Observation of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering by COHERENT
COHERENT合作测量了相干弹性中微子核散射（CEvNS）的第一次在美国橡树岭国家实验室的Spectron中子源，使用CsI[Na]探测器。在这里，我们讨论的CEvNS过程的性质，物理动机，和测量CEvNS的实验考虑。我们描述了CsI[Na]测量，以及COHERENT的现状和未来。
2018-01-17 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering with directional detectors
我们研究了探测器的灵敏度与相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）的方向灵敏度，以及这些探测器如何补充测量的核反冲能。我们考虑停止π介子和反应堆中微子源，并使用气态氦和氟作为探测器材料的例子。我们生成标准模型预测，并与包括新的轻矢量或标量介质的方案进行比较。我们表明，定向探测器可以提供有价值的额外信息，在辨别新的物理，我们确定突出的光谱特征的角度和反冲能谱的光介质，即使是核反冲能量阈值高达$\sim 50$千电子伏。结合能量和时间信息，方向信息可以在从CE $ν$ NS实验中提取新物理中发挥重要作用。
2020-03-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
Pseudo-neutrino versus recoil formalism for 4-body phase space and applications to nuclear decay
针对传统核β衰变辐射修正处理因四体运动学不当导致可观测量系统误差的问题，研究非反冲极限下$ν'$-形式论的理论结构，推导四体相空间主公式，给出极化自旋1/2核β衰变外辐射修正的解析表达式，并与反冲形式论对比。
2024-03-01 hep-ex hep-ph nucl-ex
Studies of Quantum-Mechanical Coherency Effects in Neutrino-Nucleus Elastic Scattering
中微子-核弹性散射（$ν{\rm A}_{el}$）为研究电弱相互作用中的量子力学相干效应提供了一个独特的实验室。通过相干参数$α( q^2 )$可以定量地表征截面与完全相干系统的截面的偏差。导出了$α$与核物理在核形状因子方面的关系。给出了各种中微子源的截面对$α( q^2 )$的依赖关系。$α( q^2 )$值由相干CsI和Ar实验的测量数据估算。完全的相干性和退相干条件被排除的CsI数据与$p {=} 0.004$在$q^2 {=} 3.1 {\times} 10^{3} ~ {\rm MeV^2}$和与$p {=} 0.016$在$q^2 {=} 2.3 {\times} 10^{3} ~ {\rm MeV^2}$，分别验证了QM叠加和核多体效应有助于$ν{\rm A}_{el}$相互作用。
2021-05-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Average CsI neutron density distribution from COHERENT data
利用COHERENT实验的中微子-核相干弹性散射数据，首次确定了$^{133}\text{Cs}$和$^{127}\text{I}$的平均中子均方根半径。我们得到的实际模型无关的值$ R_{n} = 5.5 {}^{+0.9}_{-1.1} \, \text{fm} $使用对称化的费米和赫尔姆形状因子。我们还指出，COHERENT数据显示了原子核结构抑制全相干性的$2.3σ$证据。
2018-01-29 hep-ex hep-ph nucl-ex
$\texttt{nrCascadeSim}$ -- A simulation tool for nuclear recoil cascades resulting from neutron capture
中子俘获引起的核反冲已经成为暗物质直接探测和相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）中探测器校准的重要工具。$\texttt{nrCascadeSim}$是一个命令行工具，用于生成纯材料上中子捕获产生的能量沉积的模拟数据。目前，支持硅、锗、氖和氩。虽然该软件是为固态探测器校准而开发的，但它可用于任何需要模拟中子捕获引起的核反冲数据的应用。
2022-02-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
