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 x 6 x 6 m(3) 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 7m 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.

Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC / A.A. Abud, B. Abi, R. Acciarri, M.A. Acero, M.R. Adames, G. Adamov, M. Adamowski, D. Adams, M. Adinolfi, A. Aduszkiewicz, J. Aguilar, Z. Ahmad, J. Ahmed, B. Aimard, B. Ali-Mohammadzadeh, T. Alion, K. Allison, S.A. Monsalve, M. Alrashed, C. Alt, A. Alton, R. Alvarez, P. Amedo, J. Anderson, C. Andreopoulos, M. Andreotti, M. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, N. Anfimov, A. Ankowski, M. Antoniassi, M. Antonova, A. Antoshkin, S. Antusch, A. Aranda-Fernandez, L. Arellano, L.O. Arnold, M.A. Arroyave, J. Asaadi, L. Asquith, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, V.A. Lara, M. Ayala-Torres, F. Azfar, A. Back, H. Back, J.J. Back, C. Backhouse, I. Bagaturia, L. Bagby, N. Balashov, S. Balasubramanian, P. Baldi, B. Baller, B. Bambah, F. Barao, G. Barenboim, P.B. Alzas, G. Barker, W. Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, J.B. Monarca, A. Barros, N. Barros, J.L. Barrow, A. Basharina-Freshville, A. Bashyal, V. Basque, C. Batchelor, E.B. Chagas, J.B.R. Battat, F. Battisti, F. Bay, M.C.Q. Bazetto, J.L.L.B. Alba, J.F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, C. Beigbeder, L. Bellantoni, G. Bellettini, V. Bellini, O. Beltramello, N. Benekos, C.B. Montiel, F.B. Neves, J. Berger, S. Berkman, P. Bernardini, R.M. Berner, A. Bersani, S. Bertolucci, M. Betancourt, A.B. Rodriguez, A. Bevan, Y. Bezawada, T.J.C. Bezerra, A. Bhardwaj, V. Bhatnagar, M. Bhattacharjee, D. Bhattarai, S. Bhuller, B. Bhuyan, S. Biagi, J. Bian, M. Biassoni, K. Biery, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, F. Blaszczyk, G.C. Blazey, E. Blucher, J. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, L. Bomben, M. Bonesini, M. Bongrand, C. Bonilla-Diaz, F. Bonini, A. Booth, F. Boran, S. Bordoni, A. Borkum, N. Bostan, P. Bour, C. Bourgeois, D. Boyden, J. Bracinik, D. Braga, D. Brailsford, A. Branca, A. Brandt, J. Bremer, D. Breton, C. Brew, S.J. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, M. Brunetti, N. Buchanan, H. Budd, I. Butorov, I. Cagnoli, T. Cai, D. Caiulo, R. Calabrese, P. Calafiura, J. Calcutt, M. Calin, S. Calvez, E. Calvo, A. Caminata, M. Campanelli, D. Caratelli, D. Carber, J.C. Carceller, G. Carini, B. Carlus, M.F. Carneiro, P. Carniti, I.C. Terrazas, H. Carranza, T. Carroll, J.F.C. Forero, A. Castillo, C. Castromonte, E. Catano-Mur, C. Cattadori, F. Cavalier, G. Cavallaro, F. Cavanna, S. Centro, G. Cerati, A. Cervelli, A.C. Villanueva, M. Chalifour, A. Chappell, E. Chardonnet, N. Charitonidis, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, M.S.S.C. Neyra, H. Chen, M. Chen, Y. Chen, Z. Chen, Z. Chen-Wishart, Y. Cheon, D. Cherdack, C. Chi, S. Childress, R. Chirco, A. Chiriacescu, G. Chisnall, K. Cho, S. Choate, D. Chokheli, P.S. Chong, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, A. Chukanov, M. Chung, E. Church, V. Cicero, P. Clarke, G. Cline, T.E. Coan, A.G. Cocco, J.A.B. Coelho, N. Colton, E. Conley, R. Conley, J. Conrad, M. Convery, S. Copello, P. Cova, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J.I. Crespo-Anadon, M. Crisler, E. Cristaldo, J. Crnkovic, R. Cross, A. Cudd, C. Cuesta, Y. Cui, D. Cussans, O. Dalager, H. da