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
Quenching factor measurements of sodium nuclear recoils in NaI:Tl determined by spectrum fitting
我们测量了Na I：Tl晶体中钠原子核反冲，测量了$^{7}$ Li（p，n）$^{7}$ Be反应中产生的中子对钠原子核反冲的散射。理解这种反冲的光输出，相对于同等能量的电子，由于淬灭因子而减少，对于解释寻找核散射相互作用的暗物质实验至关重要。我们开发了一种光谱拟合方法来从测量结果中提取猝灭因子，并报告36至401 keV之间核反冲能量的猝灭因子。我们的研究结果与最近使用准单能中子源的淬灭因子测量结果一致。新方法将在未来应用于SABRE实验中使用的NaI：Tl晶体。
2021-04-15 physics.ins-det
Super-Lindhard Ionization from 254 eVnr Nuclear Recoils in Germanium
University of Michigan（密歇根大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文报道锗中254 eVnr核反冲产生的电离超过Lindhard预测，偏差达4.5西格玛，并提出经验过量电离模型以解释亚keV反冲的超Lindhard行为。
2026-09-21 physics.ins-det
Lindhard integral equation with binding energy applied to light and charge yields of nuclear recoils in noble liquid detectors
本文提出了一个基于结合能Lindhard积分方程的低能核反冲电离效率或淬灭因子的模型，并将其应用于惰性液体探测器中核反冲的相对闪烁效率和电荷产额的计算。猝灭模型结合了恒定的平均结合能以及与离子速度成比例的电子阻止本领，并且是分析电荷重组过程以预测电离和闪烁产率的重要输入。我们的研究结果与NEST模拟的Leptin和LAr，并与现有的数据很好地吻合。这些研究与当前和未来使用稀有液体作为中微子物理靶的实验以及直接寻找暗物质有关。
2023-03-23 physics.ins-det
First measurement of surface nuclear recoil background for argon dark matter searches
直接寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的一个主要背景来自氡子体在探测器表面的沉积。最危险的表面背景是由$^{210}$ Po衰变产生的$^{206}$ Pb反冲。在这封信中，我们报告的第一个特点，这种背景下的液态氩。测量到低能Pb反冲的闪烁信号在氩气中是高度猝灭的，我们估计103 keV的$^{206}$ Pb反冲背景产生的闪烁信号与~ 5 keV（30 keV）电子反冲（$^{40}$ Ar反冲）的闪烁信号相等。此外，我们证明，这种危险的$^{210}$ Po表面背景可以抑制的一个因素~100或更高的脉冲形状歧视的方法，这可以使氩暗物质探测器附近的背景免费和提高他们的潜力，发现中等和高质量的WIMP。我们还讨论了对其他低本底实验的影响。
2016-09-22 physics.ins-det
Feasibility Study to use Neutron Capture for an Ultra-low Energy Nuclear-recoil Calibration in Liquid Xenon
超低能量的核反冲测量在液体氙使用中子捕获的可行性进行了研究，为一个小的（亚千克）液体氙探测器，优化了高闪烁增益，和脉冲中子源。测量使用在中子俘获之后的去激发过程期间赋予氙核的反冲能量，其中迅速发射的$γ$级联可以由于动量守恒而为核提供高达$0.3$ keV $_\text{nr}$的反冲能量。一个成功的校准闪烁光子和电离电子产额低于这个能量将有助于更高的灵敏度液体氙实验中寻找轻WIMP。
2022-10-18 hep-ex physics.ins-det
Observation of a low energy nuclear recoil peak in the neutron calibration data of the CRESST-III Experiment
CRESST-III 在三个 CaWO$_4$ 探测器模块的 AmBe 中子照射数据中观测到 112 eV 核反冲峰，并结合 Geant-4 模拟验证其用于亚 keV 能量刻度的可行性。
2023-07-25 physics.ins-det
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
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
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
