Precise measurements of the spin structure functions of the proton ${g}_{1}^{p}(x,{Q}^{2})$ and deuteron ${g}_{1}^{d}(x,{Q}^{2})$ are presented over the kinematic range $0.0041\ensuremath{\le}x\ensuremath{\le}0.9$ and $0.18\text{ }\text{ }{\mathrm{GeV}}^{2}\ensuremath{\le}{Q}^{2}\ensuremath{\le}20\text{ }\text{ }{\mathrm{GeV}}^{2}$. The data were collected at the HERMES experiment at DESY, in deep-inelastic scattering of 27.6 GeV longitudinally polarized positrons off longitudinally polarized hydrogen and deuterium gas targets internal to the HERA storage ring. The neutron spin structure function ${g}_{1}^{n}$ is extracted by combining proton and deuteron data. The integrals of ${g}_{1}^{p,d}$ at ${Q}^{2}=5\text{ }\text{ }{\mathrm{GeV}}^{2}$ are evaluated over the measured $x$ range. Neglecting any possible contribution to the ${g}_{1}^{d}$ integral from the region $x\ensuremath{\le}0.021$, a value of $0.330\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.011(\mathrm{theo})\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.025(\mathrm{exp})\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.028(\mathrm{evol})$ is obtained for the flavor-singlet axial charge ${a}_{0}$ in a leading-twist next-to-next-to-leading-order analysis.

We present detailed observations of the bright short-hard gamma-ray burst GRB 090510 made with the Gamma-ray Burst Monitor (GBM) and Large Area Telescope (LAT) on board the Fermi observatory. GRB 090510 is the first burst detected by the LAT that shows strong evidence for a deviation from a Band spectral fitting function during the prompt emission phase. The time-integrated spectrum is fit by the sum of a Band function with $\Epeak = 3.9\pm 0.3$\,MeV, which is the highest yet measured, and a hard power-law component with photon index $-1.62\pm 0.03$ that dominates the emission below $\approx$\,20\,keV and above $\approx$\,100\,MeV. The onset of the high-energy spectral component appears to be delayed by $\sim$\,0.1\,s with respect to the onset of a component well fit with a single Band function. A faint GBM pulse and a LAT photon are detected 0.5\,s before the main pulse. During the prompt phase, the LAT detected a photon with energy $30.5^{+5.8}_{-2.6}$ GeV, the highest ever measured from a short GRB. Observation of this photon sets a minimum bulk outflow Lorentz factor, $\Gamma\ga$\,1200, using simple $\gamma\gamma$ opacity arguments for this GRB at redshift $z = 0.903$ and a variability time scale on the order of tens of ms for the $\approx$\,100\,keV--few MeV flux. Stricter high confidence estimates imply $\Gamma \ga 1000$ and still require that the outflows powering short GRBs are at least as highly relativistic as those of long duration GRBs. Implications of the temporal behavior and power-law shape of the additional component on synchrotron/synchrotron self-Compton (SSC), external-shock synchrotron, and hadronic models are considered.

Azimuthal single-spin asymmetries of lepto-produced pions and charged kaons were measured on a transversely polarized hydrogen target. Evidence for a naive-T-odd, transverse-momentum-dependent parton distribution function is deduced from non-vanishing Sivers effects for pi+, pi0, and K+, K-, as well as in the difference of the pi+ and pi- cross sections.

Weakly interacting massive particles (WIMPs) are a theoretical class of particles that are excellent dark matter candidates. WIMP annihilation or decay may produce essentially monochromatic γ rays detectable by the Fermi Large Area Telescope (LAT) against the astrophysical γ-ray emission of the Galaxy. We have searched for spectral lines in the energy range 5–300 GeV using 3.7 years of data, reprocessed with updated instrument calibrations and an improved energy dispersion model compared to the previous Fermi-LAT Collaboration line searches. We searched in five regions selected to optimize sensitivity to different theoretically motivated dark matter density distributions. We did not find any globally significant lines in our a priori search regions and present 95% confidence limits for annihilation cross sections of self-conjugate WIMPs and decay lifetimes. Our most significant fit occurred at 133 GeV in our smallest search region and had a local significance of 3.3 standard deviations, which translates to a global significance of 1.5 standard deviations. We discuss potential systematic effects in this search, and examine the feature at 133 GeV in detail. We find that the use both of reprocessed data and of additional information in the energy dispersion model contributes to the reduction in significance of the linelike feature near 130 GeV relative to significances reported in other works. We also find that the feature is narrower than the LAT energy resolution at the level of 2 to 3 standard deviations, which somewhat disfavors the interpretation of the 133 GeV feature as a real WIMP signal.18 MoreReceived 23 May 2013DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.88.082002© 2013 American Physical Society

Abstract Next-generation high-energy physics experiments will employ high-granularity detectors with thousands of readout channels, necessitating the use of low-power, compact ASICs. The CAEN FrontEnd Readout System (FERS) 5200 integrates these ASICs within small, synchronizable, and distributable systems featuring both Front and Back Ends. The A5203 FERS module incorporates the recently released CERN picoTDC ASIC, enabling high-resolution timing measurements for Time of Arrival (ToA) and Time over Threshold (ToT). In this work, we analyze the performance of the A5203 unit, which has a 3.125 ps least significant bit (LSB), delivering ToA measurements with an RMS resolution of approximately 7 ps for signals of fixed amplitude, and approximately 20 ps RMS for input signals with variable amplitude over a 50 dB dynamic range over a single board. The amplitude-dependent walk effect is corrected using ToT, which, in addition to walk correction, is also utilised for signal amplitude reconstruction and background reduction. The A5203 has been successfully applied across various experimental and industrial contexts. In the concluding section of this paper, we will discuss its application within the ProVision project: a PET scanner specialised in imaging aggressive prostate cancer at an early-stage.