Time‐projection chambers
DOI: 10.1063/1.2916350
Since its invention only ten years ago, the time‐projection chamber has proven so useful as a particle detector that some are calling it the “bubble chamber” of the 1980s and 1990s. The enormous appeal of this new detector stems from its ability not only to reconstruct the trajectories of charged particles in three dimensions, but also to identify particles by measuring the ionization energy that they deposit along their tracks. The time‐projection chamber can make these measurements over a large solid angle and in very crowded environments where many tracks are created at the same time.
This article is only available in PDF format
References
1. Proceedings of the 1974 PEP Summer Study, publication PEP‐137, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, Calif. (1974);
Proceedings of the 1975 PEP Summer Study, publication PEP‐178, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, Calif. (December 1975).2. D. R. Nygren, Proposal to Investigate the Feasibility of a Novel Concept in Particle Detection, internal report, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, Calif. (February 1974).
3. Proposal for a PEP Facility Based on the Time Projection Chamber, Johns Hopkins University, Lawrence Berkeley Laboratory, University of California at Los Angeles, University of California at Riverside, Yale University (December 1976).
4. PEP‐4 TPC Collaboration, H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. J. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, B. Heck, H. Hilke, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. Koda, R. R. Kolfer, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, W. J. Spangler, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, H. Videau, M. Wayne, W. A. Wenzel, R. F. vanDaalen Wetters, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, IEEE Trans. Nucl. Sci. NS‐30, 67 (1983); https://doi.org/IETNAE
H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, B. Heck, H. Hilke, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Muruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, M. Urban, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, H. Videau, M. Wayne, W. A. Wenzel, R. F. vanDaalen Wetters, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, IEEE Trans. Nucl. Sci. NS‐30, 117 (1983); https://doi.org/IETNAE
H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, K. A. Derby, P. Delpierre, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabiond, J. W. Gary, W. Gorn, B. Heck, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, H.‐J. Hilke, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Mielnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, M. Urban, H. Videau, M. Wayne, W. A. Wensel, R. F. vanDaalen Wetters, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, IEEE Trans. Nucl. Sci. NS‐30, 153 (1983); https://doi.org/IETNAE
W. Gorn, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. Lindsey, B. C. Shen, G. J. Van Dalen, M. T. Ronan, IEEE Trans. Nucl. Sci. NS‐26, 68 (1979); https://doi.org/IETNAE
H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fuji, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, B. Heck, H. J. Hilke, W. Hofmann, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, G. W. London, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, M. Urban, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, H. Videau, M. Wayne, W. A. Wenzel, R. F. van Daalen Wetters, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, Nucl. Instrum. Methods 217, 259 (1983);
A. Barbaro‐Galtieri, W. Carithers, C. Day, K. J. Johnson, W. A. Wenzel, H. Videau, Nucl. Instrum. Methods 213, 223 (1983);
J. A. Bakken, PhD thesis, Johns Hopkins University (1983);
D. H. Badtke, J. A. Bakken, B. A. Barnett, B. J. Blumenfeld, C. Y. Chien, L. Madansky, J. A. J. Matthews, A. Pevsner, W. J. Spangler, K. L. Lee, M. Nakamura, S. R. Olson, Nucl. Instrum. Methods 188, 497 (1981);
see also reference 5 for time projection chamber references.5. The PEP‐4 TPC Collaboration, H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, B. Heck, H. J. Hilke, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethyl, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, M. Urban, G. J. Van Dalen., R. van Tyen, H. Videau, M. Wayne, W. A. Wenzel, R. F. van Daalen Wetters, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, IEEE Trans. Nucl. Sci. NS‐30, 63, 76 (1983); https://doi.org/IETNAE
N. J. Hadley, PhD thesis, Lawrence Berkeley Laboratory publication number 16116 (1983);
R. Z. Fuzesy, N. J. Hadley, P. R. Robrish, Lawrence Berkeley Laboratory publication number 16808 (1983).6. Proposal for a PEP Forward Detector Facility, University of California at Davis, San Diego and Santa Barbara (December 1976).
