Doping liquid argon with xenon in ProtoDUNE Single-Phase: effects on scintillation light
Authors: Abed Abud A. , Abi B. , Acciarri R. , Acero M.A. , Adames M.R. , Adamov G. , Adamowski M. , Adams D. , Adinolfi M. , Adriano C. , Aduszkiewicz A. , Aguilar J. , Aimard B. , Akbar F. , Allison K. , Alonso Monsalve S. , Alrashed M. , Alton A. , Alvarez R. , Amar Es-sghir H. , Amedo P. , Anderson J. , Andrade D.A. , Andreopoulos C. , Andreotti M. , Andrews M.P. , Andrianala F. , Andringa S. , Anfimov N. , Ankowski A. , Antoniassi M. , Antonova M. , Antoshkin A. , Aranda-Fernandez A. , Arellano L. , Arrieta Diaz E. , Arroyave M.A. , Asaadi J. , Ashkenazi A. , Asquith L. , Atkin E. , Auguste D. , Aurisano A. , Aushev V. , Autiero D. , Azfar F. , Back A. , Back H. , Back J.J. , Bagaturia I. , Bagby L. , Balashov N. , Balasubramanian S. , Baldi P. , Baldini W. , Baller B. , Bambah B. , Banerjee R. , Barao F. , Barenboim G. , Barham Alzás P. , Barker G.J. , Barkhouse W. , Barr G. , Barranco Monarca J. , Barros A. , Barros N. , Barrow D. , Barrow J.L. , Basharina-Freshville A. , Bashyal A. , Basque V. , Batchelor C. , Bathe-Peters L. , Battat J.B.R. , Battisti F. , Bay F. , Bazetto M.C.Q. , Bazo Alba J.L.L. , Beacom J.F. , Bechetoille E. , Behera B. , Belchior E. , Bell G. , Bellantoni L. , Bellettini G. , Bellini V. , Beltramello O. , Benekos N. , Benitez Montiel C. , Benjamin D. , Bento Neves F. , Berger J. , Berkman S. , Bernardini P. , Bersani A. , Bertolucci S. , Betancourt M. , Betancur Rodríguez A. , Bevan A. , Bezawada Y. , Bezerra A.T. , Bezerra T.J. , Bhat A. , Bhatnagar V. , Bhatt J. , Bhattacharjee M. , Bhattacharya M. , Bhuller S. , Bhuyan B. , Biagi S. , Bian J. , Biery K. , Bilki B. , Bishai M. , Bitadze A. , Blake A. , Blaszczyk F.D. , Blazey G.C. , Blucher E. , Boissevain J. , Bolognesi S. , Bolton T. , Bomben L. , Bonesini M. , Bonilla-Diaz C. , Bonini F. , Booth A. , Boran F. , Bordoni S. , Borges Merlo R. , Borkum A. , Bostan N. , Bracinik J. , Braga D. , Brahma B. , Brailsford D. , Bramati F. , Branca A. , Brandt A. , Bremer J. , Brew C. , Brice S.J. , Brio V. , Brizzolari C. , Bromberg C. , Brooke J. , Bross A. , Brunetti G. , Brunetti M. , Buchanan N. , Budd H. , Buergi J. , Burgardt D. , Butchart S. , Caceres Vera G. , Cagnoli I. , Cai T. , Calabrese R. , Calcutt J. , Calin M. , Calivers L. , Calvo E. , Caminata A. , Campanelli W. , Campos Benitez A. , Canci N. , Capó J. , Caracas I. , Caratelli D. , Carber D. , Carceller J.M. , Carini G. , Carlus B. , Carneiro M.F. , Carniti P. , Caro Terrazas I. , Carranza H. , Carrara N. , Carroll L. , Carroll T. , Carter A. , Casazza D. , Castaño Forero J.F. , Castaño F.A. , Castillo A. , Castromonte C. , Catano-Mur E. , Cattadori C. , Cavalier F. , Cavanna F. , Centro S. , Cerati G. , Cervelli A. , Cervera Villanueva