Publication Date

1-1-2022

Document Type

Article

Publication Title

Journal of Instrumentation

Volume

17

Issue

1

DOI

10.1088/1748-0221/17/01/P01005

Abstract

The ProtoDUNE-SP detector is a single-phase liquid argon time projection chamber (LArTPC) that was constructed and operated in the CERN North Area at the end of the H4 beamline. This detector is a prototype for the first far detector module of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), which will be constructed at the Sandford Underground Research Facility (SURF) in Lead, South Dakota, U.S.A. The ProtoDUNE-SP detector incorporates full-size components as designed for DUNE and has an active volume of 7 × 6 × 7.2 m3. The H4 beam delivers incident particles with well-measured momenta and high-purity particle identification. ProtoDUNE-SP's successful operation between 2018 and 2020 demonstrates the effectiveness of the single-phase far detector design. This paper describes the design, construction, assembly and operation of the detector components.

Funding Number

DE-AC02-07CH11359

Funding Sponsor

National Science Foundation

Keywords

Noble liquid detectors (scintillation, ionization, double-phase), Photon detectors for UV, Scintillation and light emission processes (solid, gas, liquid scintillators), Scintillators, Time projection Chambers (TPC), Visible and IR photons (solid-state) (PIN diodes, APDs, Si-PMTs, G-APDs, CCDs, EBCCDs, EMCCDs, CMOS imagers, etc)

