The Triggerless Data Acquisition System of the XENONnT Experiment
E. Aprile
,
J. Aalbers
,
K. Abe
,
F. Agostini
,
S. Ahmed Maouloud
(1)
,
L. Althueser
,
B. Andrieu
(1)
,
E. Angelino
,
J.R. Angevaare
,
V.C. Antochi
,
D. Antón Martin
,
F. Arneodo
,
L. Baudis
,
A.L. Baxter
,
L. Bellagamba
,
R. Biondi
,
A. Bismark
,
E.J. Brookes
,
A. Brown
,
S. Bruenner
,
G. Bruno
(2)
,
R. Budnik
,
T.K. Bui
,
C. Cai
,
J.M.R. Cardoso
,
D. Cichon
,
A.P. Cimental Chavez
,
D. Coderre
,
A.P. Colijn
,
J. Conrad
,
J.J. Cuenca-García
,
J.P. Cussonneau
(2)
,
V. d'Andrea
,
M.P. Decowski
,
P. Di Gangi
,
S. Di Pede
,
S. Diglio
(2)
,
K. Eitel
,
A. Elykov
,
S. Farrell
,
A.D. Ferella
,
C. Ferrari
,
H. Fischer
,
M. Flierman
,
W. Fulgione
,
C. Fuselli
,
P. Gaemers
,
R. Gaior
(1)
,
A. Gallo Rosso
,
M. Galloway
,
F. Gao
,
R. Glade-Beucke
,
L. Grandi
,
J. Grigat
,
M. Guida
,
R. Hammann
,
A. Higuera
,
C. Hils
,
L. Hoetzsch
,
N.F. Hood
,
J. Howlett
,
M. Iacovacci
,
Y. Itow
,
J. Jakob
,
F. Joerg
,
A. Joy
,
N. Kato
,
M. Kara
,
P. Kavrigin
,
S. Kazama
,
M. Kobayashi
,
G. Koltman
,
A. Kopec
,
F. Kuger
,
H. Landsman
,
R.F. Lang
,
L. Levinson
,
I. Li
,
S. Li
,
S. Liang
,
S. Lindemann
,
M. Lindner
,
K. Liu
,
J. Loizeau
(2)
,
F. Lombardi
,
J. Long
,
J.A.M. Lopes
,
Y. Ma
,
C. Macolino
,
J. Mahlstedt
,
A. Mancuso
,
L. Manenti
,
F. Marignetti
,
T. Marrodán Undagoitia
,
K. Martens
,
J. Masbou
(2)
,
D. Masson
,
E. Masson
(1)
,
S. Mastroianni
,
M. Messina
,
K. Miuchi
,
K. Mizukoshi
,
A. Molinario
,
S. Moriyama
,
K. Morå
,
Y. Mosbacher
,
M. Murra
,
J. Müller
,
K. Ni
,
U. Oberlack
,
B. Paetsch
,
J. Palacio
,
R. Peres
,
C. Peters
,
J. Pienaar
,
M. Pierre
(2)
,
V. Pizzella
,
G. Plante
,
J. Qi
,
J. Qin
,
D. Ramírez García
,
A. Rocchetti
,
L. Sanchez
,
P. Sanchez-Lucas
,
J.M.F. dos Santos
,
I. Sarnoff
,
G. Sartorelli
,
J. Schreiner
,
D. Schulte
,
P. Schulte
,
H. Schulze Eißing
,
M. Schumann
,
L. Scotto Lavina
(1)
,
M. Selvi
,
F. Semeria
,
P. Shagin
,
S. Shi
,
E. Shockley
,
M. Silva
,
H. Simgen
,
A. Takeda
,
P.-L. Tan
,
A. Terliuk
,
D. Thers
(2)