A. , Chakraborty K. , Chalifour M. , Chappell A. , Charitonidis N. , Chatterjee A. , Chen H. , Chen M. , Chen W.C. , Chen Y. , Chen-Wishart Z. , Cherdack D. , Chi C. , Chirco R. , Chitirasreemadam N. , Cho K. , Choate S. , Chokheli D. , Chong P.S. , Chowdhury B. , Christian D. , Chukanov A. , Chung M. , Church E. , Cicala M.F. , Cicerchia M. , Cicero V. , Ciolini R. , Clair J. , Clarke P. , Cline G. , Coan T.E. , Cocco A.G. , Coelho J.A.B. , Cohen A. , Collot J. , Conley E. , Conrad J.M. , Convery M. , Cooke P. , Copello S. , Cova P. , Cox C. , Cremaldi L. , Cremonesi L. , Crespo-Anadón J.I. , Crisler M. , Cristaldo E. , Crnkovic J. , Crone G. , Cross R. , Cudd A. , Cuesta C. , Cui Y. , Cussans D. , Dai J. , Dalager O. , Dallavalle R. , da Motta H. , Dar Z.A. , Darby R. , Da Silva Peres L. , David Q. , Davies G.S. , Davini S. , Dawson J. , De Aguiar R. , De Almeida P. , Debbins P. , De Bonis I. , Decowski M.P. , de Gouvêa A. , De Holanda P.C. , De Icaza Astiz I.L. , De Jong P. , De la Torre A. , Delbart A. , Delepine D. , Delgado M. , Dell'Acqua A. , Delle Monache G. , Delmonte N. , De Lurgio P. , Demario R. , de Mello Neto J.R.T. , DeMuth D.M. , Dennis S. , Densham C. , Denton P. , Deptuch G.W. , De Roeck A. , De Romeri V. , Detje J.P. , Devine J. , Dharmapalan R. , Dias M. , Díaz J.S. , Díaz F. , Di Capua F. , Di Domenico A. , Di Domizio S. , Di Falco S. , Di Giulio L. , Ding P. , Di Noto L. , Diociaiuti E. , Distefano C. , Diurba R. , Diwan M. , Djurcic Z. , Doering D. , Dolan S. , Dolek F. , Dolinski M.J. , Domenici D. , Domine L. , Donati S. , Donon Y. , Doran S. , Douglas D. , Doyle T.A. , Dragone A. , Drielsma F. , Duarte L. , Duchesneau D. , Duffy K. , Dugas K. , Dunne P. , Dutta B. , Duyang H. , Dvornikov O. , Dwyer D.A. , Dyshkant A.S. , Dytman S. , Eads M. , Earle A. , Edayath S. , Edmunds D. , Eisch J. , Englezos P. , Ereditato A. , Erjavec T. , Escobar C.O. , Evans J.J. , Ewart E. , Ezeribe A.C. , Fahey K. , Fajt L. , Falcone A. , Fani' M. , Farnese C. , Farzan Y. , Fedoseev D. , Felix J. , Feng Y. , Fernandez-Martinez E. , Ferraro F. , Ferry G. , Fields L. , Filip P. , Filkins A. , Filthaut F. , Fine R. , Fiorillo G. , Fiorini M. , Fogarty S. , Foreman W. , Fowler J. , Franc J. , Francis K. , Franco D. , Franklin J. , Freeman J. , Fried J. , Friedland A. , Fuess S. , Furic I.K. , Furman K. , Furmanski A.P. , Gaba R. , Gabrielli A. , Gago A.M. , Galizzi F. , Gallagher H. , Gallas A. , Gallice N. , Galymov V. , Gamberini E. , Gamble T. , Ganacim F. , Gandhi R. , Ganguly S. , Gao F. , Gao S. , Garcia-Gamez D. , García-Peris M.