Nuclear Recoil Scintillation Linearity of a High Pressure $^4$He Gas Detector
我们研究了商用高压$^4$ He气体探测器使用氘-氘聚变中子发生器产生的单能2.8 MeV中子的闪烁线性。探测器的闪烁响应测量的反冲能量范围为83千电子伏和626千电子伏之间的标记中子散射到固定的角度与远侧有机闪烁体探测器。将详细的蒙特卡罗模拟与实验数据进行比较，以通过将模拟中的能量沉积的比例与检测器输出进行比较来确定检测器响应的线性。在该分析中，线性闪烁响应对应于模拟能量沉积物与几个不同散射角的实验数据之间的比例因子的一致值。我们表明，该探测器可用于检测快中子相互作用下降到83 keV的反冲能量，并可用于表征低能量中子源，其潜在的应用之一。
2019-10-10 physics.ins-det
Measurement of light and charge yield of low-energy electronic recoils in liquid xenon
液体氙的光和电荷产额对外加电场和反冲能的依赖关系对于使用液体氙时间投影室的暗物质探测器是重要的。在反冲能量小于10千电子伏时，这种场依赖性的测量很少。在本文中，我们提出了这样的测量结果，使用专门的检测器。反冲能量是通过康普顿符合技术确定的四个漂移场相关的液体氙暗物质探测器：0.19，0.48，1.02，和2.32千伏/厘米。平均反冲能量下降到1千电子伏测量前所未有的精度。我们发现，电荷和光产额是反相关的3 keV以上，和场的依赖性变得可以忽略不计低于6 keV。然而，低于3千电子伏，我们发现一个电荷产量显着高于预期和重建的能量偏离线性。
2016-11-30 astro-ph.IM physics.ins-det
New Measurement of the Relative Scintillation Efficiency of Xenon Nuclear Recoils Below 10 keV
液态氙是直接暗物质实验中的一种重要探测介质，用于寻找由夸克与弱相互作用粒子弹性散射产生的低能核反冲。现有的两个测量的相对闪烁效率低于20千电子伏的核反冲导致不一致的外推在较低的能量。这导致了不同的能量尺度，从而导致了液体氙暗物质探测器的灵敏度范围。我们报告了一个新的测量的相对闪烁效率低于10千电子伏的液体氙闪烁探测器，优化最大的光收集。该探测器的内表面的95%以上装有光电倍增管，对于122 keV伽马射线，闪烁产率为19.6光电子/keV电子当量。我们发现，5千电子伏的核反冲的相对闪烁效率为0.14，保持恒定的这个值高达10千电子伏。对于更高的能量反冲，我们测量到的值约为20%，与以前报道的数据一致。根据这一新的测量结果，XENON 10实验的自旋无关的WIMP-核子截面的结果（假设相对闪烁效率为0.19），对于质量为100 GeV/c $^2$的WIMP，从$8.8\times10^{-44}$ cm $^2$变为$9.9\times10^{-44}$ cm $^2$，对于质量为30 GeV/c $^2$的WIMP，从$4.4\times10^{-44}$ cm $^2$变为$5.6\times10^{-44}$ cm $^2$。
2010-05-16 astro-ph physics.ins-det
Ionization and scintillation of nuclear recoils in gaseous xenon
在电致发光时间投影室中同时观测到了氙在14巴压力下的核反冲产生的电离和闪烁。中子从放射性同位素$α$ -Be中子源被用来诱导氙核反冲，并观察到的反冲光谱进行了比较，一个详细的蒙特卡罗采用估计的电离和闪烁产率的核反冲。的能力，区分电子和核反冲使用的比率电离初级闪烁证明。这些结果鼓励进一步研究在气相中使用氙作为暗物质直接探测实验中的探测介质。
2014-09-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the ionization yield of nuclear recoils in liquid argon at 80 and 233 keV
核反冲探测器的能量刻度对于诸如直接寻找暗物质和相干中微子-核散射等稀有事件实验至关重要。特别是，这样的校准是通过测量的电离产率的核反冲在液体Ar和氘检测介质，使用中子弹性散射离开核。在目前的工作中，第一次在较高的能量范围内，在80和233千电子伏，使用两相低温雪崩探测器（CRAD）和DD中子发生器的液体Ar中的核反冲的电离产额进行了测量。在电场为2.3 kV/cm时，在80 keV和233 keV时，Ar的电离产额分别为7.8 ± 1.1和9.7 ± 1.3 e-/keV。与Jaffe模型相比，Jaffe模型能较好地描述原子核反冲电离产额的能量依赖关系。
2014-09-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Impact of Low-Energy Response to Nuclear Recoils in Dark Matter Detectors
我们报告了锗和液体氙探测器对电子和核反冲的绝对能量响应函数。结果表明，对于给定数量的可探测光电子，双相氙探测器的核反冲的探测能量阈值可以是几keV。我们估计每个电子-空穴对消耗的平均能量为$\sim$ 3.32 eV，这为在69伏下50 mini-Kelvin下具有1 THz的初级声子频率的锗检测器设置了$\sim$ 2.15 keV的检测能量阈值。核反冲和电子反冲的Fano因子限制了这两种技术在2-3 keV反冲能量以下区分核反冲的能力。
2017-03-28 hep-ex physics.ins-det
Observables for Recoil Identification in High-Definition Gas Time Projection Chambers