,
F. Toschi
,
G. Trinchero
,
C. Tunnell
,
F. Tönnies
,
K. Valerius
,
G. Volta
,
C. Weinheimer
,
M. Weiss
,
D. Wenz
,
C. Wittweg
,
T. Wolf
,
D. Xu
,
Z. Xu
,
M. Yamashita
,
L. Yang
,
J. Ye
,
L. Yuan
,
G. Zavattini
,
S. Zerbo
,
M. Zhong
,
T. Zhu.
E. Aprile
- Fonction : Auteur
J. Aalbers
- Fonction : Auteur
K. Abe
- Fonction : Auteur
F. Agostini
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L. Althueser
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E. Angelino
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J.R. Angevaare
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V.C. Antochi
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D. Antón Martin
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F. Arneodo
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L. Baudis
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A.L. Baxter
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L. Bellagamba
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R. Biondi
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A. Bismark
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E.J. Brookes
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A. Brown
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S. Bruenner
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R. Budnik
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T.K. Bui
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C. Cai
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J.M.R. Cardoso
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D. Cichon
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A.P. Cimental Chavez
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D. Coderre
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A.P. Colijn
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J. Conrad
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J.J. Cuenca-García
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V. d'Andrea
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M.P. Decowski
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P. Di Gangi
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S. Di Pede
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K. Eitel
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A. Elykov
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S. Farrell
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A.D. Ferella
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C. Ferrari
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H. Fischer
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M. Flierman
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W. Fulgione
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C. Fuselli
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P. Gaemers
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A. Gallo Rosso
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M. Galloway
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F. Gao
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R. Glade-Beucke
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L. Grandi
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J. Grigat
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M. Guida
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C. Hils
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L. Hoetzsch
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N.F. Hood
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J. Howlett
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M. Iacovacci
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J. Jakob
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F. Joerg
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A. Joy
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H. Landsman
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R.F. Lang
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L. Levinson
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S. Li
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S. Liang
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S. Lindemann
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M. Lindner
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K. Liu
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F. Lombardi
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J. Long
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J.A.M. Lopes
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C. Macolino
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J. Mahlstedt
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L. Manenti
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F. Marignetti
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T. Marrodán Undagoitia
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K. Martens
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D. Masson
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S. Mastroianni
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M. Messina
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K. Miuchi
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K. Mizukoshi
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A. Molinario
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S. Moriyama
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K. Morå
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Y. Mosbacher
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M. Murra
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J. Müller
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K. Ni
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U. Oberlack
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B. Paetsch
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J. Palacio
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R. Peres
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J. Pienaar
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V. Pizzella
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G. Plante
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J. Qi
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L. Yang
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J. Ye
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L. Yuan
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G. Zavattini
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S. Zerbo
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M. Zhong
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T. Zhu.
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Résumé
The XENONnT detector uses the latest and largest liquid xenon-based time projection chamber (TPC) operated by the XENON Collaboration, aimed at detecting Weakly Interacting Massive Particles and conducting other rare event searches. The XENONnT data acquisition (DAQ) system constitutes an upgraded and expanded version of the XENON1T DAQ system. For its operation, it relies predominantly on commercially available hardware accompanied by open-source and custom-developed software. The three constituent subsystems of the XENONnT detector, the TPC (main detector), muon veto, and the newly introduced neutron veto, are integrated into a single DAQ, and can be operated both independently and as a unified system. In total, the DAQ digitizes the signals of 698 photomultiplier tubes (PMTs), of which 253 from the top PMT array of the TPC are digitized twice, at $\times10$ and $\times0.5$ gain. The DAQ for the most part is a triggerless system, reading out and storing every signal that exceeds the digitization thresholds. Custom-developed software is used to process the acquired data, making it available within $\mathcal{O}\left(10\text{ s}\right)$ for live data quality monitoring and online analyses. The entire system with all the three subsystems was successfully commissioned and has been operating continuously, comfortably withstanding readout rates that exceed $\sim500$ MB/s during calibration. Livetime during normal operation exceeds $99\%$ and is $\sim90\%$ during most high-rate calibrations. The combined DAQ system has collected more than 2 PB of both calibration and science data during the commissioning of XENONnT and the first science run.
Domaines
Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det] Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]Format du dépôt | Notice |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Titre |
en
The Triggerless Data Acquisition System of the XENONnT Experiment
|
Résumé |
en
The XENONnT detector uses the latest and largest liquid xenon-based time projection chamber (TPC) operated by the XENON Collaboration, aimed at detecting Weakly Interacting Massive Particles and conducting other rare event searches. The XENONnT data acquisition (DAQ) system constitutes an upgraded and expanded version of the XENON1T DAQ system. For its operation, it relies predominantly on commercially available hardware accompanied by open-source and custom-developed software. The three constituent subsystems of the XENONnT detector, the TPC (main detector), muon veto, and the newly introduced neutron veto, are integrated into a single DAQ, and can be operated both independently and as a unified system. In total, the DAQ digitizes the signals of 698 photomultiplier tubes (PMTs), of which 253 from the top PMT array of the TPC are digitized twice, at $\times10$ and $\times0.5$ gain. The DAQ for the most part is a triggerless system, reading out and storing every signal that exceeds the digitization thresholds. Custom-developed software is used to process the acquired data, making it available within $\mathcal{O}\left(10\text{ s}\right)$ for live data quality monitoring and online analyses. The entire system with all the three subsystems was successfully commissioned and has been operating continuously, comfortably withstanding readout rates that exceed $\sim500$ MB/s during calibration. Livetime during normal operation exceeds $99\%$ and is $\sim90\%$ during most high-rate calibrations. The combined DAQ system has collected more than 2 PB of both calibration and science data during the commissioning of XENONnT and the first science run.
