Neutrinoless Double Beta Decay with SNO+
SNO+将在780吨线性烷基苯液体闪烁体中装载0吨钕，以寻找无中微子双β衰变。使用天然Nd在0.1%的负载将提供43.7公斤的150 Nd，其丰度为5.6%，并允许实验在3年的运行中达到100-200 meV的有效中微子质量在90% C.L的灵敏度。SNO+探测器具有超低背景，具有7000吨的水屏蔽和闪烁体的自屏蔽。将使用蒸馏和其他几种纯化技术，目的是达到Borexino的背景水平。该实验资金充足，轻水数据采集将于2012年开始，闪烁体数据采集将于2013年开始。
2012-01-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Single Molecule Fluorescence Imaging as a Technique for Barium Tagging in Neutrinoless Double Beta Decay
背景抑制是未来无中微子双β衰变实验成功的关键。为了实现对$\sim10^{28}$年的有效马约拉纳寿命的灵敏度，背景必须被控制为优于每年每吨0.1个计数，这超出了任何现有技术的范围。本文提出了一种新的方法来鉴别$^{136}$氘无中微子双β衰变中钡子离子的诞生。该方法采用单分子荧光成像，这是一种来自生物化学研究的技术，具有已证明的单离子灵敏度。我们探索可能的SMFI染料适合的问题，在高压氙气中的钡离子检测，并开发一个光纤耦合传感系统，我们可以检测到大量的Ba $^{++}$离子远程的存在。我们表明，我们的传感器产生的信号与背景的比例高达85时，在水溶液中操作时，在响应Ba $^{++}$离子。然后，我们描述了这个研发计划的下一阶段，这将是证明氙气中的螯合和荧光。如果能够成功地利用适用于高压氙气探测器的SMFI开发出钡离子标记物，则可以实现第一个基本上为零背景、吨级无中微子双β衰变技术。
2016-09-20 hep-ex physics.ins-det
Search for neutrinoless double-beta decay with SNO+
SNO+实验位于加拿大萨德伯里附近克雷顿矿地下2公里处的SNOLAB，是一个大型中微子探测器，其主要目的是寻找无中微子双β衰变，从而探测中微子的马约拉纳性质。利用780吨装有碲的液体闪烁体，SNO+旨在探索马约拉纳中微子质量参数空间到倒置质量等级区域。SNO+探测器的多功能性还使其能够探测太阳和反应堆中微子，提供地中微子通量的测量，探测银河系核心坍缩超新星并进行核子衰变搜索。SNO+实验目前正在使用充满超纯水的探测器获取数据。探测器将在未来几个月内完全装满液体闪烁体，随后装载碲。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
Probing neutrinoless double beta decay with SNO+
探测无中微子双β衰变是SNOLAB的多用途中微子探测器SNO+的主要目标之一。为了实现这一目标，SNO探测器已经被调整，使得它可以填充有Te装载的液体闪烁体。在初始双β阶段，目标负载为0.3%天然Te，其等于$\sim790$ kg双β同位素。估计对无中微子双β衰变的敏感性需要一个很好理解的背景模型。对于SNO+，这是通过考虑所有可能的背景贡献的综合研究提供的，无论它们是来自液体闪烁体混合物内、探测器的周围部分还是其他不可约的背景。考虑到这些因素，在初始阶段运行5年，预期灵敏度为90% CL时的$T_{1/2}^{0νββ} = 9.4\times10^{25}$。在这些程序中，我们介绍了Majoron发射无中微子双β衰变模式，SNO+也可能是敏感的。
2015-05-01 hep-ex physics.ins-det
Scintillation balloon for liquid scintillator base Neutrinoless double beta decay search experiments
液体闪烁体基础实验KamLAND-Zen设定了无中微子双β衰变半衰期的下限，升级项目KamLAND-Zen 800已于2019年启动。不幸的是，该项目需要一些本底，其中一个主要的本底是在氙装载液体闪烁体容器（迷你气球）中的214 Bi的β/γ射线。为了排除背景，我们建议在未来的微型气球中使用闪烁膜。如果我们能用闪烁探测器标记214 Po的α射线，我们就能用延迟符合分析法消除214 Bi事件。最近，据报道，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）可以用作具有蓝色光子发射的闪烁体。PEN与强溶剂具有化学相容性，因此有可能用于液体闪烁体。在本报告中，我们将提到有关透明度和发射光谱，光产额，放射性，薄膜强度等可行性研究的结果。我们还展示了直径为800 mm的测试尺寸的闪烁气球，并讨论了如何在KamLAND中使用闪烁气球。
2019-12-16 astro-ph.CO nucl-ex physics.ins-det
Fluorescence decay-time constants in organic liquid scintillators
测量了几种基于苯邻二甲苯乙烷（PXE）和线性烷基苯（LAB）溶剂的闪烁体混合物的荧光衰减时间常数。所得到的值是相关的物理性能的拟议的大体积液体闪烁体探测器LENA（低能中微子天文学）。特别是，测量值的影响，通过p -> K+反中微子的质子衰变的搜索在这项工作中进行了评估。
2009-04-29 physics.ins-det
Fluorescence emission of the JUNO liquid scintillator
为支撑JUNO中微子探测器实现中微子质量顺序测定目标，研究人员通过多种装置测量了其液体闪烁体的发射光谱、吸收长度及荧光时间分布等光学特性。
2025-03-09 hep-ex physics.ins-det
Slow Fluors for Effective Separation of Cherenkov Light in Liquid Scintillators
研究了四种高效慢荧光剂在以线性烷基苯（LAB）为主溶剂的液体闪烁体溶液中的发光时间和光谱特性。该混合物表现出高的光产额，但上升时间为几纳秒或更长，衰减时间为几十纳秒的顺序。因此，这种液体闪烁体混合物可以用于基于大规模液体闪烁检测器中的定时有效分离切伦科夫和闪烁组分。这样的分离，显示出高的光产额和方向信息，在这里展示了一个台式规模的电子与能量低于1兆电子伏。这可能会对未来开发此类探测器产生重大影响，这些探测器可用于测量太阳中微子和无中微子双β衰变，并为超新星中微子和反应堆反中微子等的弹性散射事件提供良好的方向信息。