核反冲的定向探测在核物理和粒子物理中是广泛需要的。在低反冲能量下，这种能力可以用来确认暗物质信号的宇宙起源，穿透所谓的中微子层，或者区分不同的中微子源。气体时间投影室（TPC）可以在读出粒度足够高的情况下实现定向反冲检测，如当利用微图案气体检测器（MPGD）时的情况。这种探测器的一个关键挑战是识别和拒绝由探测器材料和环境中的放射性污染物的伽马射线引起的背景电子反冲事件。我们定义了新的观测值，可以区分电子和核反冲，即使在千电子伏级的能量，基于模拟电离的拓扑结构。我们进行了模拟研究，表明这些观测优于传统上使用的判别式，dE/dx，高达三个数量级。此外，这些新的可观测值即使在远低于10 keV的电离能下也能很好地工作，并且即使在方向性失败的情况下也保持稳健。
2021-09-17 physics.ins-det
Experimental study of ionization yield of liquid xenon for electron recoils in the energy range 2.8 - 80 keV
本文报道了用~（37）Ar、~（83）mKr、~（241）Am、~（129）Ar、~（131）Ar等同位素在液态氙中产生的能量低于100 keV的电子反冲的电离产额的首次实验研究结果。用~（37）Ar同位素（2.82）keV直接测量证实，在~ 10 keV能量范围内，电离产额随能量的减小而增大，这与NEST的预测一致。在3.75 kV/cm的电场下，2.82 keV的闪烁衰减时间为25 ± 3 ns。
2014-08-08 hep-ex physics.ins-det
Ionization Yield from Nuclear Recoils in Liquid-Xenon Dark Matter Detection
在keV核反冲能区研究了两相液态氙暗物质探测器的电离产额。新获得的核猝灭以及最近测量的产生电子-离子对所需的平均能量被用来计算产生的总电荷。为了估计收集到的电子电荷的分数，将Escheras-Imel模型推广到描述液体氙中核反冲的场依赖性。利用实验测量的56.5keV核反冲的自由参数，预测了核反冲电离产额的能量依赖性，随反冲能量的减小而增大，在2~3 keV时达到最大值。这一预测与现有数据吻合良好，并可能有助于降低核反冲的能量检测阈值~1 keV。
2013-10-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
First demonstration of a sub-keV electron recoil energy threshold in a liquid argon ionization chamber
我们描述了亚千电子伏的电子反冲能量阈值在双相液氩时间投影室的第一个演示。这是一个重要的一步，在努力开发一种探测器，能够识别电离信号产生的核反冲能量的顺序为几千电子伏及以下。我们通过观察Ar-37的K-和L-壳层电子俘获衰变后的能谱中2.82 keV和0.27 keV处的峰获得了这一结果。Ar-37源的制备进行了详细描述，因为它使校准，也可能证明是有用的暗物质直接检测实验。一个内部放置的Fe-55 X射线源同时提供了另一个校准点在5.9千电子伏。我们讨论了在这三个校准能量下液氩中的电离产额和电子复合。
2013-07-19 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Experimental validation of the Gaseous Proton Recoil Telescope for quasi-absolute neutron flux measurements
为提升第四代反应堆安全所需的中子截面测量精度，本研究开发并验证了气体反冲质子望远镜（GPRT），通过双电离室与Micromegas技术实现低于1 MeV、准确度优于2%的准绝对中子通量测量，确认其固有效率达100%且死时间为7.3 ms。
2024-12-18 nucl-ex physics.ins-det
Directional detection of keV proton and carbon recoils with MIMAC
本研究利用MIMAC探测器开发中子诱导核反冲核方向重建方法，首次实现对keV级质子和碳反冲核的无限制方向性测量，证明方向性探测即将能探索低至O(1 GeV)质量的暗物质。
2024-03-27 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A study of the NaI(Tl) detector response to low energy nuclear recoils and a measurement of the quenching factor in NaI(Tl)
我们分析了NaI（Tl）对低能核反冲的响应。这种探测器最近被用来寻找暗物质以弱相互作用大质量粒子（WIMP）形式存在的证据。了解这些探测器对低能核反冲的响应在这些搜索中至关重要。我们已经测量了核反冲和相关的淬火因子（QF）钠反冲的能量范围为8 keV - 48 keV。结果的特点是在QF作为反冲能量的减少减少。测量值明显低于DAMA报告的值，但与最近的测量结果相似。我们介绍了我们的实验的细节，包括中子束校准，屏蔽优化，和实验设计和设置。DAMA/LIBRA组合调制信号与新的QF值一起使用，以说明这些NaI（Tl）探测器的这种改进表征导致的暗物质解释的变化。
2017-06-22 physics.ins-det
Detection of the primary scintillation light from dense Ar, Kr and Xe with novel photosensitive gaseous detectors