About the importance of the nuclear recoil in αemission near the DNA
讨论了放射性物质在人体内的能量沉积效应。我们首次强调了反冲核在这类反应中的重要性，特别是对DNA结构造成的损伤。
2011-07-19 nucl-ex physics.bio-ph
Observation of two nuclear recoil peaks induced by neutron capture on Al2O3
Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
在Al2O3探测器中观测到由中子捕获引起的两个核 recoil 峰，揭示了多γ级联首次直接测量，并展示了CRAB方法在核 recoil 校准中的应用潜力。
2025-12-06 nucl-ex physics.ins-det
A Novel Source of Tagged Low-Energy Nuclear Recoils
对于足够宽的共振，核共振荧光表现得像弹性光-核散射，同时保留共振光-核吸收的大截面特性。我们表明，NRF可用于表征低能量核反冲产生的信号作为一种新的来源标记的低能量核反冲。理解这些信号对于确定直接WIMP暗物质和相干中微子-核散射搜索的灵敏度非常重要。
2011-05-25 astro-ph.IM nucl-ex
Scintillation Efficiency for Low-Energy Nuclear Recoils in Liquid-Xenon Dark Matter Detectors
我们进行了理论研究的闪烁效率在低能量区域的液体氙暗物质探测器的关键。我们开发了一个计算机程序来模拟反冲氙核在液态氙中的级联过程，并计算了原子碰撞引起的核猝灭效应。我们使用从实验数据外推到低能区的电子阻止本领，并考虑到电子逃逸的影响，从电子-离子对复合使用广义的Escheras-Imel模型拟合闪烁数据。我们的结果与中子散射的实验结果吻合得很好，并且当反冲能量低于3 keV时，该结果迅速消失。
2013-10-09 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Measurement of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering from reactor antineutrinos
本文叙述了3 kg超低噪声锗探测器在动力堆高通量反中微子中的96.4天暴露。一个非常强烈的偏好（$p<1.2\times10^{-3}$）的存在下，一个相干的弹性中微子核散射（CE $ν$ NS）组件的数据被发现，相比，只有背景模型。在反应堆停堆期间的25天运行中，没有看到这种影响。最佳拟合CE $ν$ NS信号与基于最近表征的锗对亚千电子伏核反冲的响应的预期非常一致。使用当前数据可以排除标准模型CE $ν$ NS预测的60\%级偏差。对锗猝灭因子、中微子能谱和本底模型的不确定度进行了检验。
2022-11-19 hep-ex hep-ph nucl-ex
Determining the nuclear neutron distribution from Coherent Elastic neutrino-Nucleus Scattering: current results and future prospects
相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）是最近在ORNL的Spinning中子源上首次测量到的一个过程，它对核的弱形状因子直接敏感。目前正在建造的欧洲中微子源（ESS）将产生最强的脉冲中微子通量，适合于探测CE $ν$ NS。在本文中，我们量化它的潜力，以确定点中子分布的均方根半径，为各种目标核和一套探测器。要把我们的结果的上下文中，我们还得到，第一次，这个参数的约束条件，从分析的能量和时序数据的CsI探测器在相干实验。
2020-07-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
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
Searching signature of neutrino-nucleus coherent scattering with Mössbauer Spectroscopy
穆斯堡尔谱学是探测相干弹性ν-核散射（CENNS）的一种可供选择的实验技术。中微子-核相互作用中的中微子转移能量在核能级上引起微扰，而微扰是穆斯堡尔共振中γ辐射的原因。穆斯堡尔谱学的主要特点是晶体阵列势的量子限制对原子核施加的无反冲条件。相干中微子散射预计发生在束的低能区，通常低于30 MeV，在较高的中微子能量下，散射中出现小的非相干分量[30]，作为内部核自由度内的扰动。本文证明了利用反中微子反应堆束，在穆斯堡尔技术的精确度下，可以获得中微子相干散射的可测特征。