2020-05-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The Ion Fluorescence Chamber (IFC): A new concept for directional dark matter and topologically imaging neutrinoless double beta decay searches
介绍了一种用于大体积、细粒度粒子探测的新型粒子探测概念：离子荧光室（IFC）。在诸如SF $_6$和SeF $_6$的电负性气体中，电离粒子产生正离子和负离子的集合。在IFC中，正离子漂移到化学活性阴极，在那里它们与定制的有机开启荧光单层反应，编码长寿命的2D图像。负离子在阳极以粗略的分辨率被电感测，诱导光学显微镜行进到并扫描相应的阴极位置以获得荧光图像。这一概念建立在为无中微子双β衰变中的钡标记开发的技术基础上，将乳胶探测器的超精细成像能力与时间投影室的单片传感相结合。其结果是在任意大的体积上的高精度成像探测器，而没有膨胀的通道数或系统复杂性的挑战。概述的概念后，我们讨论了R\&D进行演示，并探讨应用到两个方向的暗物质搜索SF $_6$和搜索无中微子双β衰变在大$^{82}$ SeF $_6$室。
2022-03-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The nylon balloon for xenon loaded liquid scintillator in KamLAND-Zen 800 neutrinoless double-beta decay search experiment
KamLAND-Zen 800实验是利用$^{136}$载Xe液体闪烁体来寻找$^{136}$的无中微子双β衰变。液体闪烁体被封装在由薄、透明、低放射性薄膜制成的球囊内，我们称之为内球囊（IB）。IB除了保证液体密封外，还允许最小化来自宇宙成因μ子-spiritus产物和$^{8}$ B太阳中微子的背景。事实上，这些事件可能有助于在$^{136}$双β衰变Q值附近的感兴趣区域中的总计数。在本文中，我们提出了一个IB的概述，并描述了其调试的各个步骤，最大限度地减少放射性污染，从材料的选择，气球的制造和安装在KamLAND探测器。最后，我们展示了IB对KamLAND背景的影响，由KamLAND探测器本身测量。
2021-06-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterizing Quantum-Dot-Doped Liquid Scintillator for Applications to Neutrino Detectors
液体闪烁体探测器广泛应用于现代中微子研究。半导体纳米晶体（称为量子点）的独特光学性质为改进标准液体闪烁体提供了有趣的可能性，特别是当与新的光电探测技术相结合时。量子点还提供了一种用候选同位素掺杂闪烁体以用于无中微子双β衰变搜索的手段。本文首次研究了量子点掺杂液体闪烁体在紫外光和放射性光源下的闪烁特性。
2012-10-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Dose rate effects in radiation-induced changes to phenyl-based polymeric scintillators
本文系统研究了剂量率对苯基聚合物闪烁体辐射损伤的影响，发现剂量常数与剂量率对数近似线性相关，并揭示了不同基质、荧光剂和厚度下光输出损伤与色心形成的相对贡献。
2023-08-08 hep-ex physics.ins-det
Solubility, Light Output and Energy Resolution Studies of Molybdenum-Loaded Liquid Scintillators
寻找无中微子双β衰变是全球中微子物理计划的重要组成部分。目前正在研究的一种双β衰变同位素是100 Mo。在这篇文章中，我们讨论了一个可行性研究的结果，调查使用的氘装载液体闪烁体。一个大的，氘装载液体闪烁体探测器是一个潜在的设计，低背景，内部源无中微子双β衰变搜索与100钼。本文概述的程序包括含钼溶质的选择，澄清溶剂和混合物作为辐射探测器的性能评价。
2010-09-03 nucl-ex physics.ins-det
A Methanol-mediated Room-Temperature Synthesis of Tellurium-Loaded Liquid Scintillators for Neutrinoless Double Beta Decay Search
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics (Institute of High Energy Physics, CAS)（粒子探测与电子学国家重点实验室（中国科学院高能物理研究所））；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本研究提出一种甲醇介导的室温合成含碲二醇化合物的方法，用于制备含碲液体闪烁体。该方法能耗低且安全，首次实现了高光学透明度的碲样品制备，并展示了长期光谱稳定性。
2026-04-16 physics.ins-det
Theia: A multi-purpose water-based liquid scintillator detector
最近在液体闪烁体化学和快速定时光电传感器领域的发展为能够解决广泛的物理问题的新一代大型探测器铺平了道路。水基液体闪烁体是一种新型的探测介质，它结合了纯水的低衰减、精确方向重建、低成本等优点和液体闪烁体的高光产额、低探测阈值等优点。当与高效率，快速定时的光电传感器，如大面积皮秒光电探测器相结合时，水基液体闪烁体在中微子物理和BSM研究中表现出巨大的潜力。Theia是一个50千吨级多用途中微子探测器，旨在联合部署这两种技术，以实现其物理计划目标，包括确定中微子质量等级和轻子部分的CP破坏阶段，探测太阳中微子，反应堆中微子和超新星中微子，以及寻找无中微子的双β衰变和质子衰变。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