结合电荷或次级闪烁信号的初级闪烁光的检测是确定事件t=0以及填充有惰性气体和/或冷凝惰性气体的大质量TPC检测器中的粒子/光子分离的有效技术。这项工作的目的是证明，昂贵的光电倍增器可以取代廉价的新型光敏气体检测器：线计数器，GEM或玻璃毛细管与碘化铯光电阴极耦合。我们已经进行了系统的测量与Ar，氪和氘气在1-50大气压范围内的压力，以及一些初步的测量与液体氘和液体Ar。与气体探测器，我们成功地检测闪烁光产生的22千电子伏的X射线的效率接近100%。我们还检测到的闪烁光产生的BS（5千电子伏的沉积能量）的效率接近25%。22 keV伽马射线闪烁的成功探测不仅为nTOF和ICARUS实验开辟了新的实验可能性，而且也为其他实验开辟了新的实验可能性，例如通过核反冲发射搜索WIMP。
2001-06-15 physics.ins-det
Calibrating the scintillation and ionization responses of xenon recoils for high-energy dark matter searches
基于液体氙的直接探测暗物质实验最近扩大了他们的搜索范围，包括高能量的核反冲事件的有效场论暗物质和非弹性暗物质相互作用模型的动机，但很少有氙反冲校准100千电子伏以上。在这项工作中，我们测量的闪烁和电离产额氙反冲高达426千电子伏。该实验使用14.1 MeV中子在紧凑的液体氙时间投影室中散射氙，并产生39 keV和426 keV之间的准单能氙反冲。我们报告的氙反冲响应和它们的电场依赖性反冲能量高达306 keV，由于低事件统计和相对温和的场依赖性，在较高的能量下的产额值被报告为平均值的氙响应电场之间的0.2-2.0 kV/cm。这一结果将使基于氙的暗物质实验，以显着增加其高能量暗物质的灵敏度，包括能源领域，以前无法访问，由于缺乏校准。
2022-10-28 hep-ex physics.ins-det
Field dependence of electronic recoil signals in a dual-phase liquid xenon time projection chamber
我们目前的测量光和电荷信号的双相时间投影室在电场变化从10 V/cm到500 V/cm和零场使用511 keV的伽马射线从$^{22}$钠源。我们确定的漂移速度，电子寿命，扩散常数，并在511千电子伏的电场的函数的光和电荷产量。此外，我们拟合的闪烁脉冲形状的有效指数模型，在低场的衰减时间为43.5 ns，在高场降低到25 ns。
2018-09-11 physics.ins-det
Measurement of the ionization yield from nuclear recoils in liquid xenon between 0.3 -- 6 keV with single-ionization-electron sensitivity
双相氙TPC探测器是一种高度可扩展和广泛使用的技术，用于搜索来自WIMP暗物质或$\sim$ MeV中微子的相干核散射的低能核反冲信号。这样的实验期望测量来自这样的源的O（keV）电离或闪烁信号。然而，在$\sim1\,$ keV及以下，液体氙中的信号校准具有很大的不确定性，直接影响现有和未来实验的假定灵敏度。在这项工作中，我们报告了一个新的测量的电离产额的核反冲信号在液体氙低至0.3 $\,$ keV $\,\,$ -最低的能量校准报告的日期-在该能量的平均事件仅产生1.1电离~电子。在2和6 $\,$ keV之间，我们的测量结果与现有的测量结果一致，但显着提高了精度。在较低的能量，我们观察到一个下降的趋势，偏离简单的推断现有的数据。我们还研究了电离产率对220 V/cm和6240 V/cm之间的液体氙中所施加的漂移场的依赖性，使这些测量适用于宽范围的电流和不同的操作参数的建议实验。
2019-08-01 hep-ex physics.ins-det
Scintillation yield and time dependence from electronic and nuclear recoils in liquid neon
我们已经进行了液体氖闪烁光的测量，观察我们的检测器高达（3.5 $\pm$ 0.4）光电子/千电子伏的信号产量。我们测量脉冲形状之间的歧视效率电子和核反冲液体氖从50和300千电子伏的核反冲能量。我们还测量了\leff，参数在液体氖之间的30和370 keV的核反冲能量，观察到平均\leff $=0.24$高于50 keV。我们观察到的闪烁时间分布和信号产率的液体氖的压力和温度的依赖性。
2012-08-13 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Angular Resolution of Electrons in Gaseous Targets
针对气体靶中低能电子反冲方向测量，研究修正电子多重散射模型并结合探测器点分辨率，提出最佳角分辨率估计公式。
2025-02-17 hep-ex physics.ins-det
Precision measurements of the scintillation pulse shape for low-energy recoils in liquid xenon
我们目前的测量闪烁脉冲形状的液体氙核反冲（NR）和电子反冲（ER）在0至0.5 kV/cm的电场能量$<$ 15 keV和$<$ 70 keV电子当量，分别。平均脉冲形状由具有两个指数衰减分量的有效模型很好地描述，其中两个衰减时间是拟合参数。我们发现，由于延迟发光的复合过程中的ER的脉冲显着增宽。除了有效模型外，我们还拟合了一个描述零场下ER复合发光的模型，并得到了很好的一致性。我们估计的最佳性能相结合的S2/S1和脉冲形状ER/NR歧视，并表明，即使与2纳秒的时间分辨率，改善S2/S1歧视是边际，使脉冲形状歧视将可能不会是有用的，为未来的双相液体氙实验寻找弹性暗物质反冲相互作用。
2018-05-23 physics.ins-det