Motta, L. Da Silva Peres, C. David, Q. David, G.S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, S. De, P. Debbins, I. De Bonis, M.P. Decowski, A. De Gouvea, P.C. De Holanda, I.L. De Icaza Astiz, A. Deisting, P. De Jong, A. Delbart, D. Delepine, M. Delgado, A. Dell'Acqua, N. Delmonte, P. De Lurgio, J.R.T. de Mello Neto, D.M. Demuth, S. Dennis, C. Densham, G.W. Deptuch, A. De Roeck, V. De Romeri, G. De Souza, R. Devi, R. Dharmapalan, M. Dias, F. Diaz, J.S. Diaz, S.D. Domizio, L.D. Giulio, P. Ding, L.D. Noto, G. Dirkx, C. Distefano, R. Diurba, M. Diwan, Z. Djurcic, D. Doering, S. Dolan, F. Dolek, M. Dolinski, L. Domine, Y. Donon, D. Douglas, D. Douillet, A. Dragone, G. Drake, F. Drielsma, L. Duarte, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, B. Dutta, H. Duyang, O. Dvornikov, D. Dwyer, A. Dyshkant, M. Eads, A. Earle, D. Edmunds, J. Eisch, L. Emberger, S. Emery, P. Englezos, A. Ereditato, T. Erjavec, C. Escobar, G. Eurin, J.J. Evans, E. Ewart, A.C. Ezeribe, K. Fahey, A. Falcone, M. Fani', C. Farnese, Y. Farzan, D. Fedoseev, J. Felix, Y. Feng, E. Fernandez-Martinez, P.F. Menendez, M.F. Morales, F. Ferraro, L. Fields, P. Filip, F. Filthaut, M. Fiorini, V. Fischer, R.S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, S. Fogarty, W. Foreman, J. Fowler, W. Fox, J. Franc, K. Francis, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, A. Friedland, F.F. Robayo, S. Fuess, I.K. Furic, K. Furman, A.P. Furmanski, A. Gabrielli, A. Gago, H. Gallagher, A. Gallas, A. Gallego-Ros, N. Gallice, V. Galymov, E. Gamberini, T. Gamble, F. Ganacim, R. Gandhi, R. Gandrajula, F. Gao, S. Gao, D. Garcia-Gamez, M.A. Garcia-Peris, S. Gardiner, D. Gastler, J. Gauvreau, G. Ge, N. Geffroy, B. Gelli, A. Gendotti, S. Gent, Z. Ghorbani-Moghaddam, P. Giammaria, T. Giammaria, N. Giangiacomi, D. Gibin, I. Gil-Botella, S. Gilligan, C. Girerd, A.K. Giri, D. Gnani, O. Gogota, M. Gold, S. Gollapinni, K. Gollwitzer, R.A. Gomes, L.V.G. Bermeo, L.S.G. Fajardo, F. Gonnella, D. Gonzalez-Diaz, M. Gonzalez-Lopez, M.C. Goodman, O. Goodwin, S. Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, C. Grace, R. Gran, E. Granados, P. Granger, A. Grant, C. Grant, D. Gratieri, P. Green, L. Greenler, J. Greer, J. Grenard, W.C. Griffith, M. Groh, J. Grudzinski, K. Grzelak, W. Gu, E. Guardincerri, V. Guarino, M. Guarise, R. Guenette, E. Guerard, M. Guerzoni, D. Guffanti, A. Guglielmi, B. Guo, A. Gupta, V. Gupta, K.K. Guthikonda, R. Gutierrez, P. Guzowski, M.M. Guzzo, S. Gwon, C. Ha, K. Haaf, A. Habig, H. Hadavand, R. Haenni, A. Hahn, J. Haiston, P. Hamacher-Baumann, T. Hamernik, P. Hamilton, J. Han, D.A. Harris, J. Hartnell, T. Hartnett, J. Harton, T. Hasegawa, C. Hasnip, R. Hatcher, K.W. Hatfield, A. Hatzikoutelis, C. Hayes, K. Hayrapetyan, J. Hays, E. Hazen, M. He, A. Heavey, K.M. Heeger, J. Heise, S. Henry, M.A.H. Morquecho, K. Herner, J. Hewes, C. Hilgenberg, T. Hill, S.J. Hillier, A. Himmel, E. Hinkle, L.R. Hirsch, J. Ho, J. Hoff, A. Holin, E. Hoppe, G.A. Horton-Smith, M. Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, J. Hoyos, I. Hristova, M.S. Hronek, J. Huang, Z. Hulcher, G. Iles, N. Ilic, A.M. Iliescu, R. Illingworth, G. Ingratta, A. Ioannisian, B. Irwin, L. Isenhower, R. Itay, C.M. Jackson, V. Jain, E. James, W. Jang, B. Jargowsky, F. Jediny, D. Jena, Y.S. Jeong, C. Jesus-Valls, X. Ji, L. Jiang, S. Jimenez, A. Jipa, R. Johnson, W. Johnson, N. Johnston, B. Jones, S. Jones, M. Judah, C.K. Jung, T. Junk, Y. Jwa, M. Kabirnezhad, A. Kaboth, I. Kadenko, I. Kakorin, A. Kalitkina, D. Kalra, F. Kamiya, N. Kaneshige, D.M. Kaplan, G. Karagiorgi, G. Karaman, A. Karcher, M. Karolak, Y. Karyotakis, S. Kasai, S.P. Kasetti, L. Kashur, N. Kazaryan, E. Kearns, P. Keener, K.J. Kelly, E. Kemp, O. Kemularia, W. Ketchum, S.H. Kettell, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, A. Khvedelidze, D. Kim, B. King, B. Kirby, M. Kirby, J. Klein, A. Klustova, T. Kobilarcik, K. Koehler, L.W. Koerner, D.H. Koh, S. Kohn, P.P. Koller, L. Kolupaeva, D. Korablev, M. Kordosky, T. Kosc, U. Kose, V.A. Kostelecky, K. Kothekar, R. Kralik, L. Kreczko, F. Krennrich, I. Kreslo, W. Kropp, T. Kroupova, S. Kubota, Y. Kudenko, V.A. Kudryavtsev, S. Kulagin, J. Kumar, P. Kumar, P. Kunze, N. Kurita, C. Kuruppu, V. Kus, T. Kutter, J. Kvasnicka, D. Kwak, A. Lambert, B. Land, C.E. Lane, K. Lang, T. Langford, M. Langstaff, J. Larkin, P. Lasorak, D. Last, A. Laundrie, G. Laurenti, A. Lawrence, I. Lazanu, R. Lazur, M. Lazzaroni, T. Le, S. Leardini, J. Learned, P. Lebrun, T. Lecompte, C. Lee, S.Y. Lee, G.L. Miotto, R. Lehnert, M.A.L. de Oliveira, M. Leitner, L.M. Lepin, S.W. Li, Y. Li, H. Liao, C.S. Lin, Q. Lin, S. Lin, R.A. Lineros, J. Ling, A. Lister, B.R. Littlejohn, J. Liu, Y. Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. Lokajicek, I. Lomidze, K. Long, T. Lord, J.M. Losecco, W.C. Louis, X.-. Lu, K.B. Luk, B. Lunday, X. Luo, E. Luppi, T. Lux, V.P. Luzio, J. Maalmi, D. Macfarlane, A.A. Machado, P. Machado, C.T. Macias, J.R. Macier, A. Maddalena, A. Madera, P. Madigan, S. Magill, K. Mahn, A. Maio, A. Major, J.A. Maloney, G. Mandrioli, R.C. Mandujano, J. Maneira, L. Manenti, S. Manly, A. Mann, K. Manolopoulos, M.M. Plata, V.N. Manyam, L. Manzanillas, M. Marchan, A. Marchionni, W. Marciano, D. Marfatia, C. Mariani, J. Maricic, R. Marie, F. Marinho, A.D. Marino, D. Marsden, M. Marshak, C. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martin-Albo, N. Martinez, D.A.M. Caicedo, P.M. Mirave, S. Martynenko, V. Mascagna, K. Mason, A. Mastbaum, F. Matichard, S. Matsuno, J. Matthews, C. Mauger, N. Mauri, K. Mavrokoridis, I. Mawby, R. Mazza, A. Mazzacane, E. Mazzucato, T. Mcaskill, E. Mccluskey, N. Mcconkey, K.S. Mcfarland, C. Mcgrew, A. Mcnab, A. Mefodiev, P. Mehta, P. Melas, O. Mena, H. Mendez, P. Mendez, D.P. Mendez, A. Menegolli, G. Meng, M.D. Messier, W. Metcalf, T. Mettler, M. Mewes, H. Meyer, T. Miao, G. Michna, T. Miedema, V. Mikola, R. Milincic, G. Miller, W. Miller, J. Mills, O. Mineev, A. Minotti, O.G. Miranda, S. Miryala, C.S. Mishra, S.R. Mishra, A. Mislivec, M. Mitchell, D. Mladenov, I. Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, R. Mohanta, T.A. Mohayai, N. Mokhov, J. Molina, L.M. Bueno, E. Montagna, A. Montanari, C. Montanari, D. Montanari, L.M.M. Zetina, S.H. Moon, M. Mooney, A.F. Moor, D. Moreno, D. Moretti, C. Morris, C. Mossey, M. Mote, E. Motuk, C.A. Moura, J. Mousseau, G. Mouster, W. Mu, L. Mualem, J. Mueller, M. Muether, S. Mufson, F. Muheim, A. Muir, M. Mulhearn, D. Munford, H. Muramatsu, S. Murphy, J. Musser, J. Nachtman, S. Nagu, M. Nalbandyan, R. Nandakumar, D. Naples, S. Narita, A. Nath, A. Navrer-Agasson, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, K. Negishi, J.K. