我们探讨了扩展目前的带电轻子味违反衰变$μ -> e γ$和$μ -> eee$搜索的灵敏度的可能性。未来的设施,如费米实验室的X项目,可以提供更强的停止$μ^+$光束,促进更灵敏的搜索,但也需要改进的探测器。目前的搜索受到偶然和物理背景的限制,以及被阻止的μ子的总数。用于$μ -> e γ$搜索的当前检测器中的限制因素之一是量热计的光子能量分辨率。我们提出了一个新的快速蒙特卡罗模拟的概念设计的一个新的实验概念,检测转换$e^+e^-$对信号光子,利用改进的能量分辨率对光谱仪的基础上硅带电粒子跟踪器。我们还研究了下一代$μ\to eee$搜索实验的相关检测器设计。
英文摘要:
We explore the possibilities for extending the sensitivity of current searches for the charged lepton flavor violating decays $μ -> e γ$ and $μ -> eee$. A future facility such as Project X at Fermilab could provide a much more intense stopping $μ^+$ beam, facilitating more sensitive searches, but improved detectors will be required as well. Current searches are limited by accidental and physics backgrounds, as well as by the total number of stopped muons. One of the limiting factors in current detectors for $μ -> e γ$ searches is the photon energy resolution of the calorimeter. We present a new fast Monte Carlo simulation of a conceptual design of a new experimental concept that detects converted $e^+e^-$ pairs from signal photons, taking advantage of the improved energy resolution of a pair spectrometer based on a silicon charged particle tracker. We also study a related detector design for a next generation $μ\to eee$ search experiment.
Status of charged lepton flavour violation search with MEG II experiment
MEG II实验寻找带电轻子变味衰变(CLFV)$μ\rightarrow e γ$。粒子物理学的标准模型(SM)通过中微子振荡以不可观测的速率预见了这种衰变。观察它将是新物理学(例如SUSY-GUT)的明确信号。在2016年公布了这种衰变的分支比(BR)的当前上限BR($μ^+\rightarrow e^+ γ)<4.2\times10^{-13}$)之后,MEG实验开始升级其探测器,以将灵敏度提高10倍,开始MEG II阶段。这项工作的目的是报告新探测器设计和性能的描述,介绍在2018年安装所有新MEG II探测器的预工程运行中获得的结果,并报告实验的现状及其未来前景。
Status and prospects of the NEXT experiment for neutrinoless double beta decay searches
NEXT(Neutrino Experiment with a Xenon TPC)是一个实验计划,其目标是在高压氙TPC中使用$^{136}$探测器,通过电致发光读出,发现无中微子双β衰变。在本文中,将报告NEXT-White探测器的结果,该探测器目前正在Canfranc Subterráneo(LSC)采集数据。还将简要讨论计划于2020年开始运行的NEXT-100装置的前景,以及将该技术扩展到充分探索中微子质量逆层次所需的大型和超低背景探测器的计划。
AURORA: A High Performance Software DAQ Framework for Next-Generation Rare-Event Search Experiments
School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);Department of Physics, Tsinghua University(清华大学物理系);State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学汤川研究所暗物质物理国家重点实验室);New Cornerstone Science Laboratory, Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学汤川研究所新基石科学实验室);Shanghai Jiao Tong University Sichuan Research Institute(上海交通大学四川研究院)
Na-based crystal scintillators for next-generation rare event searches
越来越多的人对澄清暗物质领域有争议的情况感兴趣,这推动了实验努力,寻找新的方法来调查长期存在的DAMA/LIBRA结果。其中,基于含钠结晶的低温量热计提供了通过粒子识别澄清测量信号性质的可能性。在这里,我们报告的第一次测量的含钠晶体的基础上,不同的NaI的材料,即Na $_2$ Mo $_2$ O $_7$和Na $_2$ W $_2$ O $_7$,指出他们的能量分辨率,光产额和粒子识别方面的优异性能。
直接暗物质搜索是识别暗物质粒子性质的有前途的技术。我描述了这一研究领域的未来,重点是在未来十年内可以实现的问题。我将介绍主要的技术和研发项目,这些技术和研发项目将允许建造所谓的终极WIMP探测器,能够探测自旋无关的相互作用,直到不可约的中微子背景接管之前的1 e-48 cm 2的不可解释的低截面。如果在不久的将来暗物质实验中有了新的发现,这些探测器将能够限制WIMP的性质,如质量、散射截面和可能的自旋。有了大型强子对撞机和间接搜索的输入,直接探测实验将有望确定局部密度,并限制我们的暗物质晕的局部相空间结构。
Next Generation Ta-STJ Sensor Arrays for BSM Physics Searches
Colorado School of Mines(科罗拉多矿业学院);STAR Cryoelectronics LLC(STAR低温电子有限责任公司);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室);Facility for Rare Isotope Beams, Michigan State University(密歇根州立大学稀有同位束设施)