Scintillation efficiency of liquid xenon for nuclear recoils with the energy down to 5 keV
在反冲能量从140 keV到5 keV的范围内，测量到液体氙对核反冲的闪烁效率几乎是恒定的。反冲效率与γ射线效率的平均比值为0.19 ± 0.02。
2005-12-15 physics.ins-det physics.space-ph
Directionality preservation of nuclear recoils in an emulsion detector for directional dark matter search
核乳胶是一种众所周知的探测器类型，也被提出用于暗物质的定向探测。在本文中，我们研究了方向敏感探测器的一个最重要的性质：碰撞暗物质粒子的方向的核反冲保持。对于核乳胶探测器，这是第一个详细的研究，其中一个现实的核反冲能量分布与所有可能的反冲原子类型被利用。此外，我们首次研究了乳胶颗粒对乳胶探测器定向性能的影响。以及我们比较核乳胶与其他定向探测器：在方向保存方面，核乳胶优于其他探测器的WIMP质量超过100 GeV/c $^2$。
2021-03-06 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of scintillation efficiency for nuclear recoils in liquid argon
在10 ~ 250 keVr范围内，测量了核反冲与电子反冲产生的液氩闪烁光产额随反冲能量的变化关系。闪烁效率定义为核反冲闪烁响应与电子反冲响应的比值，在20 keVr以上为0.25 \pm 0.01 + 0.01（相关）。
2012-05-08 astro-ph.IM nucl-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
Light output response of the LVD liquid scintillator to neutron-induced nuclear recoils
在LVD实验（INFN格兰萨索国家实验室）中使用的有机液体闪烁体已暴露于Am-Be中子源，以测量在约4至11 MeV的区域中的中子能量的光响应函数。一个完整的蒙特卡罗模拟，结合探测器的响应，是用来产生中子散射谱匹配所观察到的，以确定淬火因子。半经验Birks模型很好地描述了所获得的光输出响应。与其他作者使用类似的碳酸氢盐分解器获得的结果一致的结果，可以是感兴趣的快速和高能中子能谱，可以与此检测器进行。
2013-04-13 physics.ins-det
Reaction natYb+48Ca->217Th+3n: auto calibration process for DSSSD detector application (particular case)
杜布纳充气反冲分离器（DGFRS）是超重元素合成领域最有效的装置。DSSSD探测器的应用为植入反冲及其α衰变提供了更精确的能量和位置检测。为了使背景产物的贡献最小化，在DGFRS处应用了有效相关方法。为了应用这种方法，强烈需要对48个前条进行精确校准。提出了一种用9.26MeV ~（217）Th峰进行一阶近似的三峰自动定标方法。给出了α衰变原始谱和过滤后谱的实例。
2015-07-30 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
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
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
Proposed low-energy absolute calibration of nuclear recoils in a dual-phase noble element TPC using D-D neutron scattering kinematics
本文提出了一种新的用于标定大型贵元素双相时间投影室中的核反冲的方法，该方法用于在本地星系晕中寻找WIMP暗物质。该技术使用检测器体积内的多个中子相互作用之间的测量散射角来提供目标介质的低能核反冲响应的$\textit{in situ}$测量。这种校准的低能量范围和简化的系统学对于几个领先的暗物质实验的低质量WIMP灵敏度具有特别的意义。讨论了改进这种校准技术的多种策略，包括创建一种新型的准单能272 keV中子源。我们报告的结果，从飞行时间为基础的测量产生的一个阿德尔菲技术公司的中子能谱。DD108中子发生器，确认其适用于拟议的核反冲校准。
2016-08-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Scintillation and Ionization Ratio of Liquid Argon for Electronic and Nuclear Recoils at Drift-Fields up to 3 kV/cm