Liquid Scintillator Response to Proton Recoils in the 10-100 keV Range
我们研究了EJ-301液体闪烁体对单色244.6 $\pm$ 8.4 keV中子的响应，目标是10-100 keV质子反冲能量区间。对于该有机闪烁体或任何其他有机闪烁体，在该范围内的质子光产额存在有限的实验信息。我们的研究结果证实了适当的修改后的Birks模型，常见的所有有机闪烁体配方，预测显着增加猝灭因子质子能量接近几千电子伏制度。提到了这种行为在寻找低质量粒子暗物质的背景下的相关性。
2018-05-08 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Energy deposition on nuclear emulsion by slow recoil ions for directional dark matter searches
本文计算了5 - 200 keV的C离子和5 - 600 keV的Kr离子在核乳胶上沉积的电子能量，并与快离子沉积的电子能量进行了比较，为设计和建造定向暗物质搜寻的细颗粒核乳胶提供了依据。核猝灭因子和电子LET（线性能量转移），沿离子轨道沉积的特定电子能量，进行了评估。对重离子径迹结构的核心和半影进行了修正，以理解由暗物质候选者WIMP产生的反冲离子撞击核乳胶中AgBr晶体的核所产生的径迹。本文还研究了$α$ -衰变产生的100 - 180~keV重反冲离子Pb离子。此外，考虑到地下实验室中本底中子的影响，还计算了25 - 80 keV质子离子的径迹结构。
2019-05-16 hep-ex physics.ins-det
Pulse-Shape Discrimination of CaF2(Eu)
用一种新的拟合方法测量了CaF_2（Eu）中电子和核反冲产生的闪烁脉冲的衰减时间。在反冲能区5-30 keVee，我们发现电子和核反冲事件的衰变时间存在差异。在反冲能大于20 keVee的区域，我们发现衰变时间与反冲能无关。
2010-07-28 astro-ph.IM physics.ins-det
Scintillation efficiency and ionization yield of liquid xenon for mono-energetic nuclear recoils down to 4 keV
液态氙（LIPE）是一种用于探测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的实验的优良材料。低能量检测阈值对于灵敏的WIMP搜索是必不可少的。对低能核反冲的相对闪烁效率（Leff）和电离产额的理解仅限于能量低于10 keV的情况。在本文中，我们提出了新的测量，扩展到4千电子伏的能量，发现Leff随能量的降低而降低。我们还测量了闪烁效率的淬火由于电场在LIGO，发现没有显着的字段依赖性。
2010-01-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Measurement of the ionization produced by sub-keV silicon nuclear recoils in a CCD dark matter detector
本文报道了用电荷耦合器件（CCD）测量硅原子核在体硅中以亚keV动能反冲的电离效率。核反冲是由来自$^{124}$ Sb-$^{9}$ Be光中子源的低能中子（$<$ 24 keV）产生的，并且它们的电离信号被测量为低至60 eV电子当量。这个能量范围，以前未被探索过，与低质量暗物质粒子的探测有关。测量的效率被发现偏离外推到低能量的Lindhard模型。这一测量也证明了位于SNOLAB地下实验室的暗物质直接探测实验DAMIC所采用的CCD对核反冲的敏感性。
2016-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Direct measurement of the ionization quenching factor of nuclear recoils in germanium in the keV energy range
本文报道了在$_{nr}$能量为0.4 ~ 6.3keV范围内，锗的电离猝灭因子的测量。在这个能量范围内精确了解这一因素与用锗基探测器进行的相干弹性中微子-核散射和低质量暗物质搜索有关。用单能中子束辐照高纯锗靶，在很低的能量阈值下产生核反冲。通过与周围基于液体闪烁体的中子探测器的运动学约束符合直接测量电离猝灭因子的能量依赖性。详细讨论了测量的系统不确定度。在[0.4，6.3] keV $_{nr}$能量范围内，测量的猝灭因子在0.16和0.23之间，数据与Lindhard理论兼容，参数$k$为0.162 $\pm$ 0.004（stat+sys）。
2022-09-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Search for the Migdal effect in liquid xenon with keV-level nuclear recoils
本研究利用标记中子产生的 7.0±1.6 keV 核反冲，在液氙中首次直接寻找 M、L 壳层电子的 Migdal 效应，但未发现符合预言的信号，并分析其原因与影响。
2023-07-24 hep-ex physics.ins-det
Scintillation and Ionization Responses of Liquid Xenon to Low Energy Electronic and Nuclear Recoils at Drift Fields from 236 V/cm to 3.93 kV/cm