2020-10-21 hep-ph nucl-ex
Design and Characterization of a Neutron Calibration Facility for the Study of sub-keV Nuclear Recoils
作为实验工作的一部分，以证明在大质量检测器的超低能量反冲预期从相干中微子核弹性散射的灵敏度，我们已经设计并建立了一个高度单色的24千电子伏的中子束在堪萨斯州立大学的三角马克-II反应堆。选择的束流特性，以模拟软反冲能量预期从反应堆反中微子在各种目标，允许了解专用探测器技术的响应，在这个尚未开发的子千电子伏反冲范围。的光束特性（强度，单色性，污染，光束轮廓）的完整表征，连同第一次测试的校准设置使用质子反冲在有机闪烁体。
2007-01-06 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Recoil alignment in muon capture on nitrogen-14
我们报道了在$μ^- + ^{14}$ N $(1^+, 0)$ $\to$ $ν_μ + ^{14}$ C $(2^+, 7012)$跃迁中反冲核的纵向排列$A_L$的测量。该实验是在TRIUMF回旋加速器的M9 B束线上通过测量随后的$^{14}$ C $(2^+, 7012)$ $\to$ $^{14}$ C $(0^+, 0)$ γ射线的多普勒线形进行的。我们比较了我们的结果$A_L = 0.60 \pm 0.11$各种模型的计算，并讨论了诱导的赝标耦合，第二禁戒效应和$2 \hbar ω$波函数混合物的敏感性。
2004-10-08 nucl-ex nucl-th
Gep/Gmp for bound protons: first results for 16O with the recoil polarization technique
杰斐逊实验室首次对比氘重的原子核进行了（e，e 'p）极化转移测量。在Q^2 = 0.8（GeV/c）^2的准弹性垂直运动学中测量了反应16 O（e，e 'p）中喷射出的质子极化的横向和纵向分量。这些数据与最先进的计算结果吻合得很好，但不排除在最近的理论预测水平上，核子在核介质中的电磁形状因子的比值可能发生变化。
2000-04-22 nucl-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
Passive low-energy nuclear recoil detection with color centers
晶体损伤事件，如轨道和点缺陷已被用来记录和检测辐射很长一段时间，最近他们已被提议作为一种手段，暗物质检测。色心可以读出光学和我们提出了一个计划的基础上选择性平面照明显微镜的亚微米成像的大体积对应千克质量检测器。这类探测器将是无源的，并将在室温下工作。我们将这些概念应用于使用相干弹性中微子核散射（CEvNS）的反应堆中微子的检测。晶体损伤形成能量本质上是在25eV的量级上，导致类似的低核反冲阈值。这将使第一次观察反应堆中微子CEvNS与探测器小到10克。此外，对自旋相关的暗物质散射到0.3GeV的暗物质质量的竞争性搜索也是可能的。被动晶体探测器如果用于监测反应堆功率和限制钚的生产，对核不扩散保障也可能具有吸引力。拟议的探测器的被动性质和小足迹意味着，这些探测器可能很适合公认的反应堆保障监督作业。
2021-11-19 hep-ex hep-ph nucl-ex
Low-Energy Neutrino-Nucleus Scattering and New Physics
本文探讨了低能中微子-核散射（CEvNS）作为探索新物理的探针，利用液氩实验估计反冲事件数量，并讨论了中微子磁矩对事件率的影响。
2024-12-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Non-linearity effects on the light-output calibration of light charged particles in CsI(Tl) scintillator crystals
本文研究了轻离子（Z ≤ 4）在CsI（Tl）晶体中产生的光输出。能量-光校准数据集是用最近升级的高分辨率阵列（HiRA 10）中的10 cm晶体获得的。我们使用质子反冲数据从40，48 Ca + CH 2在28 MeV/u，56.6 MeV/u，39 MeV/u和139.8 MeV/u和数据从一个专门的实验与直接低能束。我们还使用了139.8MeV/u的40，48 Ca + 58，64 Ni，112，124 Sn碰撞反应中p，d，t粒子的穿通点。非线性，特别是从Tl掺杂和CsI晶体中的光收集效率，被发现显着影响的光输出，因此校准的光带电粒子，特别是氢同位素的检测器响应。一个新的经验参数化的氢光输出，L（E，Z=1，A），提出了解释所观察到的效果。结果被发现是一致的所有48 CsI（Tl）晶体在集群的12个HiRA 10望远镜。
