The DEAP-3600 liquid argon optical model and NEST updates
本文介绍了DEAP-3600暗物质探测器的液氩光学模型,通过综合热力学数据估算关键光学参数及其不确定性,并展示了NEST模拟软件的更新。
2024-01-03 hep-ex physics.ins-det
Design and Construction of the DEAP-3600 Dark Matter Detector
利用氩脉冲形状鉴别(DEAP)的暗物质实验是为了使用单相液态氩靶直接探测粒子暗物质而设计的。对于100 GeV/ $c^2$质量的弱相互作用大质量粒子(WIMP)在核子上的自旋无关散射,DEAP-3600的投影截面灵敏度为$10^{-46}~\rm{cm}^{2}$,基准曝光量为3吨-年。本文介绍了DEAP-3600探测器的物理性能和结构。
2018-04-10 astro-ph.IM hep-ex
DEAP-3600 Dark Matter Search
DEAP-3600实验位于安大略省萨德伯里的SNOLAB地下2公里处。它是一个单相探测器,在1000公斤的基准质量液态氩靶内搜索暗物质粒子的相互作用。第一代原型探测器(DEAP-1)具有7公斤液态氩靶质量,显示出高水平的脉冲形状鉴别(PSD),可减少$β$ / $γ$背景,并有助于开发低放射性技术,以减少与表面相关的$α$背景。DEAP-3600探测器的建造已接近完成,将于2014年开始试运行。弱相互作用大质量粒子(WIMP)在10 $^{-46}$ cm $^2$核子上的自旋无关散射的目标灵敏度将允许在100 GeV WIMP质量下比当前搜索的灵敏度提高一个数量级。本文介绍了DEAP-3600项目的概况和现状,并讨论了未来多吨级实验DEAP-50 T的计划。
2015-08-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Dark Matter Search with the DEAP-3600 Detector using the Profile Likelihood Ratio Method
Carleton University(卡尔顿大学);Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute, Queen’s University(阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所,女王大学);Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所);TRIUMF(特里姆夫实验室);Department of Physics, University of Alberta(阿尔伯塔大学物理系);Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福·阿普尔顿实验室);School of Natural Sciences, Laurentian University(劳伦森大学理学院)
DEAP-3600探测器利用轮廓似然比方法分析790.8活时间的数据,通过能量、脉冲形状判别参数和探测器内重建位置三个参数提高信号灵敏度,排除了暗物质粒子与氩核的非轨道交叉截面。
2026-03-14 astro-ph.CO hep-ex
Precision Measurement of the Specific Activity of $^{39}$Ar in Atmospheric Argon with the DEAP-3600 Detector
利用DEAP-3600探测器测量大气氩中$^{39}$Ar的比活度,结果为(0.964±0.024) Bq/kg,与其他实验一致。
2023-10-10 hep-ex physics.ins-det
First direct detection constraints on Planck-scale mass dark matter with multiple-scatter signatures using the DEAP-3600 detector
具有普朗克尺度质量的暗物质粒子($\simeq10^{19}\text{GeV}/c^2$)出现在动机良好的理论中,可以由几种宇宙学机制产生。利用SNOLAB的3.3吨单相液态氩基暗物质实验DEAP-3600在813 d的生存时间内收集的数据进行盲分析,寻找超大质量暗物质,寻找多重散射信号。没有观察到候选信号事件,导致普朗克尺度质量暗物质的第一个直接检测限制。前导极限将暗物质的质量限制在$8.3\times10^{6}$和$1.2\times10^{19} \text{GeV}/c^2$之间,并将$^{40}$ Ar上的散射截面限制在$1.0\times10^{-23}$和$2.4\times10^{-18} \text{cm}^2$之间。这些被用来约束两个复合暗物质模型。