两相氩探测器基于脉冲形状鉴别和电离/闪烁比（S2/S1）在电子反冲和核反冲事件之间具有高鉴别能力。这一特性非常适合于暗物质搜寻建立低本底实验。然而，与氙相比，氩的S2/S1的基本性质并不为人所知。我们报告的S2/S1属性的评估与两相检测器在漂移场为0.2-3.0 kV/cm。最后讨论了S_2/S_1对电子反冲本底的分辨能力。
2018-09-26 hep-ex physics.ins-det
Novel coincidence detection technique for precision measurement of neutron-capture-induced nuclear recoils
本文提出首创性符合探测实验，利用中子俘获产生的精确能量核反冲与退激伽马射线，结合模拟验证在26.1克·天曝光量下用现有探测器实现正测量，服务于探测器校准与固态物理研究。
2025-09-20 hep-ex physics.ins-det
Measurements of ZnWO$_4$ anisotropic response to nuclear recoils for the ADAMO project
各向异性散射器可以提供一种独特的可能性，利用所谓的方向性方法，以调查这些暗物质（DM）的候选人诱导核反冲的存在。事实上，它们的使用可以克服探测极短的核反冲痕迹的困难。在本文中，我们提出了最近的测量ZnWO $_4$晶体闪烁体的各向异性响应的核反冲，在ADAMO项目的框架。ZnWO $_4$晶体的各向异性特征最初是用$α$颗粒测量的;这些结果也已被这里提供的附加测量所证实。实验核反冲数据是通过使用中子发生器在ENEA-CASACIA和中子探测器来标记散射的中子;特别是，淬灭因子值沿不同的晶轴的核反冲已经确定了三个不同的中子散射角（即核反冲能量）。根据这些测量，已确定ZnWO $_4$晶体闪烁体中核反冲的光响应的各向异性为5.4个标准差。
2020-02-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Electron - nuclear recoil discrimination by pulse shape analysis
在"ULTIMA“项目的框架内，我们使用超冷超流3 He测辐射热计直接探测单粒子事件，旨在将来用作暗物质探测器。在这样的事件之后观察到的脉冲形状的一个参数是热化时间常数。到目前为止，人们认为这个参数只取决于几何因素和超流3 He的性质，而与入射粒子的性质无关。在这份报告中，我们展示了新的结果，表明μ子和中子事件，以及加热器脉冲模拟的事件存在差异。将讨论在未来的暗物质探测器中使用这种差异进行事件鉴别的可能性。
2007-10-18 physics.ins-det
Study of the ionization efficiency for nuclear recoils in pure crystals
本文研究了Lindhard理论中的基本积分方程，该方程描述了在考虑原子结合能的情况下，原子在纯物质中由核反冲所产生的运动能量。的数值解，这只取决于速度成比例的电子阻止本领和结合能的斜率，导致电离效率的估计，这是在良好的协议与现有的实验测量Si和Ge。在这个模型中，核反冲的淬灭因子在等于假定结合能的两倍的能量处具有截止。我们认为，该模型是一个合理的近似锗，即使接近截止的能量，而硅是有效的反冲能量大于~500 eV。
2020-04-24 hep-ph physics.ins-det
Discrimination of nuclear and electronic recoil events using plasma effect in germanium detectors
本文报道了一种利用高纯锗探测器中等离子体效应引起的等离子体时间差来区分核反冲事件和电子反冲事件的新方法。详细讨论了等离子体效应的物理机制。本文建立了一个计算锗探测器中不同能量核反冲和电子反冲等离子体时间的数值模型。可以表明，在某些条件下，等离子体时间差大到足以观察到。在实现这样的歧视锗探测器的实验方面进行了讨论。
2016-07-13 nucl-ex physics.ins-det
Discrimination between Nuclear Recoils and Electron Recoils by Simultaneous Detection of Phonons and Scintillation Light
我们研制了一个探测器，它由一个以闪烁晶体为吸收体的低温量热计和一个用于探测闪烁光的第二量热计组成，两者都工作在12 mK。用质量为6g的CaWO_4晶体作吸收体，在15keV以上的能量范围内，实现了对核反冲和电子反冲的区分，抑制因子为99.7%。这种新的方法将被应用于CRESST（低温稀有事件搜索与超导温度计）实验寻找暗物质弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的背景拒绝。
1999-06-08 hep-ex physics.gen-ph physics.ins-det
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
Simulation results for a low energy nuclear recoil yields measurement in liquid xenon using the MiX detector