Optical Properties of Quantum-Dot-Doped Liquid Scintillators
半导体纳米粒子（量子点）的研究背景下，即将到来的中微子实验的液体闪烁体的发展。量子点独特的光学和化学性质在无中微子双β衰变实验中具有广阔的应用前景。本文综述了用于大规模中微子探测器的液体扩散器的特殊要求，着重介绍了量子点掺杂的特点。在本文中，我们报告的衰减长度和三个商业量子点样品的荧光特性的实验室规模的测量结果。结果包括吸光度和发射稳定性测量，由于量子点样品的过滤而提高透明度，从溶液中分离量子点的沉淀测试以及量子点和荧光团PPO的能量转移研究。
2013-08-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Towards a background-free neutrinoless double beta decay experiment based on a fluorescent bicolor sensor
寻找无中微子双β衰变（$β\beta0ν$）是确定中微子是否是其自身反粒子的唯一可行方法。由于中微子质量很小，预计$β\beta0ν$的寿命至少比天然放射性链的噪声小10个数量级。$β\beta0ν$衰变的阳性鉴定最终需要找到放射性背景不能模拟的信号。这个信号可能是在衰变中观察到的子原子，因为没有已知的背景过程诱导Z+2变换。特别是，可以通过检测双电离的子原子Ba $^{2+}$来确定Xe-136的$β\beta0ν$衰变。这种检测可以通过由单层分子指示剂制成的传感器来实现。Ba $^{2+}$将被传感器中的一个分子捕获，随后通过用激光系统反复询问的强荧光响应来揭示单个螯合指示剂的存在。在这里，我们描述了一种荧光双色指示剂，强烈结合到Ba $^{2+}$，并发出非常明亮的光，当在干燥介质中螯合时，将其发射颜色从绿色变为蓝色，从而允许明确识别传感器中的单个钡原子，并允许在气室中对$β\beta0ν$的衰变进行阳性识别，这可能导致无背景实验。
2019-09-14 hep-ex physics.chem-ph physics.ins-det
Demonstration of Single Barium Ion Sensitivity for Neutrinoless Double Beta Decay using Single Molecule Fluorescence Imaging
报道了一种新的标记$^{136}$钡双β衰变钡子体的方法。利用单分子荧光成像技术，在透明扫描表面上显示了单个钡二价离子（Ba $^{++}$）的分辨率。一步光漂白证实了单离子解释。单个离子以超分辨率（$\sim$ 2~nm）定位，并且在背景上以12.9~ $σ$的统计显著性检测。这为一种新的和潜在的无背景中微子双β衰变技术奠定了基础，该技术基于与高压氙气时间投影室耦合的SMFI。
2018-02-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cooking Carbon Dots -- Making an Instant Neutrino Detector in Your Kitchen
King's College London（伦敦国王学院）
利用微波加热简单厨房材料制备碳点，作为水基闪烁液用于中微子探测，实现低成本、环保的辐射检测方法。
2026-03-30 hep-ex physics.ins-det
Barium Chemosensors with Dry-Phase Fluorescence for Neutrinoless Double Beta Decay
中微子的性质是实验核物理和粒子物理中的主要开放问题之一。已知的确定中微子马约拉纳性质的最灵敏的方法是检测无中微子双β衰变的超罕见过程。然而，在大量候选同位素中识别一个或少数衰变事件，而不受背景干扰是一个艰巨的实验挑战。实现超低背景无中微子双β衰变灵敏度的一种假设方法是探测$^{136}$衰变中产生的单个$^{136}$ Ba离子（“钡标记”）。为了实现这种方法，必须开发一种单离子灵敏的钡探测器，并在散装液体或干燥的气态氙中进行验证。本文报道了两个家庭的干相钡化学传感器分子用于高压氙气探测器，专门为此目的合成的发展。一个特别有前途的候选人，蒽取代的氮杂-18-冠-6醚，被证明在干相响应，几乎没有内在的背景从未螯合状态，并服从钡传感通过荧光显微镜。这一跨学科的进展，与早期的工作证明了对溶液中单个钡离子的灵敏度，开辟了一条新的道路，在高压氙气单离子检测。
2019-10-14 nucl-ex physics.ins-det
A laserball calibration device for the SNO+ scintillator phase
本文为SNO+闪烁体阶段研制了一种改进型激光球校准装置，通过模拟优化扩散特性，原型展示亚纳秒时间分辨率和准各向同性光分布，用于测量探测器光学特性及PMT增益和时间校准。
2023-11-21 hep-ex physics.ins-det
Development of cryogenic low background detector based on enriched zinc molybdate crystal scintillators to search for neutrinoless double beta decay of $^{100}$Mo
首次采用低热梯度直拉技术制备了质量为0.3 kg的ZnMoO $_4$晶体以及富含同位素$^{100}$ Mo的Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体。研究了所产生晶体的光学和发光性质，以评估晶体生长质量的进展。在法国核科学和材料科学中心的地面上进行了313 g ZnMoO $_4$和两个富Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体的低温试验。低背景测量与三个ZnMoO $_4$和两个丰富的探测器安装在EDELWEISS设置在Alternatoire Souterrain de Modane进行。为了优化ZnMoO $_4$闪烁测辐射热计中的光收集，我们使用GEANT 4软件包通过蒙特卡罗方法模拟了不同几何形状的探测器模块中闪烁光子的收集。模拟了不同形状和质量的富集Zn $^{100}$ MoO $_4$探测器对$^{100}$ Mo的2 $ν$ 2 $β$衰变的响应，以了解2 $ν$ 2 $β$衰变光谱对晶体形状的依赖性。我们已经模拟了48 Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体，尺寸为100 - 60 $\times$ 40 mm，安装在EDELWEISS低温恒温器中。模拟了晶体内部放射性污染、宇宙源活化和装置放射性污染对本底的贡献。考虑到低温测辐射热计的时间分辨率差，我们还研究了在Q $_{2β}$能量处信号的随机符合对本底的贡献，特别是2 $ν$ 2 $β$衰…