Á. , Gardiner S. , Gastler D. , Gauch A. , Gauvreau J. , Gauzzi P. , Ge G. , Geffroy N. , Gelli B. , Gent S. , Gerlach L. , Ghorbani-Moghaddam Z. , Giammaria P. , Giammaria T. , Gibin D. , Gil-Botella I. , Gilligan S. , Gioiosa A. , Giovannella S. , Girerd C. , Giri A.K. , Giugliano C. , Giusti V. , Gnani D. , Gogota O. , Gollapinni S. , Gollwitzer K. , Gomes R.A. , Gomez Bermeo L.V. , Gomez Fajardo L.S. , Gonnella F. , Gonzalez-Diaz D. , Gonzalez-Lopez M. , Goodman M.C. , Goswami S. , Gotti C. , Goudeau J. , Goudzovski E. , Grace C. , Gramellini E. , Gran R. , Granados E. , Granger P. , Grant C. , Gratieri D.R. , Grauso G. , Green P. , Greenberg S. , Greer J. , Griffith W.C. , Groetschla F.T. , Grzelak K. , Gu W. , Guarino V. , Guarise M. , Guenette R. , Guerard E. , Guerzoni M. , Guffanti D. , Guglielmi A. , Guo B. , Guo Y. , Gupta A. , Gupta V. , Gurung G. , Gutierrez D. , Guzowski P. , Guzzo M.M. , Gwon S. , Haaf K. , Habig A. , Hadavand H. , Haenni R. , Hagaman L. , Hahn A. , Haiston J. , Hakenmueller J. , Hamernik T. , Hamilton P. , Hancock J. , Happacher F. , Harris D.A. , Hartnell J. , Hartnett T. , Harton J. , Hasegawa T. , Hasnip C. , Hatcher R. , Hayrapetyan K. , Hays J. , Hazen E. , He M. , Heavey A. , Heeger K.M. , Heise J. , Henry S. , Hernandez Morquecho M.A. , Herner K. , Hewes V. , Higuera A. , Hilgenberg C. , Hillier S.J. , Himmel A. , Hinkle E. , Hirsch L.R. , Ho J. , Hoff J. , Holin A. , Holvey T. , Hoppe E. , Horton-Smith G.A. , Hostert M. , Houdy T. , Howard B. , Howell R. , Hristova I. , Hronek M.S. , Huang J. , Huang R.G. , Hulcher Z. , Ibrahim M. , Iles G. , Ilic N. , Iliescu A.M. , Illingworth R. , Ingratta G. , Ioannisian A. , Irwin B. , Isenhower L. , Ismerio Oliveira M. , Itay R. , Jackson C.M. , Jain V. , James E. , Jang W. , Jargowsky B. , Jena D. , Ji X. , Jiang C. , Jiang J. , Jiang L. , Jipa A. , Joaquim F.R. , Johnson W. , Jones B. , Jones R. , José Fernández D. , Jovancevic N. , Judah M. , Jung C.K. , Junk T. , Jwa Y. , Kabirnezhad M. , Kaboth A.C. , Kadenko I. , Kakorin I. , Kalitkina A. , Kalra D. , Kamiya F. , Kandemir M. , Kaplan D.M. , Karagiorgi G. , Karaman G. , Karcher A. , Karyotakis Y. , Kasai S. , Kasetti S.P. , Kashur L. , Katsioulas I. , Kauther A. , Kazaryan N. , Ke L. , Kearns E. , Keener P.T. , Kelly K.J. , Kemp E. , Kemularia O. , Kermaidic Y. , Ketchum W. , Kettell S.H. , Khabibullin M. , Khan N. , Khvedelidze A. , Kim D. , Kim J. , King B. , Kirby B. , Kirby M. , Klein J. , Kleykamp J. , Klustova A. , Kobilarcik T. , Koch L. , Koehler K. , Koerner L.W. , Koh D.H. , Kolupaeva L. , Korablev D. , Kordosky M. , Kosc T. , Kose U. , Kostelecký V.A. , Kothekar K. , Kotler I. , Kovalcuk M. , Kozhukalov V. , Krah W. , Kralik R. , Kramer M. , Kreczko L. , Krennrich F. , Kreslo I. , Kroupova T. , Kubota S. , Kubu M. , Kudenko Y. , Kudryavtsev V.A. , Kuhlmann S. , Kumar J. , Kumar P. , Kumaran S. , Kunze P. , Kunzmann J. , Kuravi R. , Kurita N. , Kuruppu C. , Kus V. , Kutter T. , Kvasnicka J. , Labree T. , Lackey T. , Lambert A. , Land B.J. , Lane C.E. , Lane N. , Lang K. , Langford T. , Langstaff M. , Lanni F. , Lantwin O. , Larkin J. , Lasorak P. , Last D. , Laudrain A. , Laundrie A. , Laurenti G. , Lavaut E. , Lawrence A. , Laycock P. , Lazanu I. , Lazzaroni M. , Le T. , Leardini S. , Learned J. , LeCompte T. , Lee C. , Legin V. , Lehmann Miotto G. , Lehnert R. , Leigui de Oliveira M.A. , Leitner M. , Leon Silverio D. , Lepin L.M. , Li J.