本文报道了在236 V/cm ~ 3.93 kV/cm的不同漂移场下，利用具有高能量和位置分辨率的三维灵敏液氙时间投影室，对低能电子（约3--7 keV $_{ee}$）和核反冲（约8--20 keV $_{nr}$）在液氙中的闪烁和电离产额的新测量结果。我们测量的信号响应核反冲同意从NEST模型的预测。然而，我们测量的电子反冲电离（闪烁）产额始终高于（低于）从NEST模型约5 e $^-$ /keV $_{ee}$（ph/keV $_{ee}$）在所有扫描的漂移场。新的复合参数的基础上的Mesquas-Imel盒模型来自我们的数据。由于以前缺乏对液态氙中低能电子反冲的闪烁和电离产额的精确测量，我们的新测量提供了迄今为止最好的可用数据，覆盖了与暗物质搜索相关的液态氙探测器在不同漂移场的低能区。
2015-07-14 hep-ex physics.ins-det
Response of liquid xenon to Compton electrons down to 1.5 keV
液态氙对低能电子反冲的响应与寻找暗物质候选者有关，暗物质候选者主要与介质中的原子电子相互作用，如轴子或轴子状粒子，而不是预测与原子核散射的弱相互作用大质量粒子。最近，液体氙闪烁光已被观察到电子反冲下降到2.1千电子伏，但没有施加电场，用于大多数氙暗物质的搜索。施加的电场可以通过阻碍产生大部分闪烁光子的电子-离子复合过程来降低闪烁产率。我们提出了新的结果，液体氙的闪烁发射响应电子反冲低至1.5千电子伏，有和没有施加电场。在零场时，观察到低于10 keV的每单位沉积能量的闪烁输出减少，在较高能量下下降到其值的近40%。当外加电场为450 V/cm时，我们观察到闪烁输出相对于零场时的值减少到约75%。我们看到在1.5 keV和7.8 keV之间该值没有显著的能量依赖性。根据这些结果，我们估计ZEPLIN-III，XENON 10，XENON 100和XMASS的电子反冲能量阈值分别为2.8 keV，2.5 keV，2.3 keV和1.1 keV，验证了它们对低能电子反冲的出色灵敏度。
2013-06-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Determining the bubble nucleation efficiency of low-energy nuclear recoils in superheated C$_3$F$_8$ dark matter detectors
本文通过广义分段线性模型和MCMC方法，利用中子标定数据测定了过热C$_3$F$_8$中碳和氟低能核反冲的气泡成核效率，并验证了模型可靠性，为PICO-60探测器计算WIMP排除极限提供了关键输入。
2022-11-08 astro-ph.IM physics.ins-det
Scintillation response of cryogenic CsI to few-keV and sub-keV nuclear recoils
University of Chicago（芝加哥大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺西亚国际物理中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Instituto de Física Corpuscular, CSIC & Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙国家科学研究委员会与瓦伦西亚大学）
本研究通过低温铯碘化物探测亚keV核 recoil ，并揭示其淬灭因子特性，为中微子和暗物质实验提供关键数据。
2026-09-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Comments on "Direct measurement of the ionization quenching factor of nuclear recoils in germanium in the keV energy range"
我们研究了最近测量的淬灭因子（QF）在锗在80 K，注意到一些不一致，能够影响声称的协议与Lindhard的离子停止形式主义在亚千电子伏的核反冲能量制度。也就是说，能量标度中被低估的不确定性和该标度中大的仪器非线性的缺失校正能够严重扭曲低能量下的QF行为，有利于降低值。讨论扩大到检查QF模型选择的影响，中微子的电磁性质的研究，使用CE $ν$ NS数据，支持在3.5 $σ$水平的非零电荷。
2022-03-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Intrinsic Fano factor of nuclear recoils for dark matter searches
在10 ~ 200 keV的反冲能量范围内，锗和硅中的核反冲产生的电子-空穴比其对应的电子反冲产生的电子-空穴有更大的变化.这种效应--主要是由于给定能量的核反冲导致的晶格能量的偏差--已经被林哈德模型预测到了。我们用内禀核反冲Fano因子来参数化方差，在25 keV附近，硅和锗的内禀核反冲Fano因子分别为24.3 $\pm$ 0.2和26 $\pm$ 8。方差具有重要的影响，预期的信号形状的实验，利用低能量的核反冲，如直接暗物质搜索和相干中微子核散射测量。
2022-12-12 hep-ex physics.ins-det
Measurements of low-energy nuclear recoil quenching factors for Na and I recoils in the NaI(Tl) scintillator
本研究通过改进NaI(Tl)晶体封装提升光产额，实现了更低能量钠核反冲淬灭因子的测量，并重评了既往结果，为暗物质与中微子相关研究提供关键参数支持。
2024-07-09 hep-ex physics.ins-det