测量液体氙对超低能核反冲事件的闪烁和电离产额对于提高液体氙实验对轻暗物质的灵敏度是必要的。氙上的中子俘获可用于在核去激发期间经由$γ$射线的不对称发射产生能量低于$0.3$ keV $_\text{NR}$的核反冲事件。研究了密歇根氙（MiX）探测器利用中子俘获进行超低能核反冲测量的可行性，MiX探测器是一种小型双相氙时间投影室，经过优化可获得高闪烁增益。模拟的混合X探测器，部分中子慢化剂，和脉冲中子发生器表明，人口的中子俘获事件可以从中子散射事件隔离。此外，通过改变部分中子慢化剂的厚度、中子脉冲宽度和中子脉冲频率来优化MiX探测器中的中子捕获率。
2022-11-07 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
$\texttt{nrCascadeSim}$ -- 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
Compact, directional neutron detectors capable of high-resolution nuclear recoil imaging
我们报告的设计，生产和性能紧凑的40厘米$^3$时间投影室（TPC），检测快中子的三维（3D）测量的电离分布的核反冲$^4$他：CO $_2$气体在大气压下。我们使用这些探测器来表征在日本筑波的SuperKEKB正负电子对撞机的Belle II探测器内的快中子通量，其中主要的设计约束是一个小的形状因子。我们发现，TPC满足或超过所有的设计规格，并能够测量的三维表面形状和电荷密度分布的电离云从核反冲和带电轨道在精致的细节。基于这里所展示的探测原理的按比例放大的探测器可能适用于定向暗物质搜索、相干中微子-核散射的测量以及其他需要精确探测中子或核反冲的实验。
2019-05-06 hep-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
Searching for universal behaviour in superheated droplet detector with effective recoil nuclei
从有效反冲核阈值能量和折合的等效反冲核阈值能量两个方面讨论了过热液滴探测器的能量刻度。这提供了对于在这种类型的检测器中使用的不同液体有效的通用能量校准曲线。比较了用于中子探测和WIMP暗物质搜寻实验的两种常用液体R114和C4F10。具有较大LET值的反冲核的液体提供更好的中子和伽马辨别。还研究了C_4F_（10）的γ响应，并对结果进行了讨论。探讨了成核参数与有效反冲核阈值能和约化能的关系。
2012-10-11 astro-ph.IM physics.ins-det
Nucleation efficiency of nuclear recoils in bubble chambers
使用液体氙（和液体氩）的泡室已经被操作（分别是计划）由闪烁泡室（SBC）合作的GeV级暗物质搜索和CE $ν$ NS从反应堆。这将需要一个强大的校准程序的低能量核反冲在这些目标介质的成核效率。PICO合作已经开展了这样的计划，旨在使用$\mathrm{C_3 F_8}$泡室直接探测暗物质。收集和分析了单能中子束和Am-Be源的中子刻度数据，在$2.45$和$3.29\,\mathrm{keV}$的热力学阈值下，得到了碳和氟反冲核效率通用模型的全局拟合。将多维模型拟合到数据（$34$自由参数）是一项重要的计算挑战，将使用自定义马尔可夫链蒙特卡罗方法进行解决。参数MC研究进行验证这种方法进行了讨论。为PICO校准证明的拟合范例将应用于现有和未来的气泡室泡室校准数据。
2021-11-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the scintillation efficiency for nuclear recoils in liquid argon under electric fields up to 3 kV/cm
本文报道了用液氩时间投影室测量几十keV核反冲在电场范围从$0$到$3\ {\rm kV/cm}$的闪烁效率。用$^{252}{\rm Cf}$放射源进行标定。观测到的闪烁和电致发光光谱同时与来自基于Geant 4的蒙特卡罗模拟和NR模型的光谱拟合。从拟合中提取的闪烁效率报告为反冲能量和电场的函数。这一结果可用于探测器的设计和探测WIMP暗物质引起的闪烁和电离信号的实验数据的解释。
2019-08-07 hep-ex physics.ins-det
Observation of the Dependence of Scintillation from Nuclear Recoils in Liquid Argon on Drift Field
我们用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所生产的低能脉冲窄带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），研究了LAr-TPC中反冲核的闪烁光产额。布置液体闪烁计数器以检测和识别LAr-TPC靶中散射的中子并选择反冲核的能量。本文报道了11 keV核反冲产生的液氩闪烁对漂移场的显著依赖性。这一观察结果很重要，因为迄今为止，对稀有液体TPC暗物质搜索灵敏度的估计是基于这样一个假设，即电场对核反冲的光产额只有很小的影响。
