The current status of "Troitsk nu-mass" experiment in search for sterile neutrino
我们提出了一个新的实验，寻找一个不育中微子在几个千电子伏的质量范围内的“特罗伊茨克nu质量”设施。预期的签名对应于氚β衰变中电子能谱中的扭结。与我们之前的实验相比，新的目标将是远低于终点的精确光谱测量。实验装置由无窗气态氚源和高分辨率电磁谱仪组成。我们估计，目前的界限上的无菌中微子混合参数可以提高一个数量级的质量范围内，在5千电子伏以下，没有重大升级的现有设备。校准、数据采集和高压系统的升级将使边界提高另一个数量级。
2015-11-11 hep-ex physics.ins-det
Contribution of gaseous tritium source rear wall to tritium beta-spectrum in Troitsk nu-mass experiment
本文评估了Troitsk nu-mass装置中无窗气态氚源后壁的电子散射对氚β能谱的扭曲，通过GEANT4模拟和磁场追溯计算发现该贡献在11 keV处达2%，为寻找惰性中微子成分提供了更准确的能谱拟合。
2024-09-26 hep-ex physics.ins-det
Characterization measurements of the TRISTAN multi-pixel silicon drift detector
惰性中微子是粒子物理学标准模型的最小扩展。一种基于实验室的方法来寻找这种粒子是通过氚β衰变，其中无菌中微子会导致类似扭结的光谱失真。Karlsruhe氚中微子（KATRIN）实验扩展了多像素硅漂移探测器系统，有可能在实验室实验中对keV级无菌中微子达到前所未有的灵敏度。新的检测器系统结合了良好的光谱性能与高速率的能力。在这项工作中，我们报告像素之间的电荷共享的表征和MAC-E过滤器中的47像素原型检测器的调试。
2022-03-22 physics.ins-det
Investigation of Electron Backscattering on Silicon Drift Detectors for the Sterile Neutrino Search with TRISTAN
本研究针对TRISTAN惰性中微子搜寻实验的探测器响应需求，表征了硅漂移探测器的电子背散射特性，实验结果与Geant4模拟吻合，为实现10⁻⁶的sin²Θ灵敏度提供支撑。
2024-12-11 physics.ins-det
A lab scale experiment for keV sterile neutrino search
我们开发了一个简单的小规模实验来测量$^{3}$ H的β衰变谱。本研究的目的是调查在keV区域的不育中微子的存在。将氚核包埋在来自$^6$ Li（n，$α$）$^3$ H反应的1 $\times$ 1 $\times$ 1 cm $^3$ LiF晶体中。在LiF晶体中吸收的β电子的能量用磁微量热计在40 mK下测量。我们报告了一种新的方法，样品制备，实验和分析的$^3$ H β测量。10小时测量的光谱与$^3$ H β衰变的预期光谱一致。分析结果表明，该方法可用于寻找keV量级的不育中微子。
2022-10-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Investigations of Charge Collection and Signal Timing in a multi-pixel Silicon Drift Detector
本研究利用激光系统对7像素TRISTAN硅漂移探测器原型进行表征，揭示了电荷收集与信号定时同探测器几何结构的关系，为KATRIN实验搜寻keV尺度惰性中微子提供探测器响应基础。
2025-06-26 hep-ex physics.ins-det
A precision 32 keV angular-selective photoelectron source for calibration measurements at the KATRIN experiment
University of Münster（明斯特大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Washington（华盛顿大学）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)-Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理学会米兰比可卡分部）
本文介绍了用于KATRIN实验校准的32 keV高精度角选择性光电发射源，用于测量氚分子中的电子散射效应、研究角依赖性反散射以及主谱仪中的绝热传输。
2026-07-14 physics.ins-det