2015-07-16 nucl-ex physics.ins-det
A hybrid organic/inorgaic scintillator for high performance measurements
中微子物理学领域新的实验研究计划要求新的探测器具有大质量、高能量分辨率和良好的背景抑制能力。本文提出了一种新型的混合有机/无机闪烁体，这是能够同时改善所有三个方面。这种闪烁体由悬浮在有机闪烁载体介质中的无机晶体的微观颗粒组成。由于晶体的多次散射，这种闪烁体在较长距离上看起来不透明，旨在用于专门的探测器。由于晶体相，它可以天然地包含大量的各种元素，因此足够大的检测器可以达到吨或多吨级的元素负载。同时，这种组合物可以产生非常高的光输出，并提供额外的颗粒识别能力。这种闪烁体的概念预计将为未来的中微子实验提供显着的优势，如无中微子双β实验和反应堆反中微子物理的搜索。
2018-07-02 physics.ins-det
Search for double beta decay of $^{116}$Cd with enriched $^{116}$CdWO$_4$ crystal scintillators (Aurora experiment)
在Gran Sasso地下实验室，正在利用1.162千克钨酸镉晶体蒸发器研究$^{116}$ Cd的双β衰变，该蒸发器中的$^{116}$ Cd含量达到82%。测量了$^{116}$ Cd相对于两个中微子双β衰变的半衰期，其最高精度为$T_{1/2}=(2.62\pm0.14)\times10^{19}$年。实验对$^{116}$ Cd到$^{116}$ Sn基态的无中微子双β衰变的灵敏度估计为90 CL时的$T_{1/2} \geq 1.9\times10^{23}$ yr，它对应于有效Majorana中微子质量极限$\langle m_ν\rangle \leq (1.2-1.8)$ eV.对$^{116}$ Cd到$^{116}$ Sn激发态的双β衰变和无中微子双β衰变的强子发射给出了新的极限。
2016-01-21 nucl-ex physics.ins-det
A liquid scintillator for a neutrino Detector working at -50 degree
为台山反中微子天文台（TAO）的吨级中微子探测器研制了液体闪烁体（LS），采用硅光电倍增器（SiPMs）作为光敏元件，测量亚百分能量分辨率的反应堆反中微子能谱。为了将SiPM的暗噪声降低到可接受的水平，LS必须工作在-50度或更低。研制了一种基于电荷耦合器件（CCD）的专用装置，用于低温恒温器中液体样品透明度的研究。研究发现，LS中的水分会导致其在低温下的透明性下降，可以通过鼓泡干燥氮气来去除水分。加入0.05%乙醇作为助溶剂，解决了PPO和bis-MSB在低温下溶解度下降的问题。最后，在溶剂LAB中具有0.1重量% Gd、2g/L PPO、lmg/L bis-MSB和0.05重量%乙醇的钆掺杂的液体闪烁体（GdLS）在-50度下显示出良好的透明度以及良好的光输出。
2020-12-22 hep-ex physics.ins-det
Internal Backgrounds in the Water Phase of SNO+
SNO+是一个无中微子双β衰变（$0νββ$）搜索实验，使用780吨碲装载液体闪烁体。该实验目前正在计划的三个阶段中的第一个阶段收集数据，其中探测器充满了超纯水。在该阶段期间，可以使用$^{214}$ Bi和$^{208}$ Tl（分别为$^{238}$ U和$^{232}$ Th的子核）的原位测量来测定水的清洁度。这些结果将为闪烁体填充的准备提供信息，并支持水相物理分析，如寻找不可见的核子衰变模式。
2018-08-28 physics.ins-det
Combining Hybrid and Opaque Scintillator Techniques in the Search for Double Beta Plus Decays
本文提出一种结合混合与不透明闪烁体探测器技术及新型光读出技术的新探测器概念，用于探测双β加衰变，预计在1吨周曝光量内发现双中微子模式，并以数个数量级提升的显著性探测无中微子模式。
2025-07-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of scintillation and ionization yield with high-pressure gaseous mixtures of Xe and TMA for improved neutrinoless double beta decay and dark matter searches
气态氙时间投影室（TPC）是一种用于无中微子双β衰变和WIMP暗物质研究的探测器技术。虽然它的密度低于液体探测器，但它在跟踪能力和更好的能量分辨率方面具有内在优势。气体荧光的性能可以通过分子添加剂如三甲胺（TMA）进一步改善，其预期（1）冷却电离电子，（2）通过潘宁转移将荧光激发能转化为TMA电离，以及（3）产生闪烁和更容易检测波长（300 nm）的电致发光。为了测试TMA对性能改善的可行性，我们首次直接测量了Penning和荧光转移效率，使用了Na 2SO 4和TMA的气体混合物。虽然我们观察到的潘宁转移效率高达~ 35%，我们发现强烈的抑制初级闪烁光与TMA。我们还发现，具有三甲基溴和TMA混合物的初级闪烁光可以很好地表征为约3%的荧光从三甲基溴转移到TMA，由于TMA自猝灭而进一步抑制。没有发现TMA离子复合产生闪烁光的证据，这种强烈的闪烁光抑制使暗物质的搜索变得相当具有挑战性，而改进无中微子双β衰变搜索的可能性仍然存在。这项工作是在NEXT合作的背景下进行的。
