Expansion cone for the 3-inch PMTs of the KM3NeT optical modules

S. Adrian-Martinez; M. Ageron; J. Aguilar; F. Aharonian; S. Aiello; A. Albert; M. Alexandri; F. Ameli; E. Anassontzis; M. Anghinolfi; G. Anton; S. Anvar; M. Ardid; A. Assis Jesus; J.-J. Aubert; R. Bakker; A. Ball; G. Barbarino; E. Barbarito; F. Barbato; B. Baret; M. de Bel; A. Belias; N. Bellou; E. Berbee; A. Berkien; A. Bersani; V. Bertin; S. Beurthey; S. Biagi; C. Bigongiari; B. Bigourdan; M. Billault; R. de Boer; H. Boer Rookhuizen; M. Bonori; M. Borghini; M. Bou-Cabo; B. Bouhadef; G. Bourlis; M. Bouwhuis; S. Bradbury; A. Brown; F. Bruni; J. Brunner; M. Brunoldi; J. Busto; G. Cacopardo; L. Caillat; D. Calvo Diaz-Aldagalan; A. Calzas; M. Canals; A. Capone; J. Carr; E. Castorina; S. Cecchini; A. Ceres; R. Cereseto; T. Chaleil; F. Chateau; T. Chiarusi; D. Choqueuse; P. Christopoulou; G. Chronis; O. Ciaffoni; M. Circella; R. Cocimano; F. Cohen; F. Colijn; R. Coniglione; M. Cordelli; A. Cosquer; M. Costa; P. Coyle; J. Craig; A. Creusot; C. Curtil; A. d'Amico; G. Damy; R. de Asmundis; G. de Bonis; G. Decock; P. Decowski; E. Delagnes; G. de Rosa; C. Distefano; C. Donzaud; D. Dornic; Q. Dorosti-Hasankiadeh; J. Drogou; D. Drouhin; F. Druillole; L. Drury; D. Durand; Geoffroy Durand; T. Eberl; U. Emanuele; A. Enzenhöfer; J.-P. Ernenwein; S. Escoffier; V. Espinosa; G. Etiope; P. Favali; D. Felea; M. Ferri; S. Ferry; V. Flaminio; F. Folger; A. Fotiou; U. Fritsch; D. Gajanana; R. Garaguso; G. Gasparini; F. Gasparoni; V. Gautard; F. Gensolen; K. Geyer; G. Giacomelli; I. Gialas; V. Giordano; J. Giraud; N. Gizani; A. Gleixner; C. Gojak; J. Gomez-Gonzalez; K. Graf; D. Grasso; A. Grimaldi; R. Groenewegen; Z. Guede; G. Guillard; F. Guilloux; R. Habel; G. Hallewell; H. van Haren; J. van Heerwaarden; A. Heijboer; E. Heine; J. Hernandez-Rey; B. Herold; M. van de Hoek; J. Hogenbirk; J. Hössl; C. Hsu; M. Imbesi; A. Jamieson; P. Jansweijer; M. de Jong; F. Jouvenot; M. Kadler; N. Kalantar-Nayestanaki; O. Kalekin; A. Kappes; M. Karolak; U. Katz; O. Kavatsyuk; P. Keller; Y. Kiskiras; R. Klein; H. Kok; H. Kontoyiannis; P. Kooijman; J. Koopstra; C. Kopper; A. Korporaal; P. Koske; A. Kouchner; S. Koutsoukos; I. Kreykenbohm; V. Kulikovskiy; M. Laan; C. La Fratta; P. Lagier; R. Lahmann; P. Lamare; G. Larosa; D. Lattuada; A. Leisos; D. Lenis; E. Leonora; H. Le Provost; G. Lim; C. Llorens; J. Lloret; H. Löhner; D. Lo Presti; P. Lotrus; F. Louis; F. Lucarelli; V. Lykousis; D. Malyshev; S. Mangano; E. Marcoulaki; A. Margiotta; G. Marinaro; A. Marinelli; O. Maris; E. Markopoulos; C. Markou; J. Martinez-Mora; A. Martini; J. Marvaldi; R. Masullo; G. Maurin; P. Migliozzi; E. Migneco; S. Minutoli; A. Miraglia; C. Mollo; M. Mongelli; E. Monmarthe; M. Morganti; S. Mos; H. Motz; Y. Moudden; G. Mul; P. Musico; M. Musumeci; C. Naumann; M. Neff; C. Nicolaou; A. Orlando; D. Palioselitis; K. Papageorgiou; A. Papaikonomou; R. Papaleo; I. Papazoglou; G. Pavalas; H. Peek; J. Perkin; P. Piattelli; V. Popa; T. Pradier; E. Presani; I. Priede; A. Psallidas; C. Rabouille; C. Racca; A. Radu; N. Randazzo; P. Rapidis; P. Razis; D. Real; C. Reed; S. Reito; L. Resvanis; G. Riccobene; R. Richter; K. Roensch; J. Rolin; Jérôme Rose; J. Roux; A. Rovelli; A. Russo; G. Russo; F. Salesa; D. Samtleben; P. Sapienza; J. Schmelling; J. Schmid; J. Schnabel; K. Schroeder; J. Schuller; F. Schussler; D. Sciliberto; M. Sedita; T. Seitz; R. Shanidze; F. Simeone; I. Siotis; V. Sipala; C. Sollima; S. Sparnocchia; A. Spies; M. Spurio; T. Staller; S. Stavrakakis; G. Stavropoulos; J. Steijger; T. Stolarczyk; D. Stransky; M. Taiuti; A. Taylor; L. Thompson; P. Timmer; D. Tonoiu; S. Toscano; C. Touramanis; L. Trasatti; P. Traverso; A. Trovato; A. Tsirigotis; S. Tzamarias; E. Tzamariudaki; F. Urbano; B. Vallage; V. van Elewyck; G. Vannoni; M. Vecchi; P. Vernin; S. Viola; D. Vivolo; S. Wagner; P. Werneke; R. White; G. Wijnker; J. Wilms; E. de Wolf; H. Yepes; V. Zhukov; E. Zonca; J. Zornoza; J. Zuniga