Liquid argon scintillation response to electronic recoils between $2.8$--$1275~{\rm keV}$ in a high light yield single-phase detector
测量了零电场下$2.82$ ~ $1274.6~{\rm keV}$能量范围内的电子反冲对液氩闪烁的响应。在该测量中使用的具有大光学覆盖范围的单相检测器基于具有高斯加附加指数项（仅具有高斯项）的光电倍增管单光电子响应建模，产生用于$511.0$ - ${\rm keV}$ $γ$ -射线事件的$12.8 \pm 0.3 ~ (11.2 \pm 0.3)~{\rm photoelectron/keV}$。它暴露于各种校准源，例如$^{22}{\rm Na}$和$^{241}{\rm Am}$ $γ$射线发射器，以及$^{252}{\rm Cf}$快中子发射器，该快中子发射器通过在聚四氟乙烯中与$^{19}{\rm F}$的$(n, n'γ)$反应诱导准单能$γ$射线。此外，检测器的高光检测效率使得能够识别大气氩中的宇宙成因同位素$^{37}{\rm Ar}$的$2.82$-${\rm keV}$峰。由全吸收峰得到了探测器的光产额和能量分辨率。我们发现高达约$25\%$移位的闪烁产额在整个能量范围和$3\%$的能量分辨率的$511.0$-${\rm keV}$线。用常数参数为$ς=0.033 ^{+0.012} _{-0.008}$的M-I箱模型解释了这一结果。对于液态氩，这是第一次测量的能量依赖的闪烁产量下降到几个${\rm keV}$在零场，并提供必要的输入调整氩响应模型用于物理实…
2020-11-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Ionization Efficiency Study for Low Energy Nuclear Recoils in Germanium
我们利用锗-72的内转换（$E_0$跃迁）间接测量了锗的低能核反冲。结合可靠的蒙特卡罗程序包（我们在其中实施了内部转换过程），将数据与Lindhard（$k$ =0.159）和Barker-Mei模型进行了比较。形状分析表明，这两个模型同意以及在该地区的数据在4%以内的利益。由形状分析得到的核反冲的最可几值（MPV）为17.5 keV，平均程长为0.014 $μ$ m。
2013-06-06 physics.ins-det
Nuclear Recoil Identification in a Scientific Charge-Coupled Device
本文提出利用电离事件与晶格缺陷的空间关联逐事例识别CCD中的核反冲，并通过中子源和γ源实验验证了该方法在宽能量范围内的高效识别能力，可有效抑制电子反冲本底。
2024-08-12 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
Low energy recoil detection with a spherical proportional counter
我们提出了低能量反冲探测结果在千电子伏的能量区域，从测量进行的球形正比计数器（SPC）。使用${}^{241}Am-{}^{9}{Be}$快中子源以获得探测器的气体体积内的中子-核弹性散射事件。通过观察${}^{55}Fe$ X射线源的$5.9\ keV$线，解决了探测器在$keV$能量区域的性能，能量分辨率为$9\%$（$σ$）。工具包GEANT 4用于模拟探测器受${}^{241}Am-{}^{9}{Be}$源的辐照，而SRIM用于计算电离猝灭因子（IQF）。GEANT 4模拟的能量沉积谱以及SRIM计算的淬灭因子为实验结果提供了有价值的见解。SPC在低能量反冲探测中的性能使得该探测器成为广泛应用的良好候选者，包括超新星或反应堆中微子探测和暗物质（WIMP）搜索（通过相干弹性散射）。
2017-09-19 hep-ex physics.ins-det
Low-threshold response of a scintillating xenon bubble chamber to nuclear and electronic recoils
本文展示了闪烁氙气泡室在低至0.50 keV热力学阈值下对约1 keV核反冲的灵敏度，同时保持对γ射线成核不敏感，并给出了核反冲成核响应的标定及γ射线诱发俄歇级联成核概率的严格上限。
2025-02-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Low Energy Electron and Nuclear Recoil Thresholds in the DRIFT-II Negative Ion TPC for Dark Matter Searches
了解在尽可能低的能量下测量和区分粒子事件的能力是开发新实验以寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的基本要求。在本文中，我们详细评估了1 m^3 DRIFT-II定向灵敏、低压负离子时间投影室（NITPC）中低于10 keV的潜在灵敏度，该评估基于多丝正比室（MWPC）读出中的逐事件径迹重建和量热法。通过应用一个数字平滑多项式，它表明，探测器是敏感的硫和碳反冲分别下降到2.9和1.9 keV，和1.2 keV的电子感生事件。通过5.9 keV的γ谱的55 Fe，其中的能量分辨率是足够的，以确定逃逸峰的能量灵敏度证明。较低的能量灵敏度对WIMP排斥极限的影响被证明。除了反冲方向重建的WIMP搜索，这种灵敏度表明新的应用前景也在KK轴子搜索。
2009-03-30 hep-ex physics.ins-det
Electron recombination in low-energy nuclear recoils tracks in liquid argon