A novel detector system for KATRIN to search for keV-scale sterile neutrinos
惰性中微子是粒子物理学标准模型的最小扩展。如果它们的质量在千电子伏特范围内，它们就是可能的暗物质候选者。在实验室实验中寻找无菌中微子的一种方法是通过氚β衰变，其中新的中微子质量本征态将表现为$β$衰变谱的扭结状扭曲。TRISTAN项目的目标是用一个新的多像素硅漂移探测器系统来扩展KATRIN装置，以寻找keV级的无菌中微子信号。在本文中，我们描述了这样一个新的探测器的要求，并提出了第一个表征测量结果与7像素的原型系统。
2018-10-15 physics.ins-det
Proposed experiments to detect keV range sterile neutrinos using energy-momentum reconstruction of beta decay or K-capture events
在千电子伏质量范围内的惰性中微子可能构成银河系的暗物质。各种建议的直接检测和实验室搜索进行审查。在不久的将来，最有前途的方法是使用悬浮在磁光阱中的原子，对单个β衰变或K俘获事件进行完整的能量-动量重建。合适的同位素的调查，连同在一个典型的实验配置所需的测量精度。它的结论是，其中最有前途的是K-捕获同位素131 Cs，它需要测量的X射线和几个俄歇电子，除了原子反冲，和7 Be只有一个单一的衰变产物，但需要开发工作，以实现一个被困源。一些背景效应进行了讨论。结果表明，在1-2年的运行时间内，质量低至5-10 keV的不育中微子以及低至10 - 10 -10-11水平的相对耦合都是可以探测到的。
2017-08-17 physics.ins-det
Development of a Silicon Drift Detector Array to Search for keV-scale Sterile Neutrinos with the KATRIN Experiment
为通过KATRIN实验高灵敏度搜寻keV量级暗物质候选惰性中微子，研究人员研制了新型TRISTAN多像素硅漂移探测器焦平面阵列，并测试了其单模块的噪声、能量分辨率等光谱学性能。
2024-01-25 physics.ins-det
Constraints on the Active and Sterile Neutrino Masses from Beta-Ray Spectra: Past, Present and Future
虽然中微子可能是宇宙中最丰富的粒子，但其质量尚不清楚。振荡实验已经证明，至少有一个中微子质量态的m_{i} >0.05 eV，而宇宙学观测的各种解释产生了中微子质量总和的上限\sum m_{i} <（0.14-1.7）eV。对尚未观测到的0νββ衰变的搜索结果是有效中微子质量m_{ββ} <（0.2-0.7）eV。对测量的氚β谱的分析给出了有效电子中微子质量m（ν e）<2 eV的上限。本文总结了两代β谱学家将m（ν e）的上限提高了三个数量级的经验。我们描述了放射源和电子光谱仪的发展中的重要步骤，并概括了从现在被反驳的中微子质量为30 eV和17 keV中微子的混合物大于0.03%的索赔的教训。我们还注意新的实验方法和寻找假设的不育中微子。
2016-03-18 hep-ex physics.ins-det
Carbon $^{14}$C and Tritium as possible background sources in XENON1T
在这项工作中，碳$^{14}$ C和氚被认为是XENON 1 T实验中可能的背景源。模拟结果表明，如果$^{14}$ C位于具有数十微米特征尺寸的尘埃颗粒中，则其β谱被软化，并且可以对XENON 1 T实验的谱的低背景部分（高达20 keV）做出贡献。此外，它已被证明，氚光谱也显着失真，由于阈值效应和形式，其中氚是生活在氙。模拟结果与实验数据的比较使我们能够估计$^{14}$ C的活性水平约为1500次衰变/吨/年，这给出了含有$^{14}$ C的有机杂质水平为2 × 10 $^{-13}$ g/g。在氚背景的情况下，纳米颗粒已经引起了光谱失真。其中尘埃表面的氚的光谱形状比纯氚的光谱更符合实验数据。此外，由于尘埃吸收了部分衰变，氙中的氚总量可能比假设氙中纯氚的背景大几倍（该因子强烈依赖于尘埃颗粒的大小）。
2020-10-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Detritiation of the electrostatic spectrometer of Troitsk Nu-mass experiment
