Design of a high voltage delivery system for noble liquid time projection chambers

Fuente: arXiv
Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Saldanha, R., Pagani, L., Angelico, E., Bernard, E. P., Chana, B., Delaquis, S., DeVoe, R., Elbeltagi, M., Ferrara, S., Goeldi, D., Gornea, R., Odian, A., Ortega, G. S., Overman, C. T., Placzek, L., Rowson, P. C., Skarpaas, K., Spadoni, F., Acharya, P., Amy, A., Anker, A., Arnquist, I. J., Atencio, A., Bane, J., Belov, V., Bhatta, T., Bolotnikov, A., Breslin, J., Breur, P. A., Brown, E., Brunner, T., Burnell, B., Cao, E. Caden G. F., Cao, L. Q., Cesmecioglu, D., Chernyak, D., Chiu, M., Collister, R., Marquis, M., Daniels, T., Darroch, L., di Vacri, M. L., Ding, Y. Y., Dolinski, M. J., Eckert, B., Emara, A., Fatemighomi, N., Fairbank, W., Foust, B., Gallacher, D., Gallice, N., Gaur, A., Gillis, W., Girard, F., Gratta, G., Hardy, C. A., Hedges, S., Hein, E., Holt, J. D., Iverson, A., Jiang, X. S., Karelin, A., Keblbeck, D., Kuchenkov, A., Kumar, K. S., Larson, A., Latif, M. B., Lavoie, S., Leach, K. G., Lenardo, B. G., Leung, K. K. H., Lewis, H., Li, G., Li, X., Li, Z., Licciardi, C., Lindsay, R., MacLellan, R., Majidi, S., Masbou, J., Medina-Peregrina, M., Mngonyama, S., Mong, B., Moore, D. C., Ni, K., Nitu, I., Nolan, A., Nowicki, S. C., Ondze, J. C. Nzobadila, Orrell, J. L., Pena-Perez, A., Smalley, H. Peltz, Piepke, A., Pocar, A., Raguzin, E., Rai, R., Rasiwala, H., Ray, D., Rescia, S., Retiere, F., Richardson, G., Riot, V., Rocco, N., Ross, R., Sangiorgio, S., Sekula, S., Shetty, T., Si, L., Stekhanov, V., Sun, X. L., Thibado, S., Totev, T., Triambak, S., Tsang, R. H. M., Tyuka, O. A., van Bruggen, E., Vidal, M., Viel, S., Wang, Q. D., Watts, M., Wei, W., Wehrfritz, M., Wen, L. J., Wilde, S., Worcester, M., Wu, X. M., Xu, H., Yang, H. B., Yang, L., Yu, M., Zeldovich, O., Zhao, J.
Format: Preprint
Veröffentlicht: 2026
Schlagworte:
Online-Zugang:
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
_version_ 1866911472927375360
author Saldanha, R.
Pagani, L.
Angelico, E.
Bernard, E. P.
Chana, B.
Delaquis, S.
DeVoe, R.
Elbeltagi, M.
Ferrara, S.
Goeldi, D.
Gornea, R.
Odian, A.
Ortega, G. S.
Overman, C. T.
Placzek, L.
Rowson, P. C.
Skarpaas, K.
Spadoni, F.
Acharya, P.
Amy, A.
Anker, A.
Arnquist, I. J.
Atencio, A.
Bane, J.
Belov, V.
Bhatta, T.
Bolotnikov, A.
Breslin, J.
Breur, P. A.
Brown, E.
Brunner, T.
Burnell, B.
Cao, E. Caden G. F.
Cao, L. Q.
Cesmecioglu, D.
Chernyak, D.
Chiu, M.
Collister, R.
Marquis, M.
Daniels, T.
Darroch, L.
di Vacri, M. L.
Ding, Y. Y.
Dolinski, M. J.
Eckert, B.
Emara, A.
Fatemighomi, N.
Fairbank, W.
Foust, B.
Gallacher, D.
Gallice, N.
Gaur, A.
Gillis, W.
Girard, F.
Gratta, G.
Hardy, C. A.
Hedges, S.
Hein, E.
Holt, J. D.
Iverson, A.
Jiang, X. S.
Karelin, A.
Keblbeck, D.
Kuchenkov, A.
Kumar, K. S.
Larson, A.
Latif, M. B.
Lavoie, S.
Leach, K. G.
Lenardo, B. G.
Leung, K. K. H.
Lewis, H.
Li, G.
Li, X.
Li, Z.
Licciardi, C.
Lindsay, R.
MacLellan, R.