-Y. , Li S.W. , Li Y. , Liao H. , Lin C.S. , Lindebaum D. , Lineros R.A. , Ling J. , Lister A. , Littlejohn B.R. , Liu H. , Liu J. , Liu Y. , Lockwitz S. , Lokajicek M. , Lomidze I. , Long K. , Lopes T.V. , Lopez J. , López de Rego I. , López March N. , Lord T. , LoSecco J.M. , Louis W.C. , Lozano Sanchez A. , Lu X.-G. , Luk K.B. , Lunday B. , Luo X. , Luppi E. , Maalmi J. , MacFarlane D. , Machado A.A. , Machado P. , Macias C.T. , Macier J.R. , MacMahon M. , Maddalena A. , Madera A. , Madigan P. , Magill S. , Magueur C. , Mahn K. , Maio A. , Major A. , Majumdar K. , Man M. , Mandujano R.C. , Maneira J. , Manly S. , Mann A. , Manolopoulos K. , Manrique Plata M. , Manthey Corchado S. , Manyam V.N. , Marchan M. , Marchionni A. , Marciano W. , Marfatia D. , Mariani C. , Maricic J. , Marinho F. , Marino A.D. , Markiewicz T. , Das Chagas Marques F. , Marsden D. , Marshak M. , Marshall C.M. , Marshall J. , Martín-Albo J. , Martinez N. , Martinez Caicedo D.A. , Martínez López F. , Martínez Miravé P. , Martynenko S. , Mascagna V. , Massari C. , Mastbaum A. , Matichard F. , Matsuno S. , Matteucci G. , Matthews J. , Mauger C. , Mauri N. , Mavrokoridis K. , Mawby I. , Mazza R. , Mazzacane A. , McAskill T. , McConkey N. , McFarland K.S. , McGrew C. , McNab A. , Meazza L. , Meddage V.C.N. , Mehta B. , Mehta P. , Melas P. , Mena O. , Mendez H. , Mendez P. , Méndez D.P. , Menegolli A. , Meng G. , Messier M.D. , Metallo S. , Metcalf J. , Metcalf W. , Mewes M. , Meyer H. , Miao T. , Miccoli A. , Michna G. , Mikola V. , Milincic R. , Miller G. , Miller W. , Mineev O. , Minotti A. , Miralles L. , Miranda O.G. , Mironov C. , Miryala S. , Miscetti S. , Mishra C.S. , Mishra S.R. , Mislivec A. , Mitchell M. , Mladenov D. , Mocioiu I. , Mogan A. , Moggi N. , Mohanta R. , Mohayai T.A. , Mokhov N. , Molina J. , Molina Bueno L. , Montagna E. , Montanari A. , Montanari C. , Montanari D. , Montanino D. , Montaño Zetina L.M. , Mooney M. , Moor A.F. , Moore Z. , Moreno D. , Moreno-Palacios O. , Morescalchi L. , Moretti D. , Moretti R. , Morris C. , Mossey C. , Mote M. , Moura C.A. , Mouster G. , Mu W. , Mualem L. , Mueller J. , Muether M. , Muheim F. , Muir A. , Mulhearn M. , Munford D. , Munteanu L.J. , Muramatsu H. , Muraz J. , Murphy M. , Murphy T. , Muse J. , Mytilinaki A. , Nachtman J. , Nagai Y. , Nagu S. , Nalbandyan M. , Nandakumar R. , Naples D. , Narita S. , Nath A. , Navrer-Agasson A. , Nayak N. , Nebot-Guinot