2016-02-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The SNO+ Experiment: Reactor & Solar $ν$ Prospects
SNO+实验是一个位于加拿大SNOLAB地下2公里处的大型多用途中微子实验。作为萨德伯里中微子天文台的继承者，SNO+探测器继承了许多原始的基础设施，包括作为主要探测器主体的12米直径的丙烯酸容器。SNO+实验最初充满了超纯水，已经完成了水切伦科夫探测器的操作，对多种不可见的核子衰变模式设定了新的限制，对$^8\mathrm{B}$太阳中微子进行了测量，并首次在纯水中观察到反应堆反中微子。探测器介质现已被液体闪烁体所取代，目前正在执行一项新的物理方案，包括测量太阳中微子和反应堆反中微子产生的$Δ\mathrm{m}^2_{12}$。液体闪烁体将掺杂有>4吨的$^{\mathrm{nat}}\mathrm{Te}$，以能够搜索无中微子双β衰变。
2022-11-10 hep-ex physics.ins-det
First test of an enriched $^{116}$CdWO$_4$ scintillating bolometer for neutrinoless double-beta-decay searches
首次成功地将富含$^{116}$ Cd的钨酸镉晶体闪烁体用作测量辐射热计。测量在地面上在18 mK的温度下进行。晶体质量为34.5 g，富集程度约为82%。尽管由于地面上的操作而产生了大量的堆积效应，但该探测器表现出了高能量分辨率（在0.2-2.6 MeV $γ$能量范围内的2-7 keV半高宽）、强大的粒子识别能力和高水平的内部放射性纯度。这些结果证明钨酸镉是一种非常有前途的探测器材料，用于下一代无中微子双β衰变测辐射热实验，如CUPID项目（CUORE升级与粒子识别）中提出的。
2016-06-24 nucl-ex physics.ins-det
The replacement system of the JUNO liquid scintillator pilot experiment at Daya Bay
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个多用途的中微子实验站，将使用20 kt液体闪烁体（LS）。为了实现确定中微子质量排序的物理目标，需要在1 MeV下的3个$\%$能量分辨率。这对LS光输出和透明度提出了严格的要求。设计了四个LS净化步骤，并在大亚湾建造了中型工厂。为了检验纯化的LS的性能并找到优化的LS组分，将纯化的LS注入大亚湾中微子实验1号实验大厅（EH 1-AD 1）的反中微子探测器1中。为了泵出原始钆装载LS并填充新LS，已于2017年在EH1中构建了LS置换系统。通过用纯化水置换Gd-LS，再用纯化LS置换水，置换系统成功地达到了设计目标。随后，通过置换系统将荧光和波长转换器添加到更高的浓度。在各种LS成分下采集的数据帮助JUNO确定了最终的LS鸡尾酒。详细的设计，施工和操作的替代系统的报告在本文中。
2020-11-13 hep-ex physics.ins-det
A FLUKA study towards predicting hadron-specific damage due to high-energy hadrons in inorganic crystals for calorimetry
从高能碰撞中产生的强子，就像欧洲核子研究中心大型强子对撞机中的质子和π介子一样，可以对无机晶体产生特定和累积的损害。该机制被很好地理解为是由于裂变引起的碎片的整体损坏。在本文中，现有的钨酸铅，LYSO和氟化铈的实验证据进行了总结，使用FLUKA模拟的研究进行了描述，其结果进行了讨论和测量比较。结果证实了这种模拟的预测能力的信心，适用于无机制冷剂，这是相关的，他们通过作为制冷剂量热法。
2020-01-15 hep-ex physics.ins-det
Advanced Scintillator Detector Concept (ASDC): A Concept Paper on the Physics Potential of Water-Based Liquid Scintillator
水基液体闪烁体（WbLS）的最新发展，以及高效率和高精度定时光传感器的同时发展，为一种能够进行非常广泛的物理程序的新型大规模探测器开辟了可能性。该计划将包括确定中微子质量等级和观测长基线中微子的CP破坏、寻找质子衰变、超精确的太阳中微子测量、地球中微子和超新星中微子（包括弥散超新星反中微子）以及无中微子双β衰变。我们在这里概述了先进闪烁探测器概念（ASDC）的基本要求，它结合了WbLS的使用，掺杂了许多潜在的同位素，用于一系列物理目标，高效率和超快定时光电传感器，以及深地下位置。我们正在考虑在长基线中微子设施（LBNF）的远地点安装这样的探测器，在那里ASDC可以与LBNE合作提出的液氩跟踪探测器一起工作。目标是部署一个30-100千吨级的探测器，其基本元件目前正在WATCHMAN，ANNIE，SNO+和EGADS等实验中开发。
2014-10-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Positronium signature in organic liquid scintillators for neutrino experiments
电子反中微子通常在液体闪烁体实验中通过逆β衰变检测，通过观察反应产物中子和正电子之间的重合。在正电子湮灭之前，电子-正电子对可以形成正电子偶素（o-Ps）状态，具有几ns的平均寿命。即使o-Ps衰变被自旋翻转或拾取效应加速，它也可能在光子发射时间分布中引入失真，这对于反中微子实验中的位置重建和脉冲形状鉴别算法至关重要。反问题，o-Ps诱导的时间畸变代表了一种新的标记液体闪烁体中的反中微子的签名。本文报道了中微子物理学中有机液体稀释剂常用溶剂（假枯烯、直链烷基苯、苯基二甲苯乙烷和十二烷）的o-Ps形成几率和寿命的测量结果。我们还表征了假枯烯+1.5 g/l的2，5-二苯基恶唑的混合物，作为波长移动剂的荧光剂。在本文的第二部分中，我们证明了o-Ps引起的闪烁光子发射时间分布的畸变代表了一个最佳的签名，用于标记正电子的事件的事件的基础上，潜在地提高了反中微子的检测。