2022-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Constraints on dark matter-nucleon effective couplings in the presence of kinematically distinct halo substructures using the DEAP-3600 detector
DEAP-3600是一种单相液氩探测器,旨在直接探测弱相互作用大质量粒子(WIMP),位于SNOLAB(Sudbury,Canada)。在分析了运行第一年的数据后,我们用零结果来确定WIMP-核子自旋无关的等截面截面的上限。本研究在非相对论有效场论框架内重新解释了这一结果,并进一步研究了本地暗物质晕中各种可能的子结构如何影响这些约束。盖亚卫星和其他最近的天文调查观测到的局部恒星分布中的运动学结构暗示了这种子结构。这些包括盖亚香肠(或土卫二),以及一些在最近的研究中确定的不同的溪流。给出了有效接触相互作用算子$\mathcal{O}_1$、$\mathcal{O}_3$、$\mathcal{O}_5$、$\mathcal{O}_8$和$\mathcal{O}_{11}$的耦合强度的限制,考虑了等势、等矢量和疏异性的情况,以及对应于毫电荷、磁偶极子、电偶极子和回极点相互作用的特定算子。晕子结构对每个这些运营商的影响进行了探讨,以及,表明$\mathcal{O}_5$和$\mathcal{O}_8$运营商是特别敏感的速度分布,即使在暗物质质量超过100 GeV/ $c^2$。
2022-01-05 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
A radon emanation measurement system at the Carleton Noble Liquid Detector Laboratory
Department of Physics, Carleton University(卡尔顿大学物理系)
该研究开发了用于低背景实验的氡逸出测量系统,通过不锈钢逸出室、低背景ZnS(Ag)细胞和氡转移收集装置,研究材料在真空条件下的氡逸出,并用于减少未来稀有事件搜索实验的背景。
2026-04-28 hep-ex physics.ins-det
First evidence of neutrino absorption on argon using $^{8}$B solar neutrinos in DEAP-3600
Carleton University(卡尔顿大学);TRIUMF(特利尔姆夫实验室);University of Alberta(阿尔伯塔大学);Laurentian University(劳伦森大学);Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute, Queen’s University(阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所,女王大学);INFN Cagliari(意大利国家核物理研究所卡利亚里分部);Queen’s University(女王大学)
利用DEAP-3600探测器,通过$^{8}$B太阳中微子与$^{40}$Ar的相互作用,观测到电子中微子电荷电流相互作用的证据,得出中微子吸收的交叉截面,并高于预测值。
2026-05-12 hep-ex
Measurement of the muon flux at SNOLAB using the DEAP-3600 experiment
Carleton University(卡尔顿大学);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学);TRIUMF(特利尔姆夫实验室);University of Alberta(阿尔伯塔大学);Laurentian University(劳伦森大学);Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute, Queen’s University(女王大学阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所);INFN Cagliari(意大利国家核物理研究院卡利亚里分部)
本研究利用DEAP-3600实验测量SNOLAB处缪子通量,通过符合分析得到其通量值,结果与SNO实验及MUTE软件模拟相符,为稀有事例搜寻提供重要基准。
2026-08-24 hep-ex
First results from the DEAP-3600 dark matter search with argon at SNOLAB