M. , Nehm A. , Nelson J.K. , Neogi O. , Nesbit J. , Nessi M. , Newbold D. , Newcomer M. , Nichol R. , Nicolas-Arnaldos F. , Nikolica A. , Nikolov J. , Niner E. , Nishimura K. , Norman A. , Norrick A. , Novella P. , Nowak J.A. , Oberling M. , Ochoa-Ricoux J.P. , Oh S. , Oh S.B. , Olivier A. , Olshevskiy A. , Olson T. , Onel Y. , Onishchuk Y. , Oranday A. , Osbiston M. , Osorio Vélez J.A. , Otiniano Ormachea L. , Ott J. , Pagani L. , Palacio G. , Palamara O. , Palestini S. , Paley J.M. , Pallavicini M. , Palomares C. , Pan S. , Panda P. , Panduro Vazquez W. , Pantic E. , Paolone V. , Papadimitriou V. , Papaleo R. , Papanestis A. , Papoulias D. , Paramesvaran S. , Paris A. , Parke S. , Parozzi E. , Parsa S. , Parsa Z. , Parveen S. , Parvu M. , Pasciuto D. , Pascoli S. , Pasqualini L. , Pasternak J. , Patrick C. , Patrizii L. , Patterson R.B. , Patzak T. , Paudel A. , Paulucci L. , Pavlovic Z. , Pawloski G. , Payne D. , Pec V. , Pedreschi E. , Peeters S.J.M. , Pena Perez A. , Pennacchio E. , Penzo A. , Peres O.L.G. , Perez Gonzalez Y.F. , Pérez-Molina L. , Pernas C. , Perry J. , Pershey D. , Pessina G. , Petrillo G. , Petta C. , Petti R. , Pia V. , Pickering L. , Pietropaolo F. , Pimentel V.L. , Pinaroli G. , Pinchault J. , Plows K. , Plunkett R. , Pollack C. , Pollman T. , Pompa F. , Pons X. , Poonthottathil N. , Poppi F. , Pordes S. , Porter J. , Potekhin M. , Potenza R. , Pozimski J. , Pozzato M. , Prakash S. , Prakash T. , Pratt C. , Prest M. , Psihas F. , Pugnere D. , Qian X. , Raaf J.L. , Radeka V. , Rademacker J. , Radics B. , Rafique A. , Raguzin E. , Rai M. , Rajaoalisoa M. , Rakhno I. , Rakotondravohitra L. , Ralte L. , Ramirez Delgado M.A. , Ramson B. , Rappoldi A. , Raselli G. , Ratoff P. , Ray R. , Razafinime H. , Rea E.M. , Real J.S. , Rebel B. , Rechenmacher R. , Reggiani-Guzzo M. , Reichenbacher J. , Reitzner S.D. , Rejeb Sfar H. , Renner E. , Renshaw A. , Rescia S. , Resnati F. , Restrepo D. , Reynolds C. , Ribas M. , Riboldi S. , Riccio C. , Riccobene G. , Ricol J.S. , Rigan M. , Rincón E.V. , Ritchie-Yates A. , Ritter S. , Rivera D. , Rivera R. , Robert A. , Rocabado Rocha J.L. , Rochester L. , Roda M. , Rodrigues P. , Rodriguez Alonso M.J. , Rodriguez Rondon J. , Rosauro-Alcaraz S. , Rosier P. , Ross D. , Rossella M. , Rossi M. , Ross-Lonergan M. , Roy N. , Roy P. , Rubbia C. , Ruggeri A. , Ruiz Ferreira G. , Russell B. , Ruterbories D. , Rybnikov A. , Saa-Hernandez A. , Saakyan R. , Sacerdoti S. , Sahoo S.K. , Sahu N. , Sala P. , Samios N. , Samoylov O. , Sanchez M.C. , Sánchez Bravo A. , Sanchez-Lucas P. , Sandberg V. , Sanders D.A. , Sankey D. , Santoro D. , Saoulidou N. , Sapienza P. , Sarasty C. , Sarcevic I. , Sarra I. , Savage G. , Savinov V. , Scanavini G. , Scaramelli A. , Scarff A. , Schefke T. , Schellman H. , Schifano S. , Schlabach