Comments

Full author list: The DUNE Collaboration, A. Abed Abud, B. Abi, R. Acciarri, M.A. Acero, M.R. Adames, G. Adamov, D. Adams, M. Adinolfi, A. Aduszkiewicz, J. Aguilar, Z. Ahmad, J. Ahmed, B. Ali-Mohammadzadeh, T. Alion, K. Allison, S. Alonso Monsalve, M. Alrashed, C. Alt, A. Alton, P. Amedo, J. Anderson, C. Andreopoulos, M. Andreotti, M.P. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, N. Anfimov, A. Ankowski, M. Antoniassi, M. Antonova, A. Antoshkin, S. Antusch, A. Aranda-Fernandez, A. Ariga, L.O. Arnold, M.A. Arroyave, J. Asaadi, L. Asquith, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, M. Ayala-Torres, F. Azfar, A. Back, H. Back, J.J. Back, C. Backhouse, P. Baesso, I. Bagaturia, L. Bagby, N. Balashov, S. Balasubramanian, P. Baldi, B. Baller, B. Bambah, F. Barao, G. Barenboim, G.J. Barker, W. Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, J. Barranco Monarca, A. Barros, N. Barros, J.L. Barrow, A. Basharina-Freshville, A. Bashyal, V. Basque, E. Belchior, J.B.R. Battat, F. Battisti, F. Bay, J.L. Bazo Alba, J.F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, L. Bellantoni, G. Bellettini, V. Bellini, O. Beltramello, D. Belver, N. Benekos, C. Benitez Montiel, F. Bento Neves, J. Berger, S. Berkman, P. Bernardini, R.M. Berner, H. Berns, S. Bertolucci, M. Betancourt, A. Betancur Rodríguez, A. Bevan, T.J.C. Bezerra, M. Bhattacharjee, S. Bhuller, B. Bhuyan, S. Biagi, J. Bian, M. Biassoni, K. Biery, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, F.D.M. Blaszczyk, G.C. Blazey, E. Blucher, J. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, L. Bomben, M. Bonesini, M. Bongrand, F. Bonini, A. Booth, C. Booth, F. Boran, S. Bordoni, A. Borkum, T. Boschi, N. Bostan, P. Bour, C. Bourgeois, S.B. Boyd, D. Boyden, J. Bracinik, D. Braga, D. Brailsford, A. Branca, A. Brandt, J. Bremer, C. Brew, E. Brianne, S.J. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, G. Brooijmans, J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, M. Brunetti, N. Buchanan, H. Budd, I. Butorov, I. Cagnoli, D. Caiulo, R. Calabrese, P. Calafiura, J. Calcutt, M. Calin, S. Calvez, E. Calvo, A. Caminata, M. Campanelli, K. Cankocak, D. Caratelli, G. Carini, B. Carlus, M.F. Carneiro, P. Carniti, I. Caro Terrazas, H. Carranza, T. Carroll, J.F. Casta, A. Castillo, C. Castromonte, E. Catano-Mur, C. Cattadori, F. Cavalier, F. Cavanna, S. Centro, G. Cerati, A. Cervelli, A. Cervera Villanueva, M. Chalifour, A. Chappell, E. Chardonnet, N. Charitonidis, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, H. Chen, K. Chen, M. Chen, Y. Chen, Z. Chen, Y. Cheon, D. Cherdack, C. Chi, S. Childress, A. Chiriacescu, G. Chisnall, K. Cho, S. Choate, D. Chokheli, P.S. Chong, S. Choubey, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, A. Chukanov, M. Chung, E. Church, V. Cicero, P. Clarke, T.E. Coan, A.G. Cocco, J.A.B. Coelho, E. Conley, R. Conley, J.M. Conrad, M. Convery, S. Copello, L. Corwin, R. Valentim, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J.I. Crespo-Anadón, M. Crisler, E. Cristaldo, R. Cross, A. Cudd, C. Cuesta, Y. Cui, D. Cussans, M. Dabrowski, O. Dalager, H. da Motta, L. Da Silva Peres, C. David, Q. David, G.S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, R.M. De Almeida, P. Debbins, I. De Bonis, M.P. Decowski, A. de Gouvêa, P.C. De Holanda, I.L. De Icaza Astiz, A. Deisting, P. De Jong, A. Delbart, D. Delepine, M. Delgado, A. Dell'Acqua, 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. Díaz, S. Di Domizio, L. Di Giulio, P. Ding, L. Di Noto, C. Distefano, R. Diurba, M. Diwan, Z. Djurcic, D. Doering, S. Dolan, F. Dolek, M.J. Dolinski, L. Domine, D. Douglas, D. Douillet, G. Drake, F. Drielsma, L. Duarte, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, T. Durkin, H. Duyang, O. Dvornikov, D.A. Dwyer, A.S. Dyshkant, M. Eads, A. Earle, D. Edmunds, J. Eisch, L. Emberger, S. Emery, A. Ereditato, T. Erjavec, C.O. 