2019-03-21 nucl-ex physics.ins-det
Measurement of Ionization Produced by 254 eVnr Nuclear Recoils in Germanium
本研究重新测量了锗中 254 eVnr 核反冲产生的电离，发现其电离产额和猝灭因子显著高于 Lindhard 模型预测值，此电离增强有望大幅提升高纯锗探测器在暗物质和中微子探测中的灵敏度。
2024-09-23 nucl-ex physics.ins-det
Observation of a nuclear recoil peak at the 100 eV scale induced by neutron capture
本研究利用²⁵²Cf中子俘获在NUCLEUS的CaWO₄低温探测器中首次观测到约112 eV核反冲峰，并以3σ确认¹⁸³W单γ退激结构，为低阈值核反冲实验提供原位非侵入校准新方法。
2023-06-02 nucl-ex physics.ins-det
First measurement of the ionization yield of nuclear recoils in liquid argon
这封信详细介绍了6.7 keV $^{40}Ar$原子在液氩探测器中停止的电离产额（$Q_y$）的测量。在240- 2130 V/cm的电场范围内，探测到的$e^{-}/\mbox{keV}$的$Q_y$为3.6-6.3，这对于使用这种探测器介质来寻找来自假设的暗物质粒子相互作用和来自相干弹性中微子核散射的信号是令人鼓舞的。观察到一个显着的依赖$Q_y$上施加的电场的离子复合的上下文中解释。
2014-05-01 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Implications of first neutrino-induced nuclear recoil measurements in direct detection experiments
本文评估了 PandaX-4T 和 XENONnT 首次通过 CEνNS 测量 $^8$B 太阳中微子诱发核反冲对中微子非标准相互作用的限制能力，发现其灵敏度与 COHERENT 数据相当，并能覆盖纯 $τ$ 味参数。
2024-09-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Semi-empirical calculation of quenching factors for ions in scintillators
本文介绍了半经验法计算冷却器淬熄系数的方法。它是基于经典的Birks公式与电子和离子的总阻止本领，分别用ESTAR和SRIM程序计算。该方法只有一个拟合参数（Birks因子kB），在不同的测量和数据处理条件下，对于相同的材料可以有不同的值。假设一旦kB值是通过对某一能量区域内的一种粒子的数据进行拟合而得到的，（例如，对于来自探测器内部污染的几个MeV α粒子），它可以用来计算另一种粒子和另一种能量的猝灭因子（例如，对于低能核反冲），如果所有数据都是在相同的实验条件下测量的，并以相同的方式处理。该方法的适用性在许多例子中得到了证明，包括具有不同闪烁机制的材料：有机闪烁体（固体C8 H8和液体C16 H18，C9 H12）;晶体闪烁体（纯CdWO 4，PbWO 4，ZnWO 4，CaWO 4，CeF 3和掺杂的CaF 2（Eu），CsI（Tl），CsI（Na），NaI（Tl））;液体稀有气体（Lion）。对于一些没有实验数据的超导体（CdWO_4，PbWO_4，CeF_3，Bi_4Ge_3 O_（12），LiF，ZnSe），给出了核反冲的猝灭因子的估计。
2009-11-16 astro-ph.IM nucl-ex
$β$-particle energy-summing correction for $β$-delayed proton emission measurements
研究$β$延迟质子发射的常见方法是在植入$β$延迟质子发射（$β$ p）核后，在双面硅条探测器（DSSD）中测量发射质子的能量和相应的核反冲。然而，为了提取质子衰变能量，测量的能量必须针对由$β$ p核发射的$β$粒子注入DSSD中的额外能量进行校正，该效应在此称为$β$求和。我们提出了一种方法来确定一个准确的校正$β$求和。我们的方法依赖于通过分析总（质子+反冲+ $β$）衰变能量分布形状的形状来确定DSSD内$β$ p核的平均注入深度。我们验证了这种方法与其他平均注入深度测量技术，利用能量沉积在DSSD的上游和下游的植入DSSD。