2011-02-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Measurement of cosmic-ray muon spallation products in a xenon-loaded liquid scintillator with KamLAND
宇宙射线μ子在穿过物质时会产生各种放射性同位素。这些光谱产物可以作为稀有事件搜索的背景，例如太阳中微子、双β衰变和暗物质搜索实验。KamLAND-Zen实验在745 kg氙的液体闪烁体中寻找无中微子双β衰变。该实验包括无死时间的电子学，具有高效率的探测μ子诱导的中子。采用延迟符合技术、新发展的μ子重建和氙谱鉴别方法相结合的方法，测量了不同放射性同位素的产额。观测到的氙散射产物与FLUKA和Geant 4模拟程序的结果一致。
2023-01-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Doping of a Borexino-like Liquid Scintillator with Tellurium-Diols
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究通过修改的无水合成方法在液态闪烁体中掺杂碲二醇，发现低浓度掺杂对光致发光特性影响较小，但光产率随掺杂浓度增加而降低，且衰减时间常数减小，表明非辐射退激发过程增强。
2026-05-11 physics.ins-det
First scintillating bolometer tests of a CLYMENE R&D on Li$_2$MoO$_4$ scintillators towards a large-scale double-beta decay experiment
在CLYMENE项目中开始了一项新的锂吸收器研发工作（用于稀有事件探测器的吸收测辐射热计的Li $_2$ MoO $_4$晶体的提拉生长）。CLYMENE的主要目标之一是实现Li $_2$ MoO $_4$晶体生长线，以补充LUMINEU最近开发的CUPID的大规模生产能力，CUPID是下一代吨级测热实验，用于寻找无中微子双β衰变。在本文中，我们报告的性能和放射性纯度的158克和13.5克的闪烁测辐射热计的基础上的第一个大质量（230克）锂$_2$钼$_4$晶体闪烁体的CLYMENE项目内开发的调查。特别是，良好的能量分辨率（在0.2- 5 MeV的能量范围内，2- 7 keV的半高宽），最高的光产额之一（0.97 keV/MeV），在Li $_2$ MoO $_4$双折射测辐射热计中，对α粒子进行了有效的鉴别（10 $σ$）和潜在的低内部放射性污染（U/Th低于0.2- 0.3mBq/kg，但1.4 mBq/kg $^{210}$ Po）展示了CLYMENE在开发CUPID用高质量和放射性纯Li $_2$ MoO $_4$还原剂方面的前景。
2018-03-08 physics.ins-det
Scintillator-integrated microchannel plate photomultiplier tubes for ultrafast timing over keV-GeV energy scales
本文提出集成氟化钡或锗酸铋的 SCI-IMP 探测器，利用 511 keV 伽马射线和 GeV 级宇宙射线 μ 子验证其兼具能量测量与数十皮秒乃至 16.8 ps 超快计时能力。
2025-10-03 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
GraXe, graphene and xenon for neutrinoless double beta decay searches
我们提出了一个新的探测器概念，Graxion（发音为Grace），用于寻找中微子-136的双β衰变。石墨烯结合了稀有事件搜索中流行的检测介质液体氙和一种新的无背景材料石墨烯。在我们的Graxide基线设计中，一个由石墨烯涂层钛网制成的球体，充满了富含136同位素的液体氙（Lxide），浸入大量装有光电探测器的天然Lxide中。液态氙是一种极好的闪烁体，对自身的光线相当透明。石墨烯在很大的频率范围内是透明的，并且对氙是不可渗透的。事件的位置可以从光传感器中检测到的光图案推断出来。外部背景将被天然Leptin的缓冲物屏蔽，使超放射纯的内部体积几乎没有背景。工业石墨烯可以以具有竞争力的成本制造，以生产球体。在同位素氙-136中浓缩氙很容易，而且相对便宜，世界上已经有近一吨的浓缩氙可用（目前正在EXO，KamLAND-Zen和NEXT实验中使用）。所有低温专业知识都可以从使用液体氙的众多实验中轻松获得。使用引力概念的实验在短时间内看起来是现实的和负担得起的，其物理潜力是巨大的。
2012-02-23 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Discovery potential of xenon-based neutrinoless double beta decay experiments in light of small angular scale CMB observations
南极望远镜（SPT）探测了CMB温度功率谱的扩展角范围。他们最近对最新宇宙学数据的分析倾向于中微子质量不为零，mnu = 0.32+-0.11 eV。这一结果如果被即将到来的普朗克数据证实，将对中微子性质的发现产生深远的影响。特别是，无中微子双β衰变（bb 0 nu）中的有效中微子质量值在正向和反向体系中都受到严格的限制，这使得发现的可能性更大。在这篇论文中，我们关注于氙基的bb 0 nu实验，基于它们良好的性能和该技术对大质量标度的适用性的双重理由。我们表明，目前这一代，有效质量在100公斤的范围内，在500公斤的范围内，可以想象的曝光，已经有相当大的机会观察bb 0 nu事件，他们的综合发现潜力是相当大的。下一代的曝光量在10吨/年的范围内，将具有更高的灵敏度，特别是由于所有氙技术（液体氙、高压氙和溶解在液体闪烁体中的氙）可以实现的非常低的特定背景。此外，高压氙气TPC还具有卓越的能量分辨率。我们表明，这样的探测器可以充分探索允许的有效马约拉纳质量的范围内，从而使发现很有可能。
2013-01-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Probing Majorana neutrinos in the regime of the normal mass hierarchy
