic, Ana; Contreras, Jose-Luis; Doro, Michele; Godinovic, Nikola; Hrupec, Dario; Lorca, Alejandro; Moralejo, Abelardo; Satalecka, Konstancja; Will, MartinFidalgo, David; Nievas Rosillo, Miguel; Babic, Ana; Contreras, Jose Luis; Doro, Michele; Godinovic, Nikola; Hrupec, Dario; Lorca, Alejandro; Moralejo, Abelardo; Satalecka, Konstancja; Will, Marti

    First Operation of a Resistive Shell Liquid Argon Time Projection Chamber -- A new Approach to Electric-Field Shaping

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    We present a new technology for the shaping of the electric field in Time Projection Chambers (TPCs) using a carbon-loaded polyimide foil. This technology allows for the minimisation of passive material near the active volume of the TPC and thus is capable to reduce background events originating from radioactive decays or scattering on the material itself. Furthermore, the high and continuous electric resistivity of the foil limits the power dissipation per unit area and minimizes the risks of damages in the case of an electric field breakdown. Replacing the conventional field cage with a resistive plastic film structure called 'shell' decreases the number of components within the TPC and therefore reduces the potential points of failure when operating the detector. A prototype liquid argon (LAr) TPC with such a resistive shell and with a cathode made of the same material was successfully tested for long term operation with electric field values up to about 1.5 kV/cm. The experiment shows that it is feasible to successfully produce and shape the electric field in liquefied noble-gas detectors with this new technology.Comment: 13 page

    First results on ProtoDUNE-SP liquid argon time projection chamber performance from a beam test at the CERN Neutrino Platform

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    The ProtoDUNE-SP detector is a single-phase liquid argon time projection chamber with an active volume of 7.2脳 6.1脳 7.0 m3. It is installed at the CERN Neutrino Platform in a specially-constructed beam that delivers charged pions, kaons, protons, muons and electrons with momenta in the range 0.3 GeV/c to 7 GeV/c. Beam line instrumentation provides accurate momentum measurements and particle identification. The ProtoDUNE-SP detector is a prototype for the first far detector module of the Deep Underground Neutrino Experiment, and it incorporates full-size components as designed for that module. This paper describes the beam line, the time projection chamber, the photon detectors, the cosmic-ray tagger, the signal processing and particle reconstruction. It presents the first results on ProtoDUNE-SP's performance, including noise and gain measurements, dE/dx calibration for muons, protons, pions and electrons, drift electron lifetime measurements, and photon detector noise, signal sensitivity and time resolution measurements. The measured values meet or exceed the specifications for the DUNE far detector, in several cases by large margins. ProtoDUNE-SP's successful operation starting in 2018 and its production of large samples of high-quality data demonstrate the effectiveness of the single-phase far detector design

    Measurement of space charge effects in the MicroBooNE LArTPC using cosmic muons

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    Large liquid argon time projection chambers (LArTPCs), especially those operating near the surface, are susceptible to space charge effects. In the context of LArTPCs, the space charge effect is the build-up of slow-moving positive ions in the detector primarily due to ionization from cosmic rays, leading to a distortion of the electric field within the detector. This effect leads to a displacement in the reconstructed position of signal ionization electrons in LArTPC detectors ("spatial distortions"), as well as to variations in the amount of electron-ion recombination experienced by ionization throughout the volume of the TPC. We present techniques that can be used to measure and correct for space charge effects in large LArTPCs by making use of cosmic muons, including the use of track pairs to unambiguously pin down spatial distortions in three dimensions. The performance of these calibration techniques are studied using both Monte Carlo simulation and MicroBooNE data, utilizing a UV laser system as a means to estimate the systematic bias associated with the calibration methodology

    Degeneracy in the neurological model of auditory speech repetition

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    Both classic and contemporary models of auditory word repetition involve at least four left hemisphere regions: primary auditory cortex for processing sounds; pSTS (within Wernicke's area) for processing auditory images of speech; pOp (within Broca's area) for processing motor images of speech; and primary motor cortex for overt speech articulation. Previous functional-MRI (fMRI) studies confirm that auditory repetition activates these regions, in addition to many others. Crucially, however, contemporary models do not specify how regions interact and drive each other during auditory repetition. Here, we used dynamic causal modelling, to test the functional interplay among the four core brain regions during single auditory word and pseudoword repetition. Our analysis is grounded in the principle of degeneracy-i.e., many-to-one structure-function relationships-where multiple neural pathways can execute the same function. Contrary to expectation, we found that, for both word and pseudoword repetition, (i) the effective connectivity between pSTS and pOp was predominantly bidirectional and inhibitory; (ii) activity in the motor cortex could be driven by either pSTS or pOp; and (iii) the latter varied both within and between individuals. These results suggest that different neural pathways can support auditory speech repetition. This degeneracy may explain resilience to functional loss after brain damage

    5G Radio Access above 6 GHz

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    Designing and developing a millimetre-wave(mmWave) based mobile Radio Access Technology (RAT) in the 6-100 GHz frequency range is a fundamental component in the standardization of the new 5G radio interface, recently kicked off by 3GPP. Such component, herein called the new mmWave RAT, will not only enable extreme mobile broadband (eMBB) services,but also support UHD/3D streaming, offer immersive applications and ultra-responsive cloud services to provide an outstanding Quality of Experience (QoE) to the mobile users. The main objective of this paper is to develop the network architectural elements and functions that will enable tight integration of mmWave technology into the overall 5G radio access network (RAN). A broad range of topics addressing mobile architecture and network functionalities will be covered-starting with the architectural facets of network slicing, multiconnectivity and cells clustering, to more functional elements of initial access, mobility, radio resource management (RRM) and self-backhauling. The intention of the concepts presented here is to lay foundation for future studies towards the first commercial implementation of the mmWave RAT above 6 GHz.Comment: 7 pages, 5 figure

    Evaluation of two enzyme-linked immunosorbent assays for diagnosis of bluetongue virus in wild ruminants

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    Bluetongue (BT) is a reportable re-emerging vector-borne disease of animal health concern. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) are frequently used in BT surveillance programs in domestic ruminants, but their diagnostic accuracy has not been evaluated for wild ruminants, which can play an important role as natural reservoirs of bluetongue virus (BTV). The aim of this study was to assess two commercial ELISAs for BT diagnosis in wild ruminants using control sera of known BTV infection status and field samples. When control sera were tested, the double recognition ELISA (DR-ELISA) showed 100 % sensitivity (Se) and specificity (Sp), while the competitive ELISA (C-ELISA) had 86.4 % Se and 97.1 % Sp. Using field samples, the selected latent-class analysis model showed 95.7 % Se and 85.9 % Sp for DR-ELISA, 58.2 % Se and 95.8 % Sp for C-ELISA and 84.2 % Se for the serum neutralization test (SNT). Our results indicate that the DR-ELISA may be a useful diagnostic method to assess BTV circulation in endemic areas, while the C-ELISA should be selected when free-areas are surveyed. The discrepancy between control and field samples point out that the inclusion of field samples is required to assess the accuracy of commercial ELISAs for the serological diagnosis of BTV in wild ruminants.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
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