本文介绍了Troitsk Nu-mass experiment spectrometer cleaning的方法和结果，该质谱仪的内容积（40 m3）和表面（160 m2）被4.4 GBq的氚污染。莫斯科俄罗斯科学院核研究所的Troitsk Nu-mass实验旨在测量来自氚衰变的电子光谱，以寻找假设的粒子-无菌中微子。由于设备故障，光谱仪内部体积被氚污染。污染使测量变得不可能，研究计划也停止了。采用真空抽气、氢气浸泡和水蒸气浸泡的方法进行净化。由于故障，Troitsk Nu-mass spectrometer主探测器的背景水平降低了10倍以上，这使得恢复工作成为可能。结果与先前获得的正常空气条件下的体积数据一致，可用于类似装置的验证规划工作。
2020-12-09 hep-ex physics.ins-det
KATRIN Sensitivity to keV Sterile Neutrinos with the TRISTAN Detector Upgrade
University of North Carolina, Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；Triangle Universities Nuclear Laboratory（三角大学核实验室）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Münster（明斯特大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) – Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分部）
KATRIN 通过 TRISTAN 检测器升级，利用 Tritium β 衰变谱端点区域，研究 keV 稳态中微子的混合幅，其灵敏度可达 |U_{e4}|^2 ~ 10^{-6}，并显著扩展实验室搜索范围。
2026-04-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurements with a TRISTAN prototype detector system at the "Troitsk nu-mass" experiment in integral and differential mode
不育中微子出现在标准模型的最小扩展中，它可以解决天体粒子物理学中的一些悬而未决的问题。例如，keV质量范围内的无菌中微子是可行的暗物质候选者。它们的存在会导致氚$β$衰变谱的扭结状畸变。在这项工作中，我们报告的仪器的Troitsk nu质量实验与7像素TRISTAN原型探测器和测量的微分和积分模式。这两种模式的结合是精确的无菌中微子搜索的关键要求，因为这两种方法都倾向于很大程度上不同的系统不确定性。由于TRISTAN探测器在高速率下的出色性能，可以进行高达约6 keV质量的无菌中微子搜索，这将以前可访问的质量范围扩大了3倍。给出了质量范围< 5.6 keV（微分）和< 6.6 keV（积分）的中微子混合振幅的上限。这些结果表明，在升级KATRIN实验的最后TRISTAN探测器和读出系统的计划中，无菌中微子搜索是可行的。
2019-10-18 physics.ins-det
Monitoring of the operating parameters of the KATRIN Windowless Gaseous Tritium Source
卡尔斯鲁厄氚中微子（KATRIN）实验将通过接近18.6 keV氚β衰变终点的高精度光谱学测量中微子的绝对质量标度，灵敏度为$\m_ν$ = 200 meV/c $^2$。其无窗气态氚源（WGTS）是一种高强度（$10^{11}$ /s）和稳定性的β衰变源，其中30 K的高纯度分子氚在封闭回路中循环，年吞吐量为10 kg。为了限制系统效应，源的柱密度必须稳定在0.1%的水平。这需要大量的传感器仪器和专用的控制和监测系统，用于测量束管温度、注入压力、气体成分等参数。在这里，我们给出了这些系统的概述，包括一个专用的激光拉曼系统以及几个β衰变活动监测器。我们还报告了WGTS演示器和其他大规模测试实验的结果，这些实验证明了与系统学相关的所有参数都可以在0.1%或更好的水平上进行控制和监测。由于这些工作，WGTS系统可以控制在严格的范围内，使KATRIN实验探索中微子质量尺度的设计灵敏度。
2012-09-16 physics.ins-det
Characterization of a Silicon Drift Detector for High-Resolution Electron Spectroscopy
硅漂移探测器，广泛应用于高分辨率和高速率的X射线应用，被认为是这里的兴趣也为电子检测。氚β衰变的精确测量是TRISTAN（氚原子与活动中微子混合研究）项目的核心。本工作提出了一个单像素的SDD检测器与单能电子束从扫描电子显微镜获得的特性。的SDD检测电子，在能量范围从几个千电子伏到几十个千电子伏的适用性，证明。实验测量揭示了探测器的入射窗结构对所观察到的能量响应的强烈影响。因此，一个详细的探测器模型是必要的重建一个未知的β衰变源的光谱。
2020-06-27 nucl-ex physics.ins-det