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. Newbold, M. Newcomer, H. Newton, R. Nichol, F. Nicolas-Arnaldos, A. Nikolica, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, A. Norrick, R. Northrop, P. Novella, J.A. Nowak, M. Oberling, J. Ochoa-Ricoux, A. Olivier, A. Olshevskiy, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, L. Pagani, G. Palacio, O. Palamara, S. Palestini, J.M. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, W.P. Vazquez, E. Pantic, V. Paolone, V. Papadimitriou, R. Papaleo, A. Papanestis, S. Paramesvaran, S. Parke, E. Parozzi, Z. Parsa, M. Parvu, S. Pascoli, L. Pasqualini, J. Pasternak, J. Pater, C. Patrick, L. Patrizii, R.B. Patterson, S.J. Patton, T. Patzak, A. Paudel, B. Paulos, L. Paulucci, Z. Pavlovic, G. Pawloski, D. Payne, V. Pec, S.J.M. Peeters, A.P. Perez, E. Pennacchio, A. Penzo, O.L.G. Peres, J. Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, V. Pia, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, V.L. Pimentel, G. Pinaroli, K. Plows, R. Plunkett, R. Poling, F. Pompa, X. Pons, N. Poonthottathil, F. Poppi, S. Pordes, J. Porter, M. Potekhin, R. Potenza, B.V.K.S. Potukuchi, J. Pozimski, M. Pozzato, S. Prakash, T. Prakash, M. Prest, S. Prince, F. Psihas, D. Pugnere, X. Qian, J.L. Raaf, V. Radeka, J. Rademacker, B. Radics, A. Rafique, E. Raguzin, M. Rai, M. Rajaoalisoa, I. Rakhno, A. Rakotonandrasana, L. Rakotondravohitra, R. Rameika, M.A.R. Delgado, B. Ramson, A. Rappoldi, G. Raselli, P. Ratoff, S. Raut, R.F. Razakamiandra, E.M. Rea, J.S. Real, B. Rebel, R. Rechenmacher, M. Reggiani-Guzzo, J. Reichenbacher, S.D. Reitzner, H.R. Sfar, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, M. Ribas, S. Riboldi, C. Riccio, G. Riccobene, L.C.J. Rice, J.S. Ricol, A. Rigamonti, Y. Rigaut, E.V. Rincon, H. Ritchie-Yates, D. Rivera, A. Robert, L. Rochester, M. Roda, P. Rodrigues, M.J.R. Alonso, E.R. Bonilla, J.R. Rondon, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rosenberg, P. Rosier, B. Roskovec, M. Rossella, M. Rossi, J. Rout, P. Roy, A. Rubbia, C. Rubbia, B. Russell, D. Ruterbories, A. Rybnikov, A. Saa-Hernandez, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, N. Sahu, K. Sakashita, P. Sala, N. Samios, O. Samoylov, M.C. Sanchez, V. Sandberg, D.A. Sanders, D. Sankey, S. Santana, M. Santos-Maldonado, N. Saoulidou, P. Sapienza, C. Sarasty, I. Sarcevic, G. Savage, V. Savinov, A. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, T. Schefke, H. Schellman, S. Schifano, P. Schlabach, D. Schmitz, A.W. Schneider, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, A. Selyunin, C.R. Senise, J. Sensenig, A. Sergi, D. Sgalaberna, M.H. Shaevitz, S. Shafaq, F. Shaker, M. Shamma, R. Sharankova, H.R. Sharma, R. Sharma, R.K. Sharma, T. Shaw, K. Shchablo, C. Shepherd-Themistocleous, A. Sheshukov, S. Shin, I. Shoemaker, D. Shooltz, R. Shrock, H. Siegel, L. Simard, J. Sinclair, G. Sinev, J. Singh, J. Singh, L. Singh, P. Singh, V. Singh, R. Sipos, F.W. Sippach, G. Sirri, A. Sitraka, K. Siyeon, K. Skarpaas, A. Smith, E. Smith, P. Smith, J. Smolik, M. Smy, E. Snider, P. Snopok, D. Snowden-Ifft, M.S. Nunes, H. Sobel, M. Soderberg, S. Sokolov, C.J.S. Salinas, S. Soldner-Rembold, S.R. Soleti, N. Solomey, V. Solovov, W.E. Sondheim, M. Sorel, A. Sotnikov, J. Soto-Oton, F.A.S. Ugaldi, A. Sousa, K. Soustruznik, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, M. Stancari, L. Stanco, C. Stanford, R. Stein, H.M. Steiner, A.F.S. Lisboa, J. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, T. Stokes, M. Strait, T. Strauss, L. Strigari, A. Stuart, J.G. Suarez, J.M.S. Suncion, H. Sullivan, D. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C.M. Sutera, R. Svoboda, B. Szczerbinska, A.M. Szelc, H. Tanaka, S. Tang, A. Tapia, B.T. Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tarpara, N. Tata, E. Tatar, R. Tayloe, A.M. Teklu, P. Tennessen, M. Tenti, K. Terao, C.A. Ternes, F. Terranova, G. Testera, T. Thakore, A. Thea, J.L. Thompson, C. Thorn, S.C. Timm, V. Tishchenko, L. Tomassetti, A. Tonazzo, D. Torbunov, M. Torti, M. Tortola, F. Tortorici, N. Tosi, D. Totani, M. Toups, C. Touramanis, R. Travaglini, J. Trevor, S. Trilov, W.H. Trzaska, Y. Tsai, Y.-. Tsai, Z. Tsamalaidze, K.V. Tsang, N. Tsverava, S. Tufanli, C. Tull, E. Tyley, M. Tzanov, L. Uboldi, M.A. Uchida, J. Urheim, T. Usher, S. Uzunyan, M.R. Vagins, P. Vahle, S. Valder, G.D.A. Valdiviesso, E. Valencia, R. Valentim, Z. Vallari, E. Vallazza, J.W.F. Valle, S. Vallecorsa, R.V. Berg, R.G.V. de Water, D.V. Forero, D. Vannerom, F. Varanini, D.V. Oliva, G. Varner, J. Vasel, S. Vasina, G. Vasseur, N. Vaughan, K. Vaziri, S. Ventura, A. Verdugo, S. Vergani, M.A. Vermeulen, M. Verzocchi, M. Vicenzi, H.V. de Souza, C. Vignoli, C. Vilela, B. Viren, T. Vrba, T. Wachala, A.V. Waldron, M. Wallbank, C. Wallis, H. Wang, J. Wang, L. Wang, M.H.L.S. Wang, X. Wang, Y. Wang, Y. Wang, K. Warburton, D. Warner, M.O. Wascko, D. Waters, A. Watson, K. Wawrowska, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, A. White, L.H. Whitehead, D. Whittington, M.J. Wilking, A. Wilkinson, C. Wilkinson, Z. Williams, F. Wilson, R.J. Wilson, W. Wisniewski, J. Wolcott, T. Wongjirad, A. Wood, K. Wood, E. Worcester, M. Worcester, K. Wresilo, C. Wret, W. Wu, W. Wu, Y. Xiao, F. Xie, B. Yaeggy, E. Yandel, G. Yang, K. Yang, T. Yang, A. Yankelevich, N. Yershov, K. Yonehara, Y.S. Yoon, T. Young, B. Yu, H. Yu, H. Yu, J. Yu, Y. Yu, W. Yuan, R. Zaki, J. Zalesak, L. Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G.P. Zeller, J. Zennamo, K. Zeug, C. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, M. Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, E.D. Zimmerman, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi, R. Zwaska. - In: THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6044. - 82:7(2022 Jul 16), pp. 618.1-618.29. [10.1140/epjc/s10052-022-10549-w]

Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC

F. Ferraro;N. Gallice;M. Lazzaroni;S. Riboldi;
2022

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 x 6 x 6 m(3) 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 7m 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.
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
s10052-022-10549-w.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 4.73 MB
Formato Adobe PDF
4.73 MB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

Caricamento pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/944912
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? 0
  • Scopus 1
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 1
social impact