2013-12-16 hep-ex physics.ins-det
High-Precision Excited-State Nuclear Recoil Spectroscopy with Superconducting Sensors
本研究利用掺杂稀有同位素的STJ超导传感器，首次实现单个选定核态的高分辨率eV量级核反冲光谱测量，对比经验模型与分子动力学模拟，结果对核物理及超出标准模型的前沿研究具有重要意义。
2024-12-11 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
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
Observation of two nuclear recoil peaks induced by neutron capture on Al2O3
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
Pulse Shape Discrimination of low-energy nuclear and electron recoils for improved particle identification in NaI:Tl
NaI：Tl晶体中的闪烁机制产生不同的脉冲形状，这取决于入射粒子的类型。来自核反冲事件的闪烁光的时间分布比电子反冲事件衰减得更快，并且这种差异可以使用各种脉冲形状辨别（PSD）技术来分类。在这项研究中，我们测量了原子核和电子反冲在碘化钠：铊晶体，与电子的等效能量在2和40千电子伏之间。我们报告一个新的PSD方法，基于事件类型的可能性，这优于电荷加权平均时间，这是传统的度量PSD在碘化钠：铊。此外，我们表明，这两种方法的线性组合提高了在这些能量的辨别力。
2022-05-18 physics.acc-ph physics.ins-det
Response of undoped cryogenic CsI to low-energy nuclear recoils
纯CsI在液氮温度下的明亮闪烁使这种材料成为一种有前途的暗物质和中微子探测器。本文首次测量了它对核反冲的猝灭因子。我们的研究结果表明，这是难以区分的钠掺杂碘化铯在室温下。额外的属性，如光产额，余辉，闪烁衰减性能的电子和核反冲，和能量的比例性进行了研究，在\mbox{108-165 K}的温度范围内，确认了巨大的潜力，这种介质的稀有事件搜索。
2021-01-09 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Quenching and Channeling of Nuclear Recoils in NaI[Tl]: Implications for Dark Matter Searches
本文描述了一种新的实验评价方法--NaI[Tl]中核反冲的淬灭因子。系统影响以前的测量的中子源的发射光谱的仔细表征，使用一个小的闪烁体耦合到一个超双碱高量子效率光电倍增管，并通过康普顿散射的电子反冲响应的非线性评价解决。随着钠反冲能的降低，淬灭因子有迅速减小的趋势。此外，在已知晶体取向的闪烁体中没有发现低能反冲离子的晶格沟道的证据。关于这些发现如何影响采用NaI[Tl]的暗物质搜索的讨论（例如，DAMA/LIBRA）。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measurement of Scintillation and Ionization Yield and Scintillation Pulse Shape from Nuclear Recoils in Liquid Argon
利用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所的低能脉冲窄谱带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），测量了反冲核在液氩中的闪烁和电离产额随外加电场的变化。安排液体闪烁计数器来探测和识别TPC中散射的中子，并选择反冲核的能量。我们报告测量的闪烁产额的核反冲能量从10.3至57.3千电子伏和中值施加的电场从0至970 V/cm。对于电离产率，我们报告测量从16.9至57.3千电子伏和电场从96.4至486 V/cm。我们还报告了闪烁和电离之间的关系，从核反冲，这是类似的闪烁和电离之间的关系，从电子反冲的观察。假设从$^{83m}$ Kr内转换电子到激子和离子对的能量损失分配与从$^{207}$ Bi转换电子到激子和离子对的能量损失分配相当，我们得到了在16.9 - 57.3 keV核反冲产生的激子（$N_{ex}$）和离子对（$N_i$）的数目及其比率（$N_{ex}/N_i$）。由于柱状复合，在LAr-TPC信号的方向敏感性参数的启发，平行和垂直于所施加的电场的反冲的光和电荷产率的比较首次提出。