Majidi, S.
Masbou, J.
Medina-Peregrina, M.
Mngonyama, S.
Mong, B.
Moore, D. C.
Ni, K.
Nitu, I.
Nolan, A.
Nowicki, S. C.
Ondze, J. C. Nzobadila
Orrell, J. L.
Pena-Perez, A.
Smalley, H. Peltz
Piepke, A.
Pocar, A.
Raguzin, E.
Rai, R.
Rasiwala, H.
Ray, D.
Rescia, S.
Retiere, F.
Richardson, G.
Riot, V.
Rocco, N.
Ross, R.
Sangiorgio, S.
Sekula, S.
Shetty, T.
Si, L.
Stekhanov, V.
Sun, X. L.
Thibado, S.
Totev, T.
Triambak, S.
Tsang, R. H. M.
Tyuka, O. A.
van Bruggen, E.
Vidal, M.
Viel, S.
Wang, Q. D.
Watts, M.
Wei, W.
Wehrfritz, M.
Wen, L. J.
Wilde, S.
Worcester, M.
Wu, X. M.
Xu, H.
Yang, H. B.
Yang, L.
Yu, M.
Zeldovich, O.
Zhao, J.
author_facet Saldanha, R.
Pagani, L.
Angelico, E.
Bernard, E. P.
Chana, B.
Delaquis, S.
DeVoe, R.
Elbeltagi, M.
Ferrara, S.
Goeldi, D.
Gornea, R.
Odian, A.
Ortega, G. S.
Overman, C. T.
Placzek, L.
Rowson, P. C.
Skarpaas, K.
Spadoni, F.
Acharya, P.
Amy, A.
Anker, A.
Arnquist, I. J.
Atencio, A.
Bane, J.
Belov, V.
Bhatta, T.
Bolotnikov, A.
Breslin, J.
Breur, P. A.
Brown, E.
Brunner, T.
Burnell, B.
Cao, E. Caden G. F.
Cao, L. Q.
Cesmecioglu, D.
Chernyak, D.
Chiu, M.
Collister, R.
Marquis, M.
Daniels, T.
Darroch, L.
di Vacri, M. L.
Ding, Y. Y.
Dolinski, M. J.
Eckert, B.
Emara, A.
Fatemighomi, N.
Fairbank, W.
Foust, B.
Gallacher, D.
Gallice, N.
Gaur, A.
Gillis, W.
Girard, F.
Gratta, G.
Hardy, C. A.
Hedges, S.
Hein, E.
Holt, J. D.
Iverson, A.
Jiang, X. S.
Karelin, A.
Keblbeck, D.
Kuchenkov, A.
Kumar, K. S.
Larson, A.
Latif, M. B.
Lavoie, S.
Leach, K. G.
Lenardo, B. G.
Leung, K. K. H.
Lewis, H.
Li, G.
Li, X.
Li, Z.
Licciardi, C.
Lindsay, R.
MacLellan, R.
Majidi, S.
Masbou, J.
Medina-Peregrina, M.
Mngonyama, S.
Mong, B.
Moore, D. C.
Ni, K.
Nitu, I.
Nolan, A.
Nowicki, S. C.
Ondze, J. C. Nzobadila
Orrell, J. L.
Pena-Perez, A.
Smalley, H. Peltz
Piepke, A.
Pocar, A.
Raguzin, E.
Rai, R.
Rasiwala, H.
Ray, D.
Rescia, S.
Retiere, F.
Richardson, G.
Riot, V.
Rocco, N.
Ross, R.
Sangiorgio, S.
Sekula, S.
Shetty, T.
Si, L.
Stekhanov, V.
Sun, X. L.
Thibado, S.
Totev, T.
Triambak, S.
Tsang, R. H. M.
Tyuka, O. A.
van Bruggen, E.
Vidal, M.
Viel, S.
Wang, Q. D.
Watts, M.
Wei, W.
Wehrfritz, M.
Wen, L. J.
Wilde, S.
Worcester, M.
Wu, X. M.
Xu, H.
Yang, H. B.
Yang, L.
Yu, M.
Zeldovich, O.