7. H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badtke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. J. Blumenfeld, A. Bross, C. D. Buchanan, W. C. Carithers, O. Chamberlain, C.‐Q. Chen, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, W.‐X. Gu, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, H. J. Hilke, W. Hofmann, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Kerth, R. I. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, G. London, S. C. Loken, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin3, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. J. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, R. R. Sauerwein, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, M. Urban, R. F. van Daalen Wetters, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, H. Videau, M. R. Wayne, W. A. Wenzel, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, Phys. Rev. Lett. 52, 168 (1984); https://doi.org/PRLTAO
H. Aihara, M. Alston‐Garnjost, D. H. Badke, J. A. Bakken, A. Barbaro‐Galtieri, A. V. Barnes, B. A. Barnett, B. J. Blumenfeld, A. D. Bross, C. D. Bu chanan, O. Chamberlain, C. Chen, J. Chiba, C.‐Y. Chien, A. R. Clark, O. I. Dahl, C. T. Day, P. Delpierre, K. A. Derby, P. H. Eberhard, D. L. Fancher, H. Fujii, T. Fujii, B. Gabioud, J. W. Gary, W. Gorn, W. Gu, N. J. Hadley, J. M. Hauptman, H. J. Hilke, W. Hofmann, J. E. Huth, J. Hylen, H. Iwasaki, T. Kamae, R. W. Kenney, L. T. Keith, R. I. Koda, R. R. Kofler, K. K. Kwong, J. G. Layter, C. S. Lindsey, S. C. Loken, G. W. London, X.‐Q. Lu, G. R. Lynch, L. Madansky, R. J. Madaras, R. Majka, J. Mallet, P. S. Martin, K. Maruyama, J. N. Marx, J. A. Matthews, S. O. Melnikoff, W. Moses, P. Nemethy, D. R. Nygren, P. J. Oddone, D. A. Park, A. Pevsner, M. Pripstein, P. R. Robrish, M. T. Ronan, R. R. Ross, F. R. Rouse, R. R. Sauerwein, G. Shapiro, M. D. Shapiro, B. C. Shen, W. E. Slater, M. L. Stevenson, D. H. Stork, H. K. Ticho, N. Toge, M. Urban, R. F. van Daalen Wetters, G. J. Van Dalen, R. van Tyen, H. Videau, M. R. Wayne, W. A. Wenzel, H. A. Yamamoto, M. Yamauchi, M. E. Zeller, W.‐M. Zhang, Phys. Rev. Lett. 52, 577 (1984); https://doi.org/PRLTAO
Lawrence Berkeley Laboratory preprint numbers 17545, 17551, 17616, 17705 (1984), all submitted to Phys. Rev. Lett.8. P. Nemethy, P. J. Oddone, N. Toge, A. Ishibashi, Nucl. Instrum. Methods 212, 273 (1983).
9. Studies of Electrostatic Distortions with a Small Time Projection Chamber,” H. Iwasaki, R. J. Madaras, D. R. Nygren, G. T. Przybylski, R. R. Sauerwein in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 214.
10. C. K. Hargrove, H. Mes, A. Bennett, D. A. Bryman, M. Hasinoff, J. A. MacDonald, J. M. Poutissou, T. Numao, J. Spuller, G. Azuelos, R. Poutissou, M. Blecher, K. Gotow, A. L. Carter, Nucl. Instrum. Methods 219, 461 (1984);
D. Bryman, M. Leitch, I. Navon, T. Numao, P. Schlatter, M. S. Dixit, C. K. Hargrove, H. Mes, A. Bennett, J. A. Macdonald, R. Skegg, J. Spuller, A. Burnham, M. Hasinoff, J.‐M. Poutissou, G. Azuelos, P. Depommier, J.‐P. Martin, R. Poutissou, M. Blecher, K. Gotow, A. L. Carter, The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984) page 12.11. I. Navon, M. J. Leitch, D. A. Bryman, T. Numao, P. Schlatter, G. Azuelos, R. Poutissou, R. A. Burnham, M. Hasinoff, J. M. Poutissou, J. A. Macdonald, J. E. Spuller, C. K. Hargrove, H. Mes, M. Blecher, K. Gotow, M. Moinester, H. Baer, Phys. Rev. Lett. 52, 105 (1984).https://doi.org/PRLTAO
12. T. J. Chapin, R. L. Cool, K. Goulianos, J. P. Silverman, G. R. Snow, H. Sticker, S. N. White, Y.‐H. Chou, Nucl. Instrum. Methods 197, 305 (1982);
K. Goulianos in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984) page 64.13. K. Goulianos in Proceedings of the XVIIIth Rencontre de Moriond, Vol. 1, Editions Frontieres, Gif Sur Ivette, France (1983), page 537.
14. W. W. Kinnison in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 21;
R. J. McKee, page 242.15. TOPAZ Collaboration, TRISTAN Proposal to Study e+e− Annihilation Phenomena by a Detector with Particle Identification, TRISTAN publication number EXP‐002, National Laboratory for High‐Energy Physics (KEK), Ibaraki‐ken, Japan (January 1983).
16. DELPHI Collaboration, technical proposal, number CERN/LEPC/83‐3, CERN, Geneva (May 1983).
17. ALEPH Collaboration, technical report, number CERN/LEPC/83‐2, CERN, Geneva (May 1983).
18. S. Benso, G. Darbo, L. Rossi, M. Sannino, E. Spinolo, E. Torcello, L. Traspedeni, S. Vitale in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 123.
19. M. K. Moe, A. A. Hahn, H. E. Brown in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 37.
20. E. Bellotti, O. Cremonesi, E. Fiorini, C. Liguori, S. Ragazzi, L. Rossi, L. Traspedini, L. Zanotti in The Time Projection Chamber, AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 42;
A. Forster, H. Kwon, F. Boehm, H. Henrikson, page 56.21. P. J. Doe, H. J. Mahler, H. H. Chen in AIP Conf. Proc. no. 108, American Institute of Physics, New York (1984), page 84.
22. P. Oddone in Proceedings of the 1982 Summer Workshop on Proton Decay Experiments, publication number ANLHEP‐PR‐82‐24, Argonne National Laboratory, Argonne, Ill. (1982), page 256.
More about the Authors
Ronald J. Madaras. Lawrence Berkeley Laboratory.
Piermaria J. Oddone. LBL.