本文提出了一种可行的无中微子双β衰变实验的方法，该实验能够探测非简并正常中微子质量体系中的Majorana质量。对于这样的实验，这项研究表明，130 Te可能是候选同位素的最佳选择，金属负载的液体闪烁体可能是探测器技术的最佳选择。所需的加载，闪烁体的性能和探测器配置的评价。虽然需要进一步开发Te负载的液体闪烁体，但该领域的最新进展表明，这一任务可能并非不可克服。这可能为未来的实验打开大门，其灵敏度无与伦比，可能容纳在10-20千吨级的体积中。据我们所知，这是第一次，一个潜在的实用的实验方法来探索马约拉纳中微子质量的非简并正常的层次结构已被建议。
2014-05-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
The SNO+ experiment physics goals and background mitigation
SNO+实验的主要物理目标是寻找无中微子双β衰变（0 $νββ$），这是一种罕见的过程，如果被探测到，将证明中微子的马约拉纳性质，并提供关于中微子质量绝对尺度的信息。其他物理学目标包括研究太阳中微子，核反应堆的反中微子和地球的天然放射性以及超新星中微子。它位于SNOLAB（加拿大）地下深处实验室，将重复使用SNO探测器。2017年初，在运行带有闪烁体的探测器之前，已经开始了探测器完全充满水的短期阶段。本文详细介绍了SNO ~+对0 $νββ$衰变的灵敏度以及其它物理目标。对于这些大体积液体闪烁体实验至关重要的是约束来自放射性衰变的低能背景的能力。还提出了减轻这些影响的方法。
2017-04-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
PALS investigations of free volumes thermal expansion of J-PET plastic scintillator synthesized in polystyrene matrix
用正电子素探针在123 ~ 423 K的宽温度范围内研究了以2，5-二苯基恶唑为主荧光剂，2-（4-苯乙烯基苯基）苯并恶唑为波长移动剂的聚苯乙烯塑料闪烁体。在260 K、283 K和370 K发现了三个结构转变。在o-Ps强度对温度的依赖性，观察到显着的滞后。加热到370 K时，材料表现出o-Ps强度随时间的变化。
2015-08-27 nucl-ex physics.ins-det
SNO+ with Tellurium
目前正在试运行的SNO+实验将是一个大规模的液体闪烁体探测器，能够研究各种物理学课题，最高优先级是对无中微子双β衰变的灵敏搜索。该合作最近决定使用130 Te作为这项研究的候选同位素，开发了一种新的方法来纯化碲并将其装载到液体闪烁体中。最初的第一阶段的演示与0.3%的碲负载，预计将达到敏感的马约拉纳中微子质量接近顶部的倒置中微子质量等级。如果成功的话，有很大的空间进一步增强，可能导致测量覆盖绝大多数的倒置层次范围，具有高灵敏度。
2014-05-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Study of $\mathrm{CdMoO_4}$ crystal for a neutrinoless double beta decay experiment with $\mathrm{{}^{116}Cd}$ and $\mathrm{{}^{100}Mo}$ nuclides
对$\mathrm{CdMoO_4}$晶体的闪烁特性进行了实验研究。从22 K到300 K测量的荧光产率和衰减时间表明，$\mathrm{CdMoO_4}$晶体是一个很好的候选人的吸收体的测辐射热计读出，热和闪烁信号。考虑$\mathrm{{}_{42}^{100}Mo}$的$\mathrm{2\nu2β}$（$\mathrm{{}_{48}^{116}Cd}$）和内示踪核素$\mathrm{{}^{214}Bi}$和$\mathrm{{}^{208}Tl}$的本底的Monte Carlo研究结果表明，对于100个$\mathrm{{kg}\cdot{years}}$的无中微子双β衰变实验，$\mathrm{CdMoO_4}$测辐射热计的预期灵敏度比现有的$\mathrm{{}_{42}^{100}Mo}$和$\mathrm{{}_{48}^{116}Cd}$的$\mathrm{\lim{T^{0νββ}_{1/2}}}$高一个数量级。
2017-02-22 nucl-ex physics.ins-det
Radioactive contamination of BaF2 crystal scintillator
氟化钡（$_2$）晶体是研究$^{130}$ Ba（$Q_{2β}$ = 2619（3）keV）和$^{132}$ Ba（$Q_{2β}$ = 844（1）keV）双β衰变过程的理想探测器。$^{130}$ Ba同位素特别令人感兴趣，因为在两个地球化学实验中发现了2 $β$衰变的迹象。在一个低本底的DAMA/R&D装置中，对质量为1.714 kg的BaF $_2$闪烁晶体进行了113.4 h的放射性污染测量。在INFN的Gran Sasso国家实验室（LNGS，意大利）。$^{212}$ Po（由于镭污染而存在于晶体闪烁体中）的半衰期估计为$T_{1/2}$ = 298.8 $\pm$ 0.8（统计）$\pm$ 1.4（系统）ns的事件脉冲轮廓的分析。
2013-12-17 nucl-ex physics.ins-det
AMoRE: A search for neutrinoless double-beta decay of 100Mo using low-temperature molybdenum-containing crystal detectors
AMoRE是一个利用低温探测技术寻找100 Mo无中微子双β衰变的实验。这些晶体配备了金属磁量热传感器，可以在几十mK的温度下检测声子和光子信号。MMC传感器同时测量晶体中粒子相互作用产生的热和闪烁信号，提供了高能量分辨率和有效的粒子识别。AMoRE-Pilot是一个研发阶段，有六个48 deplyCa 100 MoO 4晶体，最终配置的总质量约为1.9 kg，在700米深的Yangyang地下实验室（Y2 L）运行。在2018年底完成AMoRE-Pilot运行后，目前正在Y2 L组装和安装AMoRE-I，该AMoRE-I具有约6 kg的晶体阵列，由13个48 deplCa 100 MoO 4和5个Li 2100 MoO 4晶体组成。我们已取得110公斤富含100 Mo同位素的MoO 3粉末，用于生产AMoRE-II阶段的晶体，该阶段将有约200公斤钼酸盐晶体，并在Yemilab运营，Yemilab是一个位于Handeok铁矿约1，100米深处的新地下实验室，目前正在挖掘，计划于2020年12月完工。AMoRE-II预计将提高有效马约拉纳中微子质量的上限，以覆盖整个倒置层次中微子质量区域：20-50 meV，在没有观察到这种衰变的情况下。介绍了AMoRE-Pilot的结果以及AMoRE-I和AMoRE-II的制备进展。