2015-05-27 hep-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
Energy Acceptance of the St. George Recoil Separator
辐射α俘获（$α,γ$）反应在各种天体物理环境中的核合成和核能产生中起着关键作用。圣母大学核科学实验室的圣乔治反冲分离器是为了通过反冲探测测量逆运动学中的（$α,γ$）反应而开发的，以便在天体物理学感兴趣的低能量下获得核反应截面，同时避免困扰传统测量技术的$γ$背景。由于在目标位置的核反应产生的$γ$ -射线，反冲核以各种能量和角度产生，所有这些都必须被圣乔治接受，以便准确地确定反应截面。我们证明了圣乔治反冲分离器使用氦，氢，氖和氧的初级光束的能量接受，跨越预期（$α,γ$）反应测量的反冲填充的磁和电刚性相空间。我们发现圣乔治的性能符合设计规格，证明其适用于（$α,γ$）反应测量天体物理学的兴趣。
2017-01-18 nucl-ex physics.ins-det
A novel nuclear recoil calibration for liquid noble gas detectors
针对暗物质探测中核反冲校准的不足，本文提出利用氦束（α粒子）校准液氦探测器，实现低能、单能、可调通量，以精确匹配实验目标区域并减少事件堆积。
2024-05-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Simulations of the Nuclear Recoil Head-Tail Signature in Gases Relevant to Directional Dark Matter Searches
我们提出了第一个详细的模拟头尾效应相关的定向暗物质搜索。大多数的电离电荷的位置的调查，无论是在开始的一半（尾部）或在结束的一半（头部）的核反冲轨道进行碳和硫反冲在40托负离子二硫化碳和氟反冲在100托四氟化碳。SRIM模拟程序，连同一个专门编写的蒙特卡罗发生器，用于模拟生产的电离对，扩散和基本读出几何相关的潜在的真实探测器的情况下，如正在开发的漂移实验。结果清楚地表明存在的头-尾轨道不对称性，但严重影响的幅度由两个竞争因素：性质的阻止能力和细节的范围离散。前者往往导致尾部大于头部，后者则相反。
2009-02-25 hep-ex physics.ins-det
Nuclear recoil scintillation and ionisation yields in liquid xenon from ZEPLIN-III data
闪烁和电离产率的核反冲在液体氙以上10千电子伏特（核反冲能量）推导出使用宽带Am-Be中子源获得的数据。从两个来源的几次曝光的核反冲数据进行了比较，详细的模拟。能量依赖的闪烁和电离产量得到可接受的适合的数据。效率和分辨率的影响，使用光收集蒙特卡罗，测量光电倍增管的响应曲线和硬件触发器的研究。发现闪烁产率逐渐下降低于~40 keVnr，电离产率上升，两者都与最新的独立测量结果吻合良好。该分析方法适用于最新的ZEPLIN-III数据，获得了显着升级的探测器和精确校准的Am-Be源，以及从2008年首次运行的早期数据。还提出了一种新的方法来推导反冲闪烁产额，其中包括亚阈值S1事件，这证实了主要的分析。
2011-10-17 hep-ex physics.ins-det
First reconstruction of absolute three-dimensional position of nuclear recoils using a negative ion $μ$-TPC for dark matter search experiments
使用负离子气体的微型时间投影室（NI $μ$ TPC）的研究专门针对方向敏感的暗物质搜索进行。NI $μ$ TPC能够测量自触发TPC在漂移方向上的绝对位置。本研究提供了一个NI $μ$ TPC的发展，使用微像素室（$μ$ -PIC）与专用的读出电子，和使用中子源的核反冲的三维绝对位置重建的能力的评估。在整个漂移体积中以70 $\pm$ 5%的效率重建绝对径迹位置。这项工作标志着NI $μ$ TPC朝着定向暗物质搜索的实际应用迈出了重要的一步。
2023-02-21 hep-ex physics.ins-det
Observation of the 'head-tail' effect in nuclear recoils of low-energy neutrons
对暗物质的定向探测可以提供对暗物质相互作用的明确观测，即使在存在背景的情况下。本文介绍了一种利用探测器材料探测暗物质粒子散射过程中弹性核反冲产生的闪烁光来测量暗物质风方向标记（“首尾”）的实验方法。该技术是通过标记的低能中子与CF 4在低压时间投影室，是由DMTPC合作开发的散射中产生的核反冲的方向证明。测量沿反冲轨道电离率的下降提供了入射中子的方向标记，并证明了“头-尾”效应的观察。
2007-10-09 astro-ph hep-ex 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
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