2016-11-18 nucl-ex physics.ins-det
Neutron radius determination of 133Cs and its impact on the interpretation of CEvNS-CsI measurement
本文通过在兰州冷却储存环上测量质子-133Cs弹性散射，结合Glauber模型确定133Cs中子半径为4.86(21) fm，并据此从CEvNS数据独立提取弱混合角为0.227(28)，为寻找新物理提供了更严格的约束。
2024-04-08 nucl-ex nucl-th
Neutron Skin in CsI and Low-Energy Effective Weak Mixing Angle from COHERENT Data
原子核的中子皮厚度$ΔR_{np}$和低能中微子-核子（$νN$）相互作用在核物理、粒子物理、天体物理以及标准模型（SM）之外的新物理中具有重要意义，但目前还不确定，而相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）提供了一种提取它们信息的简便方法.在低能$νN$相互作用中，新的物理机制可能会有效地引起SM弱混合角$θ_W$的移动，从而产生有效的弱混合角$θ^*_W$。通过分析COHERENT实验的CE $ν$ NS数据，我们发现，虽然通过改变$ΔR_{np}$对COHERENT数据的单参数拟合产生了具有不切实际的大中心值的CsI的$ΔR^{\rm{CsI}}_{np} \simeq 0.68^{+0.91}_{-1.13}$ fm，但通过将$\sin^2 θ^*_W$固定在$\sin^2θ_W^{\rm{SM}} = 0.23857$的低能SM值，一个两-通过改变$ΔR_{np}$和$\sin^2 θ^*_W$的维度拟合导致$ΔR_{np}$和$\sin^2 θ^*_W$之间的强正相关性，$ΔR^{\rm {CsI}}_{np} \simeq 0.24_{-2.03}^{+2.30}$ fm和$\sin^2 θ^*_W = 0.21_{-0.10}^{+0.13}$的值。虽然不确定性太大，要求确定的$ΔR^{\rm{CsI}}_{np}$和$\sin^2 θ^*_W$，本研究表明，多…
2019-09-17 astro-ph.SR hep-ph nucl-ex
First Observation Of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering
中微子-核相干弹性散射（CE $ν$ NS）在所有低能中微子耦合中具有最大的预测截面。然而，作为一种中性流相互作用，CE $ν$ NS的唯一实验特征是低能核反冲，这使得它的探测具有挑战性。CE $ν$ NS在超过40年的时间内未观察到。本论文描述了在6.7-sigma置信水平下导致CE $ν$ NS观测结果的实验。橡树岭国家实验室的一个低本底、14.6公斤的碘化铯[Na]闪烁体被暴露在从Sputron中子源发射的中微子中。特征CE $ν$ NS签名的能量和时间，兼容的预测从标准模型，在高信号背景条件下观察。CE $ν$ NS为研究中微子性质提供了新的机会，并使探测器小型化成为可能。
2019-04-02 nucl-ex
Two-Phase Emission Detector for Measuring Coherent Neutrino-Nucleus Scattering
相干散射是一种由标准模型预测的、没有味道的、高速率的、尚未被探测到的中微子相互作用。我们建议使用一个紧凑的（千克级），两相（液-气）氩电离检测器来测量相干中微子散射的核。在我们的方法中，中微子在液体中引起的核反冲产生弱电离信号，该信号在电场的影响下被传输到气体中，通过电致发光放大，并由光电管或雪崩二极管检测。本文介绍了该探测器的特点，并估算了反应堆中微子源的信号率和本底率。这种类型的相对紧凑的探测器，能够检测相干散射，提供了一种新的方法来味盲检测人造和天文中微子，并可能允许开发紧凑的中微子探测器，能够非侵入性实时监测反应堆中的裂变材料。
2004-11-04 nucl-ex
Machine-Learning-Enabled Measurements of Astrophysical (p,n) Reactions with the SECAR Recoil Separator
该研究将机器学习与离子光学模拟结合，为SECAR反冲分离器找到新方案，首次实现质量几乎不变的天体物理(p,n)反应测量，并以$^{58}$Fe(p,n)$^{58}$Co反应验证，截面20.3±6.3 mb，推动不稳定核反应研究。
2024-12-19 nucl-ex physics.ins-det