本文报道了用DEAP-3600单相液氩(LAr)探测器直接搜索暗物质的第一批结果。实验在SNOLAB(Sudbury,Canada)地下2公里处进行,使用大靶质量,LAr靶包含在3600 kg容量的球形丙烯酸容器中。LAr由光电倍增管阵列观察,光电倍增管阵列将记录由暗物质粒子散射引起的罕见核反冲信号产生的闪烁光。对在初始填充阶段期间用几乎满的探测器采集的4.44个存活日(基准暴露量为9.87吨-日)的数据的分析表明,在氩气中使用脉冲形状辨别的探测器性能和最佳电子反冲抑制,具有泄漏$<1.2\times 10^{-7}$(90% C.L.)在16和33 keV之间的$_{ee}$。没有观察到候选信号事件,这导致了氩上WIMP-核子自旋无关截面的领先极限,对于100 GeV/c $^2$质量(90% C. L.)的$<1.2\times 10^{-44}$ cm $^2$。
2018-08-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Relative Measurement and Extrapolation of the Scintillation Quenching Factor of $α$-Particles in Liquid Argon using DEAP-3600 Data
利用DEAP-3600数据,通过测量氡及其子体同位素的闪烁猝灭,量化了液氩中α粒子猝灭因子外推至低能区的不确定性。
2025-10-09 hep-ex physics.ins-det
The measurement of alpha_s from event shapes with the DELPHI detector at the highest LEP energies
强子事件的形状分布,确定从183和207 GeV之间的e+e-碰撞的数据。从中提取了O(alpha_s^2)、NLLA和匹配O(alpha_s^2)+NLLA理论中的强耦合α_s。强子化校正评价与碎裂模型发电机以及分析功率分析。将这些测量结果与在M_Z处及其附近获得的测量结果进行比较,可以从所有DELPHI数据中组合测量alpha_s,并测试强耦合的能量依赖性。
2004-06-02 hep-ex
Determination of alpha_S using hadronic event shape distributions of data taken with the OPAL detector
总结了用OPAL探测器在91 ~ 209 GeV质心能量范围内测量强子事件形状分布测量强耦合α S的情况。对于这种测量强子事件的形状分布进行了比较,理论预测的基础上下一个下一个领导的计算(NNLO)和NNLO结合的图解下一个领导的对数计算(NLLA)。使用NNLO计算的组合结果为α_S(MZ)=0.1201+-0.0008(统计)+- 0.0013(实验)+- 0.0010(had.)+- 0.0024(理论值)用NLLO和NLLA计算的结果是α_S(MZ)=0.1189+-0.0008(stat.)+- 0.0016(实验)=- 0.0010(had.)+- 0.0036(理论值),这两项测量值都与世界平均值一致。
2011-05-24 hep-ex
Measurement of the energy dependence of hadronic jet rates and the strong coupling alpha_s from the four-jet rate with the DELPHI detector at LEP
从LEP的DELPHI探测器收集的数据中选择了能量范围从89 GeV到209 GeV的强子事件,确定了它们的喷流率,并与四种不同事件发生器的预测进行了比较。其中之一是最近开发的APACIC++发生器,它进行了大量的矩阵元素计算匹配的部分子簇射,然后串分裂。四喷流速率用于测量次领先阶近似中的α_s,得到α_s(M_Z^2)= 0.1175 +/- 0.0030。对用四喷流事件确定的α_s的运行进行了测试。测得对数能量斜率为dα_s^{-1} / d \log E_{cm} = 1.14 +/- 0.36。由于分析是基于四喷流的最终状态,它代表了一种替代的方法,以前的DELPHI α_s测量使用事件形状分布。
2004-10-25 hep-ex
Determination of alpha_s using Jet Rates at LEP with the OPAL detector
利用LEP对撞机在e+e碰撞中产生的强子事件和OPAL探测器记录的强子事件来形成基于重构喷流数量的分布。这些数据是在1995年至2000年期间收集的,对应的能量为91 GeV,130-136 GeV和161-209 GeV。使用四种不同的射流发现算法(Cone、JADE、Durham和Cambridge)确定射流速率。采用Durham和Cambridge算法的差分双射流速率和平均射流速率,通过拟合一个表达式来测量LEP能量范围内的α(s),在该表达式中,α_2s计算值与NLLA预测值相匹配,并拟合到数据。结合在不同质心能量下的测量,确定α_s(Mz)值为α(s)(Mz)=0.1177+-0.0006(stat.)+- 0.0012$(预期)+- 0.0010(had.)+- 0.0032(理论值)\.