本文分析了在液氩探测器中反冲原子电离径迹中的电子-离子复合过程。该分析是基于计算机模拟的结果，其中使用现实的电子输运和反应模型。计算再现了最近的实验结果的电离产额从6.7 keV的核反冲在LAr。逃逸重组的电子数的统计分布被发现偏离二项分布，并获得核反冲轨道的重组波动的估计。的复合动力学的研究表明，一个显着的一部分电子进行非常快的静态复合，效果可能是负责的弱漂移场依赖性的电离产率从核反冲在一些稀有液体。所获得的结果可能是有用的，在寻找假设的暗物质粒子和其他研究，涉及到反冲核的检测。
2016-02-10 physics.ins-det
Operation of a 1-Liter-Volume Gaseous Argon Scintillation Counter
我们已经建立了一个气相氩离子化检测器，用于测量小的核反冲能（< 10 keVee）。在本文中，我们描述了探测器对X射线和伽马校准源的响应，包括脉冲形状分析、软件触发、气体含量优化以及信号的能量和位置依赖性。我们比较我们的实验结果与模拟使用5.9千电子伏的X射线源，以及更高能量的伽马源高达1332千电子伏。最后，我们描述的检测器，DAQ，和软件设置优化的测量气态氩中的低能核淬灭因子。这项工作是在美国能源部的主持下由劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行的，部分根据合同W-7405-Eng-48，部分根据合同DE-AC 52 - 07 NA 27344。由整个实验室LDRD资助。LLNL-JRNL-415990-草案。
2009-08-22 hep-ex physics.ins-det
Sub-keV Electron Recoil Calibration for Macroscopic Cryogenic Calorimeters using a Novel X-ray Fluorescence Source
本文提出基于X射线荧光的新型校准源，用于校准能量阈值低于100 eV的低温宏观量热计，并引入CryoLab分析工具及能量分辨率模型，以支持轻暗物质和中微子研究。
2025-09-08 physics.ins-det
Signal Yields of keV Electronic Recoils and Their Discrimination from Nuclear Recoils in Liquid Xenon
我们报告了使用XENON 100探测器在92 V/cm、154 V/cm和366 V/cm漂移场下液体氙对氚β衰变产生的15 keV以下低能电子反冲的响应。采用基于马尔可夫链蒙特卡罗的数据-模拟拟合方法从实验数据中提取光子产额和复合涨落。在两个较低的领域测量的光子产率与文献中的那些一致，在更高的字段366 V/cm的额外的测量。在这些低能量的电子和核反冲歧视，以及它的依赖于漂移场和光子探测效率进行了研究。结果提供了新的测量的能量区域感兴趣的暗物质搜索使用液体氙。
2018-02-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Analytic approximation of energy resolution in cascaded gaseous detectors
基于电荷收集、雪崩形成和提取步骤是独立的级联过程的假设，导出了级联气体探测器（如GEM-s）增益起伏的近似公式。为了测试近似实验，一个设置，涉及一个标准的GEM层已被构造为测量5.9千电子伏的伽马粒子的能量分辨率。该公式合理地跟踪电荷收集以及能量分辨率的提取过程依赖性。增益波动的这种解析近似可以应用于多GEM检测器，其中它有助于解释测量结果以及模拟。
2016-02-03 physics.ins-det
Performance of a Chamber for Studying the Liquid Xenon Response to Nuclear Recoils
本文介绍了一个装有7个2英寸光电倍增管的1.2升液体氙室的设计和性能，其目的是研究氙对γ射线和中子的闪烁响应。用伽马射线的测量表明高的VUV光收集效率导致每IkeV的沉积能量约5.5个光电子。能量分辨率（FWHM）为18%和22%，分别为122 keV和511 keV的伽马射线。提出了一种重建（x，y）平面闪烁坐标的算法，并进行了实验验证。位置分辨率估计为6.9毫米（西格玛）为122千电子伏的伽马射线。
2005-01-14 astro-ph physics.ins-det physics.space-ph
Low Energy Electronic Recoils and Single Electron Detection with a Liquid Xenon Proportional Scintillation Counter
本文表征了单相液态氙比例闪烁计数器（LXePSC）对低能电子反冲的响应，实现了约1keV电子反冲的高效探测及单电子观测，讨论了其在反应堆中微子探测的潜在应用。
2023-06-19 physics.ins-det
Novel recoil nuclei detectors to qualify the AMANDE facility as a Standard for mono-energetic neutron fields
IRSN-Cadarache的AMANDE设施产生2 keV至20 MeV的单能中子场，质量为100%。作为一个标准的设施，中子场的特性，即注量分布必须是众所周知的装置，使用绝对测量。2006年开始开发能够直接测量中子能量和注量的新探测器系统。利用质子反冲望远镜原理，以提高效率为目标，研究了两个全定位系统。研究了一种用于高能测量的CMOS质子反冲望远镜（CMOS-RPT），其中氦4气体微时间投影室（microTPC He 4）将用于低能测量。这两个系统的模拟进行了运输蒙特卡罗代码MCNPX，选择组件和几何形状，以优化效率和检测限的两个设备或估计预期的性能。2008年实现的第一次初步测量证明了这些用于中子计量学的新型探测器的原理。