P. , Schmitz D. , Schneider A.W. , Scholberg K. , Schukraft A. , Schuld B. , Segreto E. , Selyunin A. , Senise C.R. , Sensenig J. , Shaevitz M.H. , Shanahan P. , Sharma P. , Kumar R. , Shaw K. , Shaw T. , Shchablo K. , Shepherd-Themistocleous C. , Sheshukov A. , Shi W. , Shin S. , Shivakoti S. , Shoemaker I. , Shooltz D. , Shrock R. , Siddi B. , Silber J. , Simard L. , Sinclair J. , Sinev G. , Singh Jaydip , Singh J. , Singh L. , Singh P. , Singh V. , Singh Chauhan S. , Sipos R. , Sironneau C. , Sirri G. , Siyeon K. , Skarpaas K. , Smedley J. , Smith E. , Smith J. , Smith P. , Smolik J. , Smy M. , Snape M. , Snider E.L. , Snopok P. , Snowden-Ifft D. , Soares Nunes M. , Sobel H. , Soderberg M. , Sokolov S. , Solano Salinas C.J. , Söldner-Rembold S. , Soleti S.R. , Solomey N. , Solovov V. , Sondheim W.E. , Sorel M. , Sotnikov A. , Soto-Oton J. , Sousa A. , Soustruznik K. , Spinella F. , Spitz J. , Spooner N.J.C. , Spurgeon K. , Stalder D. , Stancari M. , Stanco L. , Steenis J. , Stein R. , Steiner H.M. , Steklain Lisbôa A.F. , Stepanova A. , Stewart J. , Stillwell B. , Stock J. , Stocker F. , Stokes T. , Strait M. , Strauss T. , Strigari L. , Stuart A. , Suarez J.G. , Subash J. , Surdo A. , Suter L. , Sutera C.M. , Sutton K. , Suvorov Y. , Svoboda R. , Swain S.K. , Szczerbinska B. , Szelc A.M. , Sztuc A. , Taffara A. , Talukdar N. , Tamara J. , Tanaka H.A. , Tang S. , Taniuchi N. , Tapia Casanova A.M. , Tapia Oregui B. , Tapper A. , Tariq S. , Tarpara E. , Tatar E. , Tayloe R. , Tedeschi D. , Teklu A.M. , Tena Vidal J. , Tennessen P. , Tenti M. , Terao K. , Terranova F. , Testera G. , Thakore T. , Thea A. , Thiebault A. , Thompson A. , Thorn C. , Timm S.C. , Tiras E. , Tishchenko V. , Todorović N. , Tomassetti L. , Tonazzo A. , Torbunov D. , Torti M. , Tortola M. , Tortorici F. , Tosi N. , Totani D. , Toups M. , Touramanis C. , Tran D. , Travaglini R. , Trevor J. , Triller E. , Trilov S. , Truncali D. , Trzaska W.H. , Tsai Y. , Tsai Y.-T. , Tsamalaidze Z. , Tsang K.V. , Tsverava N. , Tu S.Z. , Tufanli S. , Turner J. , Tuzi M. , Tyler J. , Tyley E. , Tzanov M. , Uchida M.A. , Ureña González J. , Urheim J. , Usher T. , Utaegbulam H. , Uzunyan S. , Vagins M.R. , Vahle P. , Valder S. , Valdiviesso G.A. , Valencia E. , Valentim R. , Vallari Z. , Vallazza E. , Valle J.W.F. , Van Berg R. , Van de Water R.G. , Forero D.V. , Van Nuland-Troost M. , Varanini F. , Vargas Oliva D. , Varner G. , Vasina S. , Vaughan N. , Vaziri K. , Vega J. , Ventura S. , Verdugo A. , Vergani S. , Verzocchi M. , Vetter K. , Vicenzi M. , Vieira de Souza H. , Vignoli C. , Villa E. , Viren B. , Vizcaya-Hernandez A. , Vrba T. , Vuong Q. , Waldron A.V. , Wallbank M. , Walsh J. , Walton T. , Wang H. , Wang J. , Wang L. , Wang M.H.L.S. , Wang X. , Wang Y. , Warburton K. , Warner D. , Warsame L. , Wascko