2005-07-11 hep-ex
Measurement of the parity-violating asymmetry parameter alpha_b and the helicity amplitudes for the decay Lambda_b->J/psi+Lambda with the ATLAS detector
本文报道了宇称破坏衰变非对称性参数α_b和衰变λ_b->J/psi(mu mu)+ λ(p pi)的螺旋度振幅的测量结果。分析是基于在4.6/fb的质子-质子碰撞数据中选择的1400个Lambda_b和反Lambda_b重子,其质心能量为7 TeV,由ATLAS实验在LHC记录。通过在CP守恒的假设下组合Lambda_b和反Lambda_b样本,测得alpha_b的值为0.30+/-0.16(stat)+/-0.06(syst)。这种测量提供了一个测试的理论模型的基础上微扰QCD或重夸克有效理论。
2014-04-03 hep-ex
Search for dark matter with a 231-day exposure of liquid argon using DEAP-3600 at SNOLAB
DEAP-3600是一个单相液氩(LAr)直接探测暗物质实验,在SNOLAB(加拿大萨德伯里)地下2公里处运行。该探测器由3279公斤的LAr包含在一个球形丙烯酸容器。本文报告了在运行的第一年期间,在231个存活日期间,对758吨\cdot日暴露量进行的分析。在所关注的WIMP搜索区域中没有观察到候选信号事件,这导致在90\% C下对于100 GeV/c $^{2}$(1 TeV/c $^{2}$)WIMP质量,LAr靶上WIMP-核子自旋无关截面的领先极限为$3.9\times10^{-45}$ cm $^{2}$($1.5\times10^{-44}$ cm $^{2}$)。L.除了一个详细的背景模型,该分析表明,最好的脉冲形状歧视在LAr阈值,采用贝叶斯光电子计数技术,以提高能量分辨率和歧视效率,并利用两个位置重建算法的基础上PMT电荷和光子到达时间。
2019-07-04 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Search for a vector gauge boson in phi meson decays with the KLOE detector
DAPHNE的KLOE探测器已经测试了光暗力介质的存在。这个粒子,叫做U,使用衰变链phi-->etaU,eta-->pi+ pi-pi 0,U-->e+e-来搜索。在1.5 fb-1的数据中没有发现证据。由此得到的排阻图涵盖了5<M_U<470 MeV的质量范围,在90% C. L时,U玻色子耦合常数与精细结构常数之比α '/α的上限为<= 2 × 10 ^-5。对于50<M_U<420 MeV。
2011-11-16 hep-ex
Alpha-event and surface characterisation in segmented true-coaxial HPGe detectors
本文详细研究了高纯锗探测器端板钝化层的α相互作用。在这样的表面上观测到的α事件表明,有一个厚度不到20 μm的所谓“死层”,这是出乎意料的薄。此外,金属化接近端板上的输出脉冲的时间演化的影响进行了讨论。结果表明,α污染可能导致事件,可能被误认为是无中微子双β衰变的信号,并提供了一些指导,如何防止这种情况。
2018-01-28 hep-ex physics.ins-det
Measurement of top quark polarization in top-antitop events from proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV using the ATLAS detector
这封信介绍了利用大型强子对撞机ATLAS探测器在sqrt(s)= 7 TeV时记录的4.7 fb^-1质子-质子碰撞数据,测量顶夸克-反顶夸克对事件中顶夸克的极化。包含一个或两个孤立的轻子(电子或μ子)和喷流的最终状态被认为是。假设顶夸克极化是由CP守恒(CPC)或CP破坏(CPV)产生过程引入的,对轻子自旋分析本领与顶夸克极化的乘积alpha_1P进行了两次测量.测量值α_1 P_CPC = -0.035 +/- 0.014(stat)+/- 0.037(syst)和α_1 P_CPV = 0.020 +/- 0.016(stat)+0.013 -0.017(syst),与标准模型预测的可以忽略的顶夸克极化符合得很好。
2013-09-10 hep-ex
Detailed investigation on the Geant4 simulation of alpha particles in liquid scintillator detector
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
本研究用Geant4模拟液体闪烁体中α粒子能量沉积,发现δ电子涨落主导响应,产生阈值影响大于电磁模型,模拟与SNO+数据兼容。
2026-09-22 hep-ex