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. Fernandez Menendez, M. Fernandez Morales, F. Ferraro, L. Fields, P. Filip, F. Filthaut, A. Fiorentini, M. Fiorini, R.S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, D.V. Forero, J. Fowler, W. Fox, J. Franc, K. Francis, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, A. Friedland, F. Fuentes Robayo, S. Fuess, I. Furic, 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, A.C. Garcia B., D. Garcia-Gamez, M.Á. García-Peris, S. Gardiner, D. Gastler, J. Gauvreau, G. Ge, B. Gelli, A. Gendotti, S. Gent, Z. Ghorbani-Moghaddam, P. Giammaria, T. Giammaria, 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. Gomez Bermeo, L.S. Gomez Fajardo, F. Gonnella, J.A. Gonzalez-Cuevas, D. Gonzalez Diaz, M. Gonzalez-Lopez, M.C. Goodman, O. Goodwin, S. Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, C. Grace, M. Graham, 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, A. Guglielmi, B. Guo, K.K. Guthikonda, R. Gutierrez, P. Guzowski, M.M. Guzzo, S. Gwon, C. Ha, A. Habig, H. Hadavand, R. Haenni, A. Hahn, J. Haiston, P. Hamacher-Baumann, T. Hamernik, P. Hamilton, J. Han, D.A. Harris, J. Hartnell, 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, K. Hennessy, S. Henry, M.A. Hernandez Morquecho, K. Herner, L. Hertel, J. Hewes, A. Higuera, T. Hill, S.J. Hillier, A. Himmel, L.R. Hirsch, J. Ho, J. Hoff, A. Holin, E. Hoppe, G.A. Horton-Smith, M. Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, I. Hristova, M.S. Hronek, J. Huang, J. Huang, J. Hugon, G. Iles, N. Ilic, A.M. Iliescu, R. Illingworth, G. Ingratta, A. Ioannisian, L. Isenhower, R. Itay, A. Izmaylov, C.M. Jackson, V. Jain, E. James, W. Jang, B. Jargowsky, F. Jediny, D. Jena, Y.S. Jeong, C. Jesús-Valls, X. Ji, L. Jiang, S. Jiménez, A. Jipa, R. Johnson, N. Johnston, B. Jones, S.B. Jones, M. Judah, C.K. Jung, T. Junk, Y. Jwa, M. Kabirnezhad, A. Kaboth, I. Kadenko, D. Kalra, I. Kakorin, A. Kalitkina, F. Kamiya, N. Kaneshige, 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, K. Koehler, L.W. Koerner, S. Kohn, P.P. Koller, L. Kolupaeva, D. Korablev, M. Kordosky, T. Kosc, U. Kose, V.A. Kostelecký, K. Kothekar, F. Krennrich, I. Kreslo, W. Kropp, Y. Kudenko, V.A. Kudryavtsev, S. Kulagin, J. Kumar, P. Kumar, P. Kunze, C. Kuruppu, V. Kus, T. Kutter, J. Kvasnicka, D. Kwak, A. Lambert, B.J. Land, K. Lande, C.E. Lane, K. Lang, T. Langford, M. Langstaff, J. Larkin, P. Lasorak, D. Last, C. Lastoria, 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. Lehmann Miotto, R. Lehnert, M.A. Leigui de Oliveira, M. Leitner, L.M. Lepin, L. Li, S.W. Li, T. Li, Y. Li, H. Liao, C.S. Lin, Q. Lin, S. Lin, J. Ling, A. Lister, B.R. Littlejohn, J. Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. Lokajicek, I. Lomidze, K. Long, K. Loo, T. Lord, J.M. LoSecco, W.C. Louis, X.-G. Lu, K.B. Luk, X. Luo, E. Luppi, N. Lurkin, T. Lux, V.P. Luzio, 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. Manrique 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.M. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martin-Albo, N. Martinez, D.A. Martinez Caicedo, S. Martynenko, V. Mascagna, K. Mason, A. Mastbaum, M. Masud, 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, S. Menary, H. Mendez, P. Mendez, D.P. M, 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, C. Milne, O. Mineev, O.G. Miranda, S. Miryala, C.S. Mishra, S.R. Mishra, A. Mislivec, D. Mladenov, I. Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, R. Mohanta, T.A. Mohayai, N. Mokhov, J. Molina, L. Molina Bueno, E. Montagna, A. Montanari, C. Montanari,, D. Montanari, L.M. Montano Zetina, J. Moon, S.H. Moon, M. Mooney, A.F. Moor, D. Moreno, C. Morris, C. Mossey, 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, D. Navas-Nicolás, A. Navrer-Agasson, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, K. Negishi, J.K. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. Newbold, M. Newcomer, D. Newhart, H. Newton, R. Nichol, F. Nicolas-Arnaldos, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, A. Norrick, R. Northrop, P. Novella, J.A. Nowak, M. Oberling, J.P. Ochoa-Ricoux, A. Olivares Del Campo, A. Olivier, A. Olshevskiy, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, L. Pagani, S. Pakvasa, G. Palacio, O. Palamara, S. Palestini, J.M. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, J.L. Palomino-Gallo, W. Panduro 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, E. Pennacchio, A. Penzo, O.L.G. Peres, J. Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, R. Plunkett, R. Poling, 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, M.C. Queiroga Bazetto, J.L. Raaf, V. Radeka, J. Rademacker, B. Radics, A. Rafique, E. Raguzin, M. Rai, M. Rajaoalisoa, I. Rakhno, A. Rakotonandrasana, L. Rakotondravohitra, Y.A. Ramachers, R. Rameika, M.A. Ramirez Delgado, B. Ramson, A. Rappoldi, G. Raselli, P. Ratoff, S. Raut, R.F. Razakamiandra, E. Rea, J.S. Real, B. Rebel, M. Reggiani-Guzzo, T. Rehak, J. Reichenbacher, S.D. Reitzner, H. Rejeb Sfar, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, A. Reynolds, M. Ribas, S. Riboldi, C. Riccio, G. Riccobene, L.C.J. Rice, J. Ricol, A. Rigamonti, Y. Rigaut, D. Rivera, A. Robert, L. Rochester, M. Roda, P. Rodrigues, M.J. Rodriguez Alonso, E. Rodriguez Bonilla, J. Rodriguez Rondon, L.A. Romo Villa, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rosenberg, P. Rosier, B. Roskovec, M. Rossella, M. Rossi, J. Rout, P. Roy, S. Roy, A. Rubbia, C. Rubbia, F.C. Rubio, B. Russell, D. Ruterbories, A. Rybnikov, A. Saa-Hernandez, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, N. Sahu, 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. Schaffer, H. Schellman, S. Schifano, P. Schlabach, D. Schmitz, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, A. Selyunin, C.R. Senise, J. Sensenig, M. Seoane, I. Seong, A. Sergi, D. Sgalaberna, M.H. Shaevitz, S. Shafaq, M. Shamma, R. Sharankova, H.R. Sharma, R. Sharma, R. Kumar, T. Shaw, C. Shepherd-Themistocleous, A. Sheshukov, S. Shin, I. Shoemaker, D. Shooltz, R. Shrock, H. Siegel, L. Simard, F. Simon, N. Simos, J. Sinclair, G. Sinev, J. Singh, J. Singh, L. 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.L. Snider, P. Snopok, D. Snowden-Ifft, M. Soares Nunes, H. Sobel, M. Soderberg, S. Sokolov, C.J. Solano Salinas, S. Söldner-Rembold, S.R. Soleti, N. Solomey, V. Solovov, W.E. Sondheim, M. Sorel, A. Sotnikov, J. Soto-Oton, A. Sousa, K. Soustruznik, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, R. Staley, M. Stancari, L. Stanco, R. Stanley, R. Stein, H.M. Steiner, A.F. Steklain Lisbôa, J. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, T. Stokes, M. Strait, T. Strauss, S. Striganov, A. Stuart, J.G. Suarez, H. Sullivan, D. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C.M. Sutera, R. Svoboda, B. Szczerbinska, A.M. Szelc, H. A. Tanaka, B. Tapia Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tatar, R. Tayloe, A.M. Teklu, 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, J. Todd, 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.-T. 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, G.A. Valdiviesso, E. Valencia, V. Pia, Z. Vallari, E. Vallazza, J.W.F. Valle, S. Vallecorsa, R. Van Berg, R.G. Van de Water, F. Varanini, D. Vargas, 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. Vieira 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, Y. Wang, Y. Wang, K. Warburton, D. Warner, M.O. Wascko, D. Waters, A. Watson, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, A. White, L.H. Whitehead, D. Whittington, M.J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williams, F. Wilson, R.J. Wilson, W. Wisniewski, J. Wolcott, T. Wongjirad, A. Wood, K. Wood, E. Worcester, M. Worcester, C. Wret, W. Wu, W. Wu, Y. Xiao, F. Xie, E. Yandel, G. Yang, K. Yang, S. Yang, T. Yang, A. Yankelevich, N. Yershov, K. Yonehara, T. Young, B. Yu, H. Yu, H. Yu, J. Yu, W. Yuan, R. Zaki, J. Zalesak, L. Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G.P. Zeller, J. Zennamo, K. Zeug, C. Zhang, M. Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, P. Zilberman, E.D. Zimmerman, M. Zito, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi and R. Zwaska

Creative Commons License

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

Department

Physics and Astronomy

Download

Share

COinS