M.O. , Waters D. , Watson A. , Wawrowska K. , Weber A. , Weber M. , Wei H. , Weinstein A. , Wenzel H. , Westerdale S. , Wetstein M. , Whalen K. , Whilhelmi J. , White A. , White A. , Whitehead L.H. , Whittington D. , Wilking M.J. , Wilkinson A. , Wilkinson C. , Wilson F. , Wilson R.J. , Winter P. , Wisniewski W. , Wolcott J. , Wolfs J. , Wongjirad T. , Wood A. , Wood K. , Worcester E. , Worcester M. , Wospakrik M. , Wresilo K. , Wret C. , Wu S. , Wu W. , Wu W. , Wurm M. , Wyenberg J. , Xiao Y. , Xiotidis I. , Yaeggy B. , Yahlali N. , Yandel E. , Yang K. , Yang T. , Yankelevich A. , Yershov N. , Yonehara K. , Young T. , Yu B. , Yu H. , Yu J. , Yu Y. , Yuan W. , Zaki R. , Zalesak J. , Zambelli L. , Zamorano B. , Zani A. , Zapata O. , Zazueta L. , Zeller G.P. , Zennamo J. , Zeug K. , Zhang C. , Zhang S. , Zhao M. , Zhivun E. , Zimmerman E.D. , Zucchelli S. , Zuklin J. , Zutshi V. , Zwaska R. ,   The DUNE collaboration
Published: August 2024

Doping of liquid argon TPCs (LArTPCs) with a small
concentration of xenon is a technique for light-shifting and
facilitates the detection of the liquid argon scintillation
light. In this paper, we present the results of the first doping
test ever performed in a kiloton-scale LArTPC. From February to May
2020, we carried out this special run in the single-phase DUNE Far
Detector prototype (ProtoDUNE-SP) at CERN, featuring 720 t of total
liquid argon mass with 410 t of fiducial mass. A 5.4 ppm nitrogen
contamination was present during the xenon doping campaign. The goal
of the run was to measure the light and charge response of the
detector to the addition of xenon, up to a concentration of
18.8 ppm. The main purpose was to test the possibility for
reduction of non-uniformities in light collection, caused by
deployment of photon detectors only within the anode planes. Light
collection was analysed as a function of the xenon concentration, by
using the pre-existing photon detection system (PDS) of ProtoDUNE-SP
and an additional smaller set-up installed specifically for this
run. In this paper we first summarize our current understanding of
the argon-xenon energy transfer process and the impact of the
presence of nitrogen in argon with and without xenon dopant. We then
describe the key elements of ProtoDUNE-SP and the injection method
deployed. Two dedicated photon detectors were able to collect the
light produced by xenon and the total light. The ratio of these
components was measured to be about 0.65 as 18.8 ppm of xenon were
injected. We performed studies of the collection efficiency as a
function of the distance between tracks and light detectors,
demonstrating enhanced uniformity of response for the anode-mounted
PDS. We also show that xenon doping can substantially recover light
losses due to contamination of the liquid argon by nitrogen.