Development of an alpha-particle imaging detector based on a low radioactivity micro-time-projection chamber
在寻找暗物质或无中微子双β衰变等稀有事件的实验中,一个重要的问题是减少探测器材料和实验环境的放射性。选择具有低放射性杂质的材料,例如铀和钍链的同位素,需要精确测量表面和本体放射性。针对第一种情况,研制了基于气体微时间投影室的α粒子探测器。在检测器中安装了具有降低的α发射背景的低α μ-PIC。该探测器具有位置灵敏度的优点,可同时对样品的α粒子污染进行成像和测量背景。通过使用α粒子源测量探测器性能。还演示了样品的测量,并讨论了灵敏度。
2019-10-30 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Measurement of the Running of the Fine-Structure Constant
利用LEP L3探测器在\sqrt{s} =189 GeV处记录的Bhabha散射数据,测量了类空动量转移的有效精细结构常数的变化。结果是α ^-1(-2.1 GeV^2)-α ^-1(-6.25 GeV^2)= 0.78 +/- 0.26 α ^-1(-12.25 GeV^2)-α ^-1(-3434 GeV^2)= 3.80 +/- 1.29,与理论预测一致。
2000-02-14 hep-ex
Multi-Jet Event Rates in Deep Inelastic Scattering and Determination of the Strong Coupling Constant
应用修正的JADE喷流算法研究了HERA深部非弹性EP散射中的喷流事件率。分析使用了1994年和1995年H1探测器采集的数据。的数据进行了校正的检测器和强子化的影响,然后与微扰QCD预测使用下到领先的顺序计算。强耦合常数α_S(M_Z^2)是通过估算喷流事件速率而确定的。在40 GeV ~ 2到4000 GeV ~ 2的负平方动量传递~ $\qq$的四个不同的仓中提取α_S(Q^2)的值。将重整化群方程与这几个α_S(Q^2)值组合拟合得到α_S(M_Z^2)= 0.117+-0.003(stat)+0.009-0.013(syst)+0.006(jet算法)。
1998-08-29 hep-ex
Validation of electrodeposited 241Am alpha-particle sources for use in liquified gas detectors at cryogenic temperatures
本文提出了一种适用于低温高真空液化气实验装置的α粒子源验证流程,可用于液氩基中微子与暗物质探测器研发,已在电沉积241Am源上完成应用验证。
2024-03-12 hep-ex physics.ins-det
The science and technology of liquid argon detectors
本文系统综述液氩探测器的物理化学基础、量能器/闪烁体/TPC等技术形态及其在ATLAS、DUNE、暗物质实验中的应用,并展望新型读出与医学应用。
2024-05-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Limit on the production of a light vector gauge boson in phi meson decays with the KLOE detector
我们提出了一个新的限制生产的光暗力介质与KLOE探测器在达芙妮。这种玻色子,称为U,已经在衰变phi --> eta U,U --> e+ e-中搜索,分析衰变eta --> pi 0 pi 0 pi 0的数据样本为1.7 fb-1。在背景上的e+e不变质量分布中没有观察到结构。该搜索与从衰减eta -> pi+ pi-pi 0获得的先前结果相结合,从而增加灵敏度。我们设定的上限是90% C. L。关于U玻色子耦合常数和精细结构常数之间的比值,在30<M_U<400 MeV时,α '/α <1.7 × 10 ^-5,在50<M_U<210 MeV时,α'/α <8 × 10 ^-6。该结果假定了对phietagamma^* 跃迁形状因子的矢量介子优势预期。还研究了该极限对过渡形状因子的依赖性。
2013-01-31 hep-ex
Radiation damage to neutron and proton irradiated GaAs particle detectors
用α谱、最小电离粒子响应、I-V和CV测量研究了在半绝缘(SI)非掺杂GaAs液封直拉(LEC)体材料上制作的200 μ m厚肖特基二极管的辐射损伤。分析了中子和质子辐照后衬底电阻率对探测器性能的影响。漏电流密度、对α粒子和MIP的信号响应显示出对辐照前后的电阻率的强烈依赖性。所观察到的电子平均自由漂移长度的减少之前和之后的照射与衬底电阻率的增加可以解释由一个模型,涉及不同的电离比的缺陷,这是由照射引入。比较中子和质子的辐射损伤,24 GeV/c质子的硬度因子为7 ± 0.9。最好的探测器在2* 10 E14 p/cm^2的辐照水平下,在200 V的反向偏压下对5250 e-的MIP的响应。
