The Single-Phase ProtoDUNE Technical Design Report

B. Abi , R. Acciarri , M.A. Acero , M. Adamowski , C. Adams , D.L. Adams , P. Adamson , M. Adinolfi , Z. Ahmad , C.H. Albright , T. Alion , J. Anderson , K. Anderson , C. Andreopoulos , M.P. Andrews , R.A. Andrews , J. dos Anjos , A. Ankowski , J. Anthony , M. Antonello , A. Aranda Fernandez , A. Ariga , T. Ariga , E. Arrieta Diaz , J. Asaadi , M. Ascencio , D.M. Asner , M.S. Athar , M. Auger , A. Aurisano , V. Aushev , D. Autiero (1) , F. Azfar , J.J. Back , H.O. Back , C. Backhouse , X. Bai , M. Baird , A.B. Balantekin , S. Balasubramanian , B. Baller , P. Ballett , B. Bambah , H. Band , M. Bansal , S. Bansal , G.J. Barker , G. Barr , J. Barranco Monarca , N. Barros , A. Bashyal , M. Bass , F. Bay , J.L. Bazo , J.F. Beacom , B.R. Behera , G. Bellettini , V. Bellini , O. Beltramello , N. Benekos , P.A. Benetti , A. Bercellie , E. Berman , H. Berns , R. Bernstein , S. Bertolucci , V. Bhatnagar , B. Bhuyan , J. Bian , K. Biery , M. Bishai , A. Bitadze , T. Blackburn , A. Blake , F.D.M. Blaszczyk , E. Blaufuss , G.C. Blazey , M. Blennow , E. Blucher , V. Bocean , F. Boffelli , J. Boissevain , S. Bolognesi (2) , T. Bolton , M. Bonesini , T. Boone , C. Booth , S. Bordoni , P. Bour , B. Bourguille , S.B. Boyd , D. Boyden , D. Brailsford , A. Brandt , J. Bremer , S.J. Brice , C. Bromberg , G. Brooijmans , G. Brown , G. Brunetti , N. Buchanan , H. Budd , P. Calafiura , A. Calatayud , E. Calligarich , E. Calvo , L. Camilleri , M. Campanelli , C. Cantini , B. Carls , M. Cascella , E. Catano-Mur , M. Cavaili-Sforza , F. Cavanna , S. Centro , A. Cervera Villanueva , T. Cervi , M. Chalifour , A. Chappuis (3) , A. Chatterjee , S. Chattopadhyay , S. Chattopadhyay , L. Chaussard (1) , S. Chembra , H. Chen , M. Chen , D. Cherdack , C. Chi , S. Childress , S. Choubey , B.C. Choudhary , G. Christodoulou , C. Christofferson , E. Church , T.E. Coan , A. Cocco , P. Cole , G. Collin , J.M. Conrad , M. Convery , R. Corey , L. Corwin , J.I. Crespo-Anadón , J. Creus Prats , P. Crivelli , D. Cronin-Hennessy , C. Crowley , A. Curioni , D. Cussans , H. da Motta , D. Dale , T. Davenne , G.S. Davies , J. Davies , J. Dawson (4) , K. De , I. de Bonis (3) , A. de Gouvea , P.C. de Holanda , P. de Jong , P. de Lurgio , J.J. de Vries , M.P. Decowski , P. Dedin-Neto , A. Delbart (2) , D. Delepine , M. Delgado , D. Demuth , S. Dennis , C. Densham , R. Dharmapalan , N. Dhingra , M. Diamantopoulou , J.S. Diaz , G. Diaz Bautista , P. Ding , M. Diwan , Z. Djurcic , M.J. Dolinski , G. Drake , D. Duchesneau (3) , D. Dutta , M. Duvernois , H. Duyang , D.A. Dwyer , S. Dye , A.S. Dyshkant , S. Dytman , M. Eads , B. Eberly , D. Edmunds , S. Elliott , W.M. Ellsworth , M. Elnimr , S. Emery (2) , S. Eno , A. Ereditato , C.O. Escobar , L. Escudero Sanchez , J.J. Evans , K. Fahey , A. Falcone , L. Falk , A. Farbin , C. Farnese , Y. Farzan , M. Fasoli , A. Fava , J. Felix , P. Fernandez Menendez , E. Fernandez-Martinez , L. Fields , F. Filthaut , A. Finch , M. Fitton , B.T. Fleming , T. Forest , J. Fowler , W. Fox , J. Freeman , J. Freestone , D. Friant , J. Fried , A. Friedland , S. Fuess , B. Fujikawa , A. Gago , H. Gallagher , S. Galvin , S. Galymov (1) , T. Gamble , R. Gandhi , S. Gao , D. Garcia-Gamez , S. Gardiner , D. Gastler , A. Gendotti , D. Gibin , I. Gil-Botella , R. Gill , A.K. Giri , D. Goeldi , M. Gold , S. Gollapinni , R.A. Gomes , J.J. Gomez Cadenas , M.C. Goodman , D. Gorbunov , S. Goswami , N. Graf , N. Graf , M. Graham , E. Gramelini , R. Gran , C. Grant , N. Grant , V. Greco , H. Greenlee , L. Greenler , M. Groh , K. Grzelak , E. Guardincerri , V. Guarino , G.P. Guedes , R. Guenette , A. Guglielmi , K.K. Guthikonda , M.M. Guzzo , A.T. Habig , A. Hackenburg , R.W. Hackenburg , H. Hadavand , R. Haenni , A. Hahn , M.D. Haigh , T. Haines , T. Hamernik , P. Hamilton , T. Handler , S. Hans , D. Harris , J. Hartnell , T. Hasegawa , R. Hatcher , A. Hatzikoutelis , S. Hays , E. Hazen , M. Headley , A. Heavey , K.M. Heeger , J. Heise , K. Hennessy , S. Henry , J. Hernandez-Garcia , J. Hewes , A. Higuera , T. Hill , A. Himmel , A. Holin , E.W. Hoppe , S. Horikawa , G. Horton-Smith , M. Hostert , A. Hourlier , B. Howard , J. Howell , J. Hugon , P. Hurh , J. Huston , J. Hylen , J. Insler , G. Introzzi , A. Ioannisian , A. Izmaylov , D.E. Jaffe , C. James , E. James , C.H. Jang , F. Jediny , C. Jen , A. Jhingan , S. Jiménez , M. Johnson , R. Johnson , J. Johnstone , J. Joshi , H. Jostlein , C.K. Jung , T. Junk , A. Kaboth , I. Kadenko , Y. Kamyshkov , G. Karagiorgi , D. Karasavvas , Y. Karyotakis (3) , P. Kaur , B. Kayser , N. Kazaryan , E. Kearns , P.T. Keener , E. Kemp , C. Kendziora , W. Ketchum , S.H. Kettell , M. Khabibullin , A. Khotjantsev , B. Kirby , M. Kirby , J. Klein , Y.J. Ko , T. Kobilarcik , B. Kocaman , L.W. Koerner , S. Kohn , G. Koizumi , A. Kopylov , M. Kordosky , L. Kormos , U. Kose , V.A. Kostelecký , M. Kramer , I. Kreslo , K. Kriesel , W. Kropp , Y. Kudenko , V.A. Kudryavtsev , S. Kulagin , A. Kumar , J. Kumar , L. Kumar , V. Kus , T. Kutter , K. Lande , C. Lane , K. Lang , T. Langford , F. Lanni , A. Laundrie , T. Le , J. Learned , P. Lebrun , D. Lee , W.M. Lee , M.A. Leigui de Oliveira , Q.Z. Li , S. Li , S.W. Li , X. Li , Y. Li , Z. Li , C.S. Lin , S. Lin , R. Linehan , J. Link , Z. Liptak , D. Lissauer , L. Littenberg , B.R. Littlejohn , J. Liu , Q. Liu , T. Liu , S. Lockwitz , N. Lockyer , T. Loew , M. Lokajicek , L. Lomonaco , K. Long , K. Loo , J.P. Lopez , D. Lorca , J.M. Losecco , W. Louis , M. Luethi , K.B. Luk , T. Lundin , X. Luo , T. Lux , J. Lykken , J. Maalampi , A.A. Machado , C.T. Macias , J.R. Macier , R. Maclellan , S. Magill , G. Mahler , K. Mahn , M. Malek , F. Mammoliti , S.K. Mandal , S. Mandodi , S. Manly , A. Mann , A. Marchionni , W. Marciano , D. Marfatia , C. Mariani , J. Maricic , A.D. Marino , M. Marshak , C.M. Marshall , J. Marshall , J. Marteau (1) , J. Martin-Albo , D.A. Martinez Caicedo , M. Masud , S. Matsuno , J. Matthews , C. Mauger , K. Mavrokoridis , R. Mazza , A. Mazzacane , E. Mazzucato (2) , N. Mccauley , E. Mccluskey , N. Mcconkey , K.T. Mcdonald , K.S. Mcfarland , C. Mcgivern , A.M. Mcgowan , C. Mcgrew , S.R. Mcguinness , R. Mckeown , D. Mcnulty , R. Mctaggart , A. Mefodiev , P. Mehta , D. Mei , O. Mena , S. Menary , D.P. Mendez , H. Mendez , A. Menegolli , G. Meng , M. Messier , W. Metcalf , M. Mewes , H. Meyer , T. Miao , R. Milincic , W. Miller , G. Mills , O. Mineev , O.G. Miranda , C.S. Mishra , S.R. Mishra , B. Mitrica , D. Mladenov , I. Mocioiu , K. Moffat , R. Mohanta , N. Mokhov , L. Molina Bueno , C. Montanari , D. Montanari , J. Moon , M. Mooney , C.D. Moore , B. Morgan , C. Morris , W. Morse , C. Mossey , C.A. Moura , J. Mousseau , L. Mualem , M. Muether , S. Mufson , S. Murphy , J. Musser , Y. Nakajima , D. Naples , J. Navarro , D. Navas-Nicolás , J. Nelson , M. Nessi , D. Newbold , M. Newcomer , K.T.T. Nguyen , R. Nichol , T.C. Nicholls , E. Niner , A. Norman , B. Norris , P. Novakova , P. Novella , E. Nowak , J. Nowak , M.S. Nunes , H. O'Keeffe , A. Olivares del Campo , R. Oliveira , A. Olivier , Y. Onishchuk , T. Ovsjannikova , S. Pakvasa , O. Palamara , J. Paley , C. Palomares , E. Pantic , V. Paolone , V. Papadimitriou , S. Paramesvaran , J. Park , S. Parke , Z. Parsa , S. Pascoli , J. Pasternak , J. Pater , R.B. Patterson , S.J. Patton , T. Patzak (4) , B. Paulos , L. Paulucci , Z. Pavlovic , G. Pawloski , D. Payne , S.J.M. Peeters , E. Pennacchio (1) , G.N. Perdue , O.L.G. Peres , L. Periale , J.D. Perkin , K. Petridis , R. Petti , A. Petukhov , P. Picchi , F. Pietropaolo , P. Plonski , R. Plunkett , R. Poling , M. Popovic , R. Pordes , S. Pordes , M. Potekhin , R. Potenza , B. Potukuchi , S. Poudel , J. Pozimski , O. Prokofiev , N. Pruthi , P. Przewlocki , N. Pumulo , D. Pushka , X. Qian , J.L. Raaf , R. Raboanary , V. Radeka , J. Rademacker , B. Radics , A. Radovic , I. Rakhno , H.T. Rakotondramanana , L. Rakotondravohitra , Y.A. Ramachers , R. Rameika , J. Ramsey , A. Rappoldi , G. Raselli , P. Ratoff , B. Rebel , C. Regenfus , J. Reichenbacher , S.D. Reitzner , A. Remoto (3) , A. Renshaw , S. Rescia , L. Rice , K. Rielage , K. Riesselmann , D. Rivera , M. Robinson , L. Rochester , O.B. Rodrigues , P. Rodrigues , B. Roe , R.M. Roser , M. Ross-Lonergan , M. Rossella , J. Rout , S. Roy , A. Rubbia , C. Rubbia , R. Rucinski , C. Rudolph von Rohr , B. Russell , D. Ruterbories , R. Saakyan , K. Sachdev , N. Sahu , P. Sala , N. Samios , F. Sanchez , M.C. Sanchez , W.R. Sands , S. Santana , R. Santorelli , L.M. Santos , G. Santucci , N. Saoulidou , G. Savage , A. Scaramelli , A. Scarpelli (4) , T. Schaffer , H. Schellman , P. Schlabach , D. Schmitz , J. Schneps , K. Scholberg , A. Schukraft , E. Segreto , S. Sehrawat , J.A. Sepulveda-Quiroz , F. Sergiampietri , K. Sexton , L. Sexton-Kennedy , M.H. Shaevitz , J. Shahi , S. Shahsavarani , P. Shanahan , R. Sharma , R.K. Sharma , T. Shaw , D. Shooltz , R. Shrock , N. Simos , J. Sinclair , G. Sinev , I. Singh , J. Singh , J. Singh , V. Singh , F.W. Sippach , K. Siyeon , A. Smith , P. Smith , J. Smolik , M. Smy , E. Snider , P. Snopok , J. Sobczyk , H. Sobel , M. Soderberg , N. Solomey , W. Sondheim , M. Sorel , A. Sousa , K. Soustruznik , M. Spanu , J. Spitz , N.J.C. Spooner , M. Stancari , D. Stefan , A. Stefanik , H.M. Steiner , J. Stewart , J. Stock , S. Stoica , J. Stone , J. Strait , M. Strait , T. Strauss , S. Striganov , R. Sulej , G. Sullivan , Y. Sun , L. Suter , C.M. Sutera , R. Svoboda , B. Szczerbinska , A.M. Szelc , S. Söldner-Rembold , R. Talaga , S. Tariq , E. Tatar , R. Tayloe , K. Terao , M. Thiesse , L.F. Thompson , M. Thomson , C. Thorn , M. Thorpe , X. Tian , D. Tiedt , S.C. Timm , J. Todd , A. Tonazzo (4) , T. Tope , F.R. Torres , M. Torti , M. Tortola , F. Tortorici , M. Toups , C. Touramanis , J. Trevor , M. Tripathi , I. Tropin , W.H. Trzaska , Y. Tsai , K.V. Tsang , A. Tsaris , R. Tsenov , S. Tufanli , C. Tull , J. Turner , M. Tzanov , E. Tziaferi , Y. Uchida , S. Uma Sankar , J. Urheim , T. Usher , M.R. Vagins , P. Vahle , G.A. Valdiviesso , L. Valerio , Z. Vallari , J. Valle , R. van Berg , R. van de Water , F. Varanini , G. Varner , G. Vasseur (2) , K. Vaziri , G. Velev , S. Ventura , A. Verdugo , M.A. Vermeulen , E. Vernon , T. Viant , T.V. Vieira , C. Vignoli , S. Vihonen , C. Vilela , B. Viren , P. Vokac , T. Vrba , T. Wachala , D. Wahl , M. Wallbank , B. Wang , H. Wang , T. Wang , T.K. Warburton , D. Warner , M. Wascko , D. Waters , A. Weber , M. Weber , W. Wei , A. Weinstein , D. Wenman , M. Wetstein , A. White , L.H. Whitehead , D. Whittington , M.J. Wilking , J. Willhite , P. Wilson , R.J. Wilson , P. Wittich , J. Wolcott , H.H. Wong , T. Wongjirad , K. Wood , L.S. Wood , E. Worcester , M. Worcester , S. Wu , W. Xu , C. Yanagisawa , S. Yang , T. Yang , J. Ye , M. Yeh , N. Yershov , K. Yonehara , B. Yu , J. Yu , J. Zalesak , L. Zambelli (3) , B. Zamorano , L. Zang , A. Zani , K. Zaremba , G.P. Zeller , C. Zhang , C. Zhang , Y. Zhou , E.D. Zimmerman , M. Zito (2) , J. Zuklin , V. Zutshi , R. Zwaska

1 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
2 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
3 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
4 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie

ProtoDUNE-SP is the single-phase DUNE Far Detector prototype that is under construction and will be operated at the CERN Neutrino Platform (NP) starting in 2018. ProtoDUNE-SP, a crucial part of the DUNE effort towards the construction of the first DUNE 10-kt fiducial mass far detector module (17 kt total LAr mass), is a significant experiment in its own right. With a total liquid argon (LAr) mass of 0.77 kt, it represents the largest monolithic single-phase LArTPC detector to be built to date. It's technical design is given in this report.

Mots clés: activity report; time projection chamber: liquid argon; time projection chamber: design; far detector; CERN Lab

Domaines: Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]; Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

B. Abi, R. Acciarri, M.A. Acero, M. Adamowski, C. Adams, et al.. The Single-Phase ProtoDUNE Technical Design Report. 2019. ⟨hal-02410822⟩