|
Auteur(s) |
E. Aprile
, J. Aalbers
, K. Abe
, F. Agostini
, S. Ahmed Maouloud
1
, L. Althueser
, B. Andrieu
1
, E. Angelino
, J.R. Angevaare
, V.C. Antochi
, D. Antón Martin
, F. Arneodo
, L. Baudis
, A.L. Baxter
, L. Bellagamba
, R. Biondi
, A. Bismark
, E.J. Brookes
, A. Brown
, S. Bruenner
, G. Bruno
2
, R. Budnik
, T.K. Bui
, C. Cai
, J.M.R. Cardoso
, D. Cichon
, A.P. Cimental Chavez
, D. Coderre
, A.P. Colijn
, J. Conrad
, J.J. Cuenca-García
, J.P. Cussonneau
2
, V. d'Andrea
, M.P. Decowski
, P. Di Gangi
, S. Di Pede
, S. Diglio
2
, K. Eitel
, A. Elykov
, S. Farrell
, A.D. Ferella
, C. Ferrari
, H. Fischer
, M. Flierman
, W. Fulgione
, C. Fuselli
, P. Gaemers
, R. Gaior
1
, A. Gallo Rosso
, M. Galloway
, F. Gao
, R. Glade-Beucke
, L. Grandi
, J. Grigat
, M. Guida
, R. Hammann
, A. Higuera
, C. Hils
, L. Hoetzsch
, N.F. Hood
, J. Howlett
, M. Iacovacci
, Y. Itow
, J. Jakob
, F. Joerg
, A. Joy
, N. Kato
, M. Kara
, P. Kavrigin
, S. Kazama
, M. Kobayashi
, G. Koltman
, A. Kopec
, F. Kuger
, H. Landsman
, R.F. Lang
, L. Levinson
, I. Li
, S. Li
, S. Liang
, S. Lindemann
, M. Lindner
, K. Liu
, J. Loizeau
2
, F. Lombardi
, J. Long
, J.A.M. Lopes
, Y. Ma
, C. Macolino
, J. Mahlstedt
, A. Mancuso
, L. Manenti
, F. Marignetti
, T. Marrodán Undagoitia
, K. Martens
, J. Masbou
2
, D. Masson
, E. Masson
1
, S. Mastroianni
, M. Messina
, K. Miuchi
, K. Mizukoshi
, A. Molinario
, S. Moriyama
, K. Morå
, Y. Mosbacher
, M. Murra
, J. Müller
, K. Ni
, U. Oberlack
, B. Paetsch
, J. Palacio
, R. Peres
, C. Peters
, J. Pienaar
, M. Pierre
2
, V. Pizzella
, G. Plante
, J. Qi
, J. Qin
, D. Ramírez García
, A. Rocchetti
, L. Sanchez
, P. Sanchez-Lucas
, J.M.F. dos Santos
, I. Sarnoff
, G. Sartorelli
, J. Schreiner
, D. Schulte
, P. Schulte
, H. Schulze Eißing
, M. Schumann
, L. Scotto Lavina
1
, M. Selvi
, F. Semeria
, P. Shagin
, S. Shi
, E. Shockley
, M. Silva
, H. Simgen
, A. Takeda
, P.-L. Tan
, A. Terliuk
, D. Thers
2
, F. Toschi
, G. Trinchero
, C. Tunnell
, F. Tönnies
, K. Valerius
, G. Volta
, C. Weinheimer
, M. Weiss
, D. Wenz
, C. Wittweg
, T. Wolf
, D. Xu
, Z. Xu
, M. Yamashita
, L. Yang
, J. Ye
, L. Yuan
, G. Zavattini
, S. Zerbo
, M. Zhong
, T. Zhu.
1
LPNHE (UMR_7585) -
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
( 1005074 )
- Barre 12-22, 1er étage 4 Place Jussieu 75252 Paris Cedex 05
- France
2
SUBATECH -
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées
( 1088589 )
- IMT Atlantique - Campus de Nantes - La Chantrerie - 4, rue Alfred Kastler - CS 20722 - 44307 NANTES Cedex 3
- France
|
Nom de la revue |
|
Langue du document |
Anglais
|
Volume |
18
|
Numéro |
07
|
Page/Identifiant |
P07054
|
Date de publication |
2023
|
Comité de lecture |
Oui
|
Vulgarisation |
Non
|
Audience |
Internationale
|
Domaine(s) |
|
Collaboration/Projet |
|
Mots-clés |
en
quality, monitoring, data acquisition, time projection chamber, photomultiplier, calibration, programming, muon, liquid, tube, WIMP, hardware, XENON, constituent, readout, on-line
|
arXiv Id | 2212.11032 |
DOI | 10.1088/1748-0221/18/07/P07054 |
inSPIRE HEP | 2616978 |
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