2008-12-01 physics.ins-det
Quenching factor measurement in low pressure gas detector for directional dark matter search
有相当多的实验致力于粒子暗物质的定向探测。气态μ-TPC探测器呈现出能够在相互作用之后重建反冲核的轨道和能量的特权特征。精确测量后坐能量是定向搜索策略的关键。必须考虑淬火，即只有一定比例的反冲能量沉积在电离通道中。在格勒诺布尔LPSC的专用离子束装置上测量了室温下不同气体混合物的电离猝灭因子。
2011-10-10 physics.ins-det
Low-energy (0.7-74 keV) nuclear recoil calibration of the LUX dark matter experiment using D-D neutron scattering kinematics
大型地下氙实验（英语：Large Underground Xenon experiment）是一个双相液态氙时间投影室（TPC），位于美国南达科他州的桑福德地下研究设施。在LUX探测器上，利用氘-氘聚变源产生的单能2.45 MeV中子束，对液态氙中的核反冲进行了$\textit{in situ}$标定。使用由活性氙体积内的双散射中子事件定义的测量的散射角，重建来自TPC中的第一中子散射的核反冲能量。我们测量的绝对电荷（$Q_{y}$）和光（$L_{y}$）产额在平均电场为180 V/cm的核反冲能量跨越0.7至74 keV和1.1至74 keV，分别。这种校准的核反冲信号产量将允许液体氙核反冲信号模型的进一步完善，重要的是暗物质搜索，清楚地表明测量的电离和闪烁信号在这种介质中的反冲能量下降到$\mathcal{O}$（1千电子伏）。
2016-10-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Performance and Fundamental Processes at Low Energy in a Two-Phase Liquid Xenon Dark Matter Detector
我们扩展的原型两相液体氙WIMP暗物质探测器的反冲能量低于20千电子伏的性能的研究。我们证明了一种新的方法，用于获得最佳估计的事件的能量，使用校准的电荷和光信号的总和，并引入相应的歧视参数，给它的平均值在4 kV/cm的电子和核反冲高达300和100千电子伏，分别。我们表明，在重组的波动限制歧视的大多数能量，并揭示了歧视低于20千电子伏由于低能量电子反冲的电离产率的惊人增加的改善。这种改进对于高灵敏度的暗物质搜索至关重要。
2006-09-29 astro-ph physics.ins-det
A measurement of the ionization efficiency of nuclear recoils in silicon
我们测量了动能在1.8 - 20 keV之间的硅核反冲的电离效率。我们用中子束轰击硅漂移二极管进行弹性散射实验。使用宽能中子谱，并使用散射中子的飞行时间和散射角的测量来重建核反冲能。Lindhard等人的理论很好地描述了这项工作的结果的总体趋势。超过4 keV的反冲能量。低于该能量，所呈现的数据显示出与模型的偏差。数据表明在低能量下比理论预测更快的下降。
2017-07-04 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Scintillation-only Based Pulse Shape Discrimination for Nuclear and Electron Recoils in Liquid Xenon
在一个专门的测试设置在神冈天文台，我们研究了脉冲形状歧视（PSD）在液体氙（LXe）的暗物质搜索。PSD在LC 10是基于观察到的闪烁光从电子事件发射的时间比核反冲事件，我们的方法使用了一个简单的比率早期总闪烁光发射在一个单一的闪烁事件。需要50%的核反冲保留效率，我们将能量在4.8和7.2 keVee之间的电子背景降低到7.7 \pm 1.1（stat）\pm 1.2 0.6（sys）\times 10-2，并将能量在4.8和7.2 keVee之间的电子背景降低到7.7 \pm 2.8（stat）\pm 2.5 2.8（sys）\times 10- 2。3，能量在9.6至12 keVee之间，闪烁光产量为20.9 p.e./凯通过掩蔽一些光以将该产率降低至4.6p.e./ keV，相同的方法导致电子事件减少2.4 \pm 0.2（stat）\pm 0.3 0.2（sys）\times 10-1以上较低的能量区域。我们还观察到，在对比核反冲的波动，我们的早期电子事件的总比率大于预期的统计波动。
2011-06-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the ionization yield of nuclear recoils in liquid argon using a two-phase detector with electroluminescence gap
惰性气体液体电离产额的测量与暗物质研究和中微子-核相干散射实验中核反冲探测器的能量刻度有关。在本工作中，我们进一步研究了核反冲在液体Ar中的电离产额，使用两相探测器与电致发光间隙和DD中子发生器。在233 keV和0.56和0.62 kV/cm的电场下测量了液态Ar中核反冲的电离产额，其值分别为5.9 $\pm$、0.8和7.4 $\pm$ 1 e $^-$ /keV。确定了电离产率对能量和电场的特性依赖关系，同时将所获得的结果与在较低能量和较高电场下的结果进行了比较。
2017-05-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