Zhao, J.
contents Noble liquid time projection chambers (TPCs) are a leading technology in the detection of ionizing radiation, particularly in applications such as accelerator neutrino physics, dark matter detection, and neutrinoless double beta decay. This paper addresses the design considerations for implementing stable high voltage (HV) systems within large noble liquid TPCs, with a focus on the nEXO experiment. Utilizing insights from prior HV research and experimental investigations, we outline factors influencing HV stability and discuss design choices to improve stability and prevent electrical discharges. A novel HV delivery system concept is presented, tailored for the nEXO TPC, which incorporates these design considerations while also meeting the stringent radiopurity requirements of the nEXO neutrinoless double beta decay search. These design considerations and their specific implementation towards a HV delivery system offer guidance to future experiments applying high voltage in noble liquid environments.
format Preprint
id arxiv_https___arxiv_org_abs_2602_23564
institution arXiv
publishDate 2026
record_format arxiv
spellingShingle Design of a high voltage delivery system for noble liquid time projection chambers
Saldanha, R.
Pagani, L.
Angelico, E.
Bernard, E. P.
Chana, B.
Delaquis, S.
DeVoe, R.
Elbeltagi, M.
Ferrara, S.
Goeldi, D.
Gornea, R.
Odian, A.
Ortega, G. S.
Overman, C. T.
Placzek, L.
Rowson, P. C.
Skarpaas, K.
Spadoni, F.
Acharya, P.
Amy, A.
Anker, A.
Arnquist, I. J.
Atencio, A.
Bane, J.
Belov, V.
Bhatta, T.
Bolotnikov, A.
Breslin, J.
Breur, P. A.
Brown, E.
Brunner, T.
Burnell, B.
Cao, E. Caden G. F.
Cao, L. Q.
Cesmecioglu, D.
Chernyak, D.
Chiu, M.
Collister, R.
Marquis, M.
Daniels, T.
Darroch, L.
di Vacri, M. L.
Ding, Y. Y.
Dolinski, M. J.
Eckert, B.
Emara, A.
Fatemighomi, N.
Fairbank, W.
Foust, B.
Gallacher, D.
Gallice, N.
Gaur, A.
Gillis, W.
Girard, F.
Gratta, G.
Hardy, C. A.
Hedges, S.
Hein, E.
Holt, J. D.
Iverson, A.
Jiang, X. S.
Karelin, A.
Keblbeck, D.
Kuchenkov, A.
Kumar, K. S.
Larson, A.
Latif, M. B.
Lavoie, S.
Leach, K. G.
Lenardo, B. G.
Leung, K. K. H.
Lewis, H.
Li, G.
Li, X.
Li, Z.
Licciardi, C.
Lindsay, R.
MacLellan, R.
Majidi, S.
Masbou, J.
Medina-Peregrina, M.
Mngonyama, S.
Mong, B.
Moore, D. C.
Ni, K.
Nitu, I.
Nolan, A.
Nowicki, S. C.
Ondze, J. C. Nzobadila
Orrell, J. L.
Pena-Perez, A.
Smalley, H. Peltz
Piepke, A.
Pocar, A.
Raguzin, E.
Rai, R.
Rasiwala, H.
Ray, D.
Rescia, S.
Retiere, F.
Richardson, G.
Riot, V.
Rocco, N.
Ross, R.
Sangiorgio, S.
Sekula, S.
Shetty, T.
Si, L.
Stekhanov, V.
Sun, X. L.
Thibado, S.
Totev, T.
Triambak, S.
Tsang, R. H. M.
Tyuka, O. A.
van Bruggen, E.
Vidal, M.
Viel, S.
Wang, Q. D.
Watts, M.
Wei, W.
Wehrfritz, M.
Wen, L. J.
Wilde, S.
Worcester, M.
Wu, X. M.
Xu, H.
Yang, H. B.
Yang, L.
Yu, M.
Zeldovich, O.
Zhao, J.
Instrumentation and Detectors
High Energy Physics - Experiment
Nuclear Experiment
Noble liquid time projection chambers (TPCs) are a leading technology in the detection of ionizing radiation, particularly in applications such as accelerator neutrino physics, dark matter detection, and neutrinoless double beta decay. This paper addresses the design considerations for implementing stable high voltage (HV) systems within large noble liquid TPCs, with a focus on the nEXO experiment. Utilizing insights from prior HV research and experimental investigations, we outline factors influencing HV stability and discuss design choices to improve stability and prevent electrical discharges. A novel HV delivery system concept is presented, tailored for the nEXO TPC, which incorporates these design considerations while also meeting the stringent radiopurity requirements of the nEXO neutrinoless double beta decay search. These design considerations and their specific implementation towards a HV delivery system offer guidance to future experiments applying high voltage in noble liquid environments.
title Design of a high voltage delivery system for noble liquid time projection chambers
topic Instrumentation and Detectors
High Energy Physics - Experiment
Nuclear Experiment
url https://arxiv.org/abs/2602.23564