doi:10.1088/1748-0221/8/03/T03006

Journal articles

Expansion cone for the 3-inch PMTs of the KM3NeT optical modules

S. Adrian-Martinez M. Ageron ¹ J. Aguilar F. Aharonian S. Aiello A. Albert M. Alexandri F. Ameli E. Anassontzis M. Anghinolfi G. Anton S. Anvar M. Ardid A. Assis Jesus J.-J. Aubert ¹ R. Bakker A. Ball G. Barbarino E. Barbarito F. Barbato B. Baret ² M. de Bel A. Belias N. Bellou E. Berbee A. Berkien A. Bersani V. Bertin ¹ S. Beurthey ¹ S. Biagi C. Bigongiari B. Bigourdan M. Billault ¹ R. de Boer H. Boer Rookhuizen M. Bonori M. Borghini M. Bou-Cabo B. Bouhadef G. Bourlis M. Bouwhuis S. Bradbury A. Brown ¹ F. Bruni J. Brunner ¹ M. Brunoldi J. Busto ¹ G. Cacopardo L. Caillat ¹ D. Calvo Diaz-Aldagalan A. Calzas ¹ M. Canals A. Capone J. Carr ¹ E. Castorina S. Cecchini A. Ceres R. Cereseto T. Chaleil F. Chateau T. Chiarusi D. Choqueuse P. Christopoulou G. Chronis O. Ciaffoni M. Circella R. Cocimano F. Cohen F. Colijn R. Coniglione M. Cordelli A. Cosquer ¹ M. Costa P. Coyle ¹ J. Craig A. Creusot ³ C. Curtil ¹ A. d'Amico G. Damy R. de Asmundis G. de Bonis G. Decock P. Decowski E. Delagnes G. de Rosa C. Distefano C. Donzaud ³ D. Dornic ¹ Q. Dorosti-Hasankiadeh J. Drogou D. Drouhin F. Druillole L. Drury D. Durand Geoffroy Durand T. Eberl U. Emanuele A. Enzenhöfer J.-P. Ernenwein ¹ S. Escoffier ¹ V. Espinosa G. Etiope P. Favali D. Felea M. Ferri S. Ferry V. Flaminio F. Folger A. Fotiou U. Fritsch D. Gajanana R. Garaguso G. Gasparini F. Gasparoni V. Gautard F. Gensolen ¹ K. Geyer G. Giacomelli I. Gialas V. Giordano J. Giraud N. Gizani A. Gleixner C. Gojak ¹ J. Gomez-Gonzalez K. Graf D. Grasso A. Grimaldi R. Groenewegen Z. Guede G. Guillard F. Guilloux R. Habel G. Hallewell ¹ H. van Haren J. van Heerwaarden A. Heijboer E. Heine J. Hernandez-Rey B. Herold M. van de Hoek J. Hogenbirk J. Hössl C. Hsu M. Imbesi A. Jamieson P. Jansweijer M. de Jong F. Jouvenot M. Kadler N. Kalantar-Nayestanaki O. Kalekin A. Kappes M. Karolak U. Katz O. Kavatsyuk P. Keller ¹ Y. Kiskiras R. Klein H. Kok H. Kontoyiannis P. Kooijman J. Koopstra C. Kopper A. Korporaal P. Koske A. Kouchner ³ S. Koutsoukos I. Kreykenbohm V. Kulikovskiy M. Laan C. La Fratta P. Lagier ¹ R. Lahmann P. Lamare G. Larosa D. Lattuada A. Leisos D. Lenis E. Leonora H. Le Provost G. Lim C. Llorens J. Lloret H. Löhner D. Lo Presti P. Lotrus F. Louis F. Lucarelli V. Lykousis D. Malyshev S. Mangano E. Marcoulaki A. Margiotta G. Marinaro A. Marinelli O. Maris E. Markopoulos C. Markou J. Martinez-Mora A. Martini J. Marvaldi R. Masullo G. Maurin P. Migliozzi E. Migneco S. Minutoli A. Miraglia C. Mollo M. Mongelli E. Monmarthe M. Morganti S. Mos H. Motz Y. Moudden G. Mul P. Musico M. Musumeci C. Naumann M. Neff C. Nicolaou A. Orlando D. Palioselitis K. Papageorgiou A. Papaikonomou R. Papaleo I. Papazoglou G. Pavalas H. Peek J. Perkin P. Piattelli V. Popa T. Pradier E. Presani I. Priede A. Psallidas C. Rabouille ^{4, 5} C. Racca A. Radu N. Randazzo P. Rapidis P. Razis D. Real C. Reed S. Reito L. Resvanis G. Riccobene R. Richter K. Roensch J. Rolin Jérôme Rose J. Roux ¹ A. Rovelli A. Russo G. Russo F. Salesa D. Samtleben P. Sapienza J. Schmelling J. Schmid J. Schnabel K. Schroeder J. Schuller F. Schussler D. Sciliberto M. Sedita T. Seitz R. Shanidze F. Simeone I. Siotis V. Sipala C. Sollima S. Sparnocchia A. Spies M. Spurio T. Staller S. Stavrakakis G. Stavropoulos J. Steijger T. Stolarczyk D. Stransky M. Taiuti A. Taylor L. Thompson P. Timmer D. Tonoiu S. Toscano C. Touramanis L. Trasatti P. Traverso A. Trovato A. Tsirigotis S. Tzamarias E. Tzamariudaki F. Urbano B. Vallage V. van Elewyck ³ G. Vannoni M. Vecchi ¹ P. Vernin S. Viola D. Vivolo S. Wagner P. Werneke R. White G. Wijnker J. Wilms E. de Wolf H. Yepes V. Zhukov E. Zonca J. Zornoza J. Zuniga