1997-04-04 hep-ex
Features of the gas discharge in the narrow gap micro-pattern gas detectors (MPGD) at a high level of alpha-particles background
在给定的文章中,在MPGD中的电子倍增的研究的初步结果是在高水平的α粒子背景。这项工作扩大了边界的理解流光模式的性质。它被看作是一个复杂的静电和电磁相互作用,开始与外观的前体在等离子体状态。在电极间间隙中,等离子体振荡发生,伴随着电离的纵向弹性波,其可以到达具有感生负电荷的阴极表面。由于先前建立的传导通道,随着这种电荷的释放,存在强电流脉冲,伴随着由于正离子和负离子的复合而产生的发射,以及细线或流光。为了防止MPGD在高水平α粒子背景下发生火花击穿,提供了来自缓冲、冷却和电负性组件的下一种气体成分:70% He +28% CF4 + 2% SF6。
2010-09-15 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Wgamma and Zgamma production in proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS Detector
我们目前的W和Z玻色子与相关的高能量光子产生在pp碰撞在sqrt(s)=7 TeV的研究。该分析使用了2010年ATLAS实验收集的35 pb-1数据。事件选择要求W和Z玻色子衰变为高pT轻子(电子或μ子)和一个ET>15 GeV的光子,光子与轻子在eta-phi空间中的距离Δ R(l,gamma)>0.7。选择总共95(97)个pp->e nu gamma + X(pp->mu nu gamma + X)和25(23)个pp->e+ e- gamma + X(pp->mu+ mu- gamma + X)事件候选。测量了轻子和光子的运动学分布以及产生截面。的数据被发现同意标准模型的预测,包括下一个领先的顺序O(α α_s)的贡献。
2011-09-02 hep-ex
4H-SiC PIN detector for alpha particles from room temperature to 90 °C
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);Jilin University(吉林大学);Shandong Institute of Advanced Technology(山东高等技术研究院)
本研究开发了一种4H-SiC PIN探测器,能够在90°C高温下实现低漏电流和快速响应,适用于高温辐射探测应用。
2025-07-18 hep-ex physics.ins-det
Supervised learning of photoelectron counting in scintillator-based dark matter experiments
许多基于闪烁体的探测器采用一组光电倍增管(PMT)来观察来自潜在信号和背景事件的闪烁光。重要的是能够计数在PMT中观察到的脉冲中的光电子(PE)的数量,因为事件的位置和能量重建与PMT中PE的空间分布以及它们的总数的测量程度直接相关。这个任务对于快速并行计算器来说是具有挑战性的,因为PE经常在时间上彼此重叠。通常使用标准贝叶斯统计方法,这是分析MiniCLEAN和DEAP等液氩实验数据的方法。在这项工作中,我们表明,对于MiniCLEAN检测器,可以使用多层感知器来学习PE的数量,仅使用原始脉冲特征,具有比现有方法更好的准确性和精度。这甚至可以帮助以更好的准确度和精度执行位置重建,至少在一些一般情况下。
2019-10-29 hep-ex physics.ins-det
Performance of Linear Classification Algorithms on alpha/gamma Discrimination for LaBr3:Ce Scintillation Detectors with Various Pulse Digitizer Properties
随着高速读出电子学的发展,数字脉冲形状鉴别(PSD)方法受到了越来越多研究者的关注,特别是在高能物理和中子探测领域。如何选择PSD算法和相应的数据采集系统,自然成为检测系统设计者需要解决的关键问题。本文基于$\mathrm{LaBr_3}$:Ce闪烁探测器,研究了不同PSD算法的分类性能与数字化器采样特性(包括采样率和有效位数)之间的关系。采用自行开发的集成数字化仪和WavePro 404 HD示波器对$\mathrm{LaBr_3}$:Ce示波器的波形进行了分析。此外,还应用电荷比较法(CCM)、最小二乘法(LS)和基于线性模型的Fisher线性判别分析(LDA)三种PSD方法对α信号与本征同位素$^{227}$ Ac进行了鉴别。采用LS方法和125 MSPS 14-Bit ADC,FoM值为1.424 $\pm$ 0.042,与LDA的结果相似,但比CCM的结果好31%。判别结果表明,LS和LDA的性能受采样率的影响较小,相对于CCM方法,这反映在更好的PSD能力。本文的结果可以帮助探测器系统的开发者在采样特性、理想的鉴别结果和系统成本之间做出权衡。
2020-02-03 hep-ex physics.ins-det
Characterization of alpha and beta interactions in liquid xenon
基于液体氙的探测器在稀有事件搜索中获得了很高的灵敏度。精确的知识的闪烁和电离响应的介质是必不可少的正确建模不同的相互作用类型的检测器,包括信号和背景一样的。在海德堡氙(Heidelberg Xenon)双相氙TPC中研究了液态氙对低能电子和α粒子的响应。我们确定的光和电荷的信号产量为千电子伏能量的电子和兆电子伏能量的α粒子,以及电子漂移速度为7.5和1640 V/cm之间的电漂移场。使用COMSOL Multiphysics(R)进行三维模拟,以表征所施加的漂移场及其均匀性。
2022-04-27 hep-ex physics.ins-det
Detection of Alpha Particles and Low Energy Gamma Rays by Thermo-Bonded Micromegas in Xenon Gas
Micromegas是一种微模式气体探测器,目前正在研发中,用于稀有事件搜索实验。在这里,我们报告的Micromegas结构的性能与微网格热粘合到一个读出平面,其潜在的应用在两相氙探测器的暗物质和中微子双β衰变实验的动机。这项研究是在纯氙在室温下进行的。用来自镅-241源的α粒子进行的测量表明,在氙压力高达3个大气压时,可以获得大于200的气体增益。伽马射线下降到8千电子伏观察到这样的设备。
2013-08-09 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the scintillation response of water-based liquid scintillator to alpha particles, and implications for particle identification
本文测量了水基液体闪烁体对α粒子的闪烁光产额和时间分布,并将其用于模拟预测,发现α/β鉴别能力随闪烁体浓度提高,在4吨级10%水基液体闪烁体中可实现90% β接受率下优于80%的α排除率。
2023-11-27 hep-ex physics.ins-det
The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS): search for antimatter and dark matter on the International Space Station
AMS是一种先进的探测器,用于研究反物质、物质和失踪物质。在1998年5月STS 91的一次先导飞行之后,AMS将安装在国际空间站上,并将在那里运行三年。本文介绍了AMS实验,评述了AMS实验的物理潜力。
1997-08-27 astro-ph hep-ex
Liquid argon characterization of the X-ARAPUCA with alpha particles, gamma rays and cosmic muons
X-ARAPUCA设备是DUNE实验第一个远探测器模块光子探测系统的基线选择。我们提出了一个小规模的X-ARAPUCA原型,这是一个完整的DUNE模块的切片的第一个完整的表征的结果。用三种不同的电离辐射:$α$粒子、$γ$ 's和μ子测量了它在液氩中的总探测效率,当有源硅光电倍增器偏置在+5.0 V的过电压时,其结果为$\sim$ 2. 2%,对应于室温下约50%的光子探测效率。该值完全满足第一个DUNE远探测器模块的要求(探测效率$>$ 2.0%),并允许实现与时间投影室可实现的能量分辨率相当的能量分辨率,能量低于10 MeV,这是超新星中微子探测的相关区域。
2021-12-06 hep-ex physics.ins-det
Improving Photoelectron Counting and Particle Identification in Scintillation Detectors with Bayesian Techniques
目前和未来的许多暗物质和中微子探测器都是用大阵列的光电倍增管(PMT)来测量闪烁光的。这些探测器的能量分辨率和粒子识别能力部分取决于准确识别PMT波形中的单个光电子的能力,尽管脉冲幅度和脉冲堆积存在很大的变化。我们描述了一种贝叶斯技术,可以识别单个光电子在采样的PMT波形的时间没有去卷积,即使堆积存在。为了证明该技术,我们将其应用到单相液氩暗物质探测器的粒子识别的一般问题。使用本文所描述的贝叶斯光电子计数算法的输出,我们构建了几个测试统计量拒绝在氩气中的暗物质搜索的背景。与基于观测电荷或峰值发现的简单方法相比,光电子计数技术提高了DEAP-1探测器校准数据中低能事件的能量分辨率和粒子识别,并模拟了较大的MiniCLEAN暗物质探测器。
2014-12-12 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Pulse-shape discrimination of scintillation from alpha and beta particles with liquid scintillator and Geiger-mode multipixel avalanche diodes