1 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

2 APC - AHE - APC - Astrophysique des Hautes Energies

APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie, Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna

3 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie

4 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]

5 OCEANIS - Océan et Interfaces

LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] : DRF/LSCE

Abstract : Detection of high-energy neutrinos from distant astrophysical sources will open a new window on the Universe. The detection principle exploits the measurement of Cherenkov light emitted by charged particles resulting from neutrino interactions in the matter containing the telescope. A novel multi-PMT digital optical module (DOM) was developed to contain 31 3-inch photomultiplier tubes (PMTs). In order to maximize the detector sensitivity, each PMT will be surrounded by an expansion cone which collects photons that would otherwise miss the photocathode. Results for various angles of incidence with respect to the PMT surface indicate an increase in collection efficiency by 30% on average for angles up to 45° with respect to the perpendicular. Ray-tracing calculations could reproduce the measurements, allowing to estimate an increase in the overall photocathode sensitivity, integrated over all angles of incidence, by 27% (for a single PMT). Prototype DOMs, being built by the KM3NeT consortium, will be equipped with these expansion cones.

Keywords : Large detector systems for particle and astroparticle physics Cherenkov detectors Instrument optimisation Optical detector readout concepts

Document type :

Journal articles

Domain :

Sciences of the Universe [physics] / Astrophysics [astro-ph] / Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]

Physics [physics] / Astrophysics [astro-ph] / Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]

Sciences of the Universe [physics] / Astrophysics [astro-ph] / High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]

Physics [physics] / Astrophysics [astro-ph] / High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]

Complete list of metadata

http://hal.in2p3.fr/in2p3-00863859
Contributor : Danielle Cristofol Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Thursday, July 1, 2021 - 9:55:58 AM
Last modification on : Tuesday, July 13, 2021 - 3:16:06 AM
Long-term archiving on: : Saturday, October 2, 2021 - 6:30:48 PM

Expansion cone for the 3-inch PMTs of the KM3NeT optical modules

File

Identifiers

Collections

Citation

Export

Metrics

1593

88

Expansion cone for the 3-inch PMTs of the KM3NeT optical modules

File

Identifiers

Collections

Citation

Export

Share

Metrics

1593

88