本文介绍盖革模式多像元雪崩二极管(GMAPD)在有机液体闪烁体α-β光谱中脉冲形状鉴别的成功应用。在放射性同位素的发射中的α和β成分的有效的歧视是实现了α能量高于0.3兆电子伏。闪烁探测器的超紧凑设计有助于有效抑制宇宙射线和环境辐射背景。这种方法允许构造用于在各种环境条件下监测放射性污染的手持式坚固装置。
2011-06-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The neutrino roof: Single-scatter ceilings in dark matter direct detection
本研究确定暗物质直接探测中单次散射WIMP搜索的截面上限,重新分析多台吨级探测器数据得到不同散射模式下的参数范围,提出大气中微子本底导致的“中微子屋顶”概念,并估算未来大质量探测器的探测可达范围。
2024-06-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Discrimination of nuclear recoils from alpha particles with superheated liquids
PICASSO合作首次在基于过热液体的探测器中观察到中子和α粒子引起的声学信号之间的显著差异。这一新发现提供了改善背景抑制的可能性,可能对暗物质实验特别有用。这种新的效果可能是由于在α轨道上形成多个气泡,相比之下,由中子引起的反冲产生的单个成核。
2008-09-23 hep-ex physics.ins-det
Scintillation Balloon for Neutrinoless Double-Beta Decay Search with Liquid Scintillator Detectors
环境放射性是稀有衰变搜寻实验的主要背景,很难从探测器容器中完全去除这种杂质。我们提出了一个闪烁球作为液体闪烁体的活性容器,以确定这种不希望的放射性。根据我们的可行性研究,闪烁球使铋-钋序列衰变标记的效率为99.7%,假设Kamioka液体闪烁体反中微子探测器(KamLAND)型液体闪烁体探测器。这种利用来自钋的α射线的连续衰变的标记提高了对无中微子双β衰变的灵敏度,同时拒绝了来自铋的β射线背景。
2019-06-03 hep-ex physics.ins-det
Quantitative Analysis and Efficiency Study of PSD Methods for a LaBr3:Ce Detector
由于其最佳的能量分辨率(<3%@662 keV)和时间分辨率(~300 ps),LaBr 3:Ce闪烁体在核谱学中得到了广泛的研究。尽管有这些有前途的性质,LaBr 3:Ce的固有辐射背景是一个关键问题,并且脉冲形状鉴别(PSD)已被证明是抑制来自227Ac的α背景的有效的潜在方法。本文对LaBr_3:Ce的电荷比较法(CCM)进行了定量分析,并与其它两种典型的数字脉冲PSD方法进行了比较。计算了每种方法的算法参数和鉴别效率。此外,对于CCM,CCM特征值分布和总电荷(能量)之间的相关性进行了研究,并推导和实验验证的相关性的拟合方程。使用该方程,可以选择依赖于能量的阈值以优化辨别效率。此外,实验结果还表明,通过抑制α本底,这种方法在低活度高能γ测量中具有潜在的应用价值。
2016-01-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Recent results from the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the STS-91
阿尔法磁谱仪(AMS)是一种最先进的探测器,用于研究物质、反物质和失踪物质。在1998年5月为期10天的STS-91先导飞行中,AMS在低地球轨道上收集了近1亿条宇宙射线,并高精度地测量了它们的组成。我们目前的质子,电子,正电子和氦粒子在刚性区域0.1至200 GV的通量的结果。下截止光谱的分析表明,存在一种新的类型的带包含高能量粒子和正电子与电子的优势为特征。
2001-01-30 astro-ph hep-ex physics.geo-ph
A step toward CNO solar neutrinos detection in liquid scintillators
超纯液体闪烁体探测器中CNO太阳中微子的探测受到Bislonium-210核产生的背景的限制,Bislonium-210核经历β衰变为钋-210,寿命约为7天。钋-210核不稳定,衰变寿命约为200天,释放出也可以检测到的α粒子。在这封信中,我们表明,Bi-210的背景,可以通过查看的时间演变的α衰变率的Po-210,提供的α粒子探测效率是稳定的数据采集期间和外部来源的Po-210可以忽略不计。可以在相对短的时间内获得足够的精度。例如,如果初始Po-210事件率为2000 cpd/100吨或更低,则Borexino类探测器可以在大约1年内开始从Bi-210背景中识别CNO中微子信号。
2011-04-07 astro-ph.SR hep-ex hep-ph