2020-05-12 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Event-by-Event Direction Reconstruction of Solar Neutrinos in a High Light-Yield Liquid Scintillator
SNO+ 利用时间信息分离切伦科夫光与闪烁光，并以最大似然法逐事例重建 ^8B 太阳中微子诱发电子的方向，首次在大型高光产额液体闪烁体探测器中验证该能力。
2024-04-10 hep-ex physics.ins-det
Radiation hardness study of BC408 plastic scintillator under 80 MeV proton beam irradiations
本研究针对CSNS Phase-II升级项目，测试了BC408塑料闪烁体在80 MeV质子辐照下的损伤效应与抗辐照阈值，证实其在5.14*10^3 Gy/cm3吸收剂量下性能稳定，具备作为1.6 GeV高能质子束探测器的潜力。
2023-09-08 nucl-ex physics.ins-det
Barium Tagging with Selective, Dry-Functional, Single Molecule Sensitive On-Off Fluorophores for the NEXT Experiment
在寻找无中微子双β衰变的过程中，理解和减少背景是成功的关键。能够将背景驱动到可忽略水平的一个进步是能够有效地检测$^{136}$钡到$^{136}$ Ba双β衰变中的钡子体，因为没有常规放射性过程能够以显著的速率在氙中产生钡离子或原子。在氙气中，钡的子体最有可能以阳离子的形式存在。NEXT合作正在开发的一种方法涉及将这种离子从活性介质传输到支持钡敏感荧光染料的涂层透明平面上，通过荧光显微镜进行监测。当暴露于钡二价阳离子时，染料将开始发荧光，当与阳极处的双电子信号的检测相关时，将确认双β衰变。我们的结果表明，单个钡离子可以通过单分子荧光成像（SMFI）来分辨。下一个挑战是在大量氙气中实现这种技术。最近已经取得了重大进展：定制的钡标记分子，在干燥状态下，当暴露于钡时发出强烈的荧光，已经被证明，并构建了可以通过真空或气体中全内反射荧光显微镜观察荧光的设备。我们提出了这种技术的现状和前景钡标记与开关可切换的荧光团，包括新的结果与Ba $^{2+}$ -选择性染料，在我们所需的条件下，在可见光区和单离子灵敏度的功能。
2019-09-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Nonproportional response of LaBr3:Ce and LaCl3:Ce scintillators to synchrotron X-ray irradiation
用高单色同步辐射测量了掺5%Ce ~（3+）的LaBr_3和掺10%Ce ~（3+）的LaCl_3的非比例闪烁响应。为了估计光子响应，测量了在9 keV和100 keV之间的许多精细间隔的能量值处的脉冲高度谱。实验是在德国汉堡的汉堡同步辐射实验室（HASYLAB）同步辐射设施的X-1光束线上进行的。特别注意的是X射线荧光逃逸峰，因为它们为我们提供了额外的信息，光子响应范围为1.2 - 14.5 keV的LaBr 3：Ce和2.0 - 11.6 keV的LaCl 3：Ce。在镧K-电子结合能附近观察到两种晶体的光子响应曲线的快速变化。围绕这个能量进行密集的数据采样，这些数据用于应用一种方法，我们称之为K-浸渍光谱法。这种方法使我们能够得到的电子响应曲线的LaBr 3：Ce和LaCl 3：Ce的能量低至0.1千电子伏。
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.ins-det
Optical properties of low background PEN structural components for the LEGEND-200 experiment
聚萘二甲酸乙二酯（PEN）塑料闪烁体在低本底物理实验中被认为是一种潜在的自否决结构材料。使用注射压缩成型技术从PEN生产放射纯闪烁部件。这些低本底PEN组件将用作有源支架，用于在\legend - $200$无中微子双β衰变实验中安装锗探测器。在本文中，我们提出了这些PEN组件的光学性能的测量。因此，报告了发射光谱、时间常数、衰减和体吸收长度以及光输出和光产额。此外，这些PEN组件的表面已被表征和表面粗糙度的估计。此外，已测量并报告了最终\legend - $200$检测器支架的光输出。这些测量被用来估计这些持有人的自我否决效率。
2022-08-30 hep-ex physics.ins-det
Fluorescence Imaging of Individual Ions and Molecules in Pressurized Noble Gases for Barium Tagging in $^{136}$Xe
本文在10 bar氙气中利用衍射极限荧光成像，在气固界面分辨与化学传感器螯合的单个Ba$^{2+}$离子，为$^{136}$Xe无中微子双β衰变的钡标记提供关键技术验证。
2024-05-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Future Advances in Photon-Based Neutrino Detectors: A SNOWMASS White Paper
我们在这里讨论未来基于光子的中微子探测器的新技术。这些技术几乎涉及此类探测器的各个方面：新的封装材料、装载同位素的新方法、新的光子传感器和收集器、新的模拟和分析方法以及新的前端电子和DAQ理念。特别感兴趣的是能够在混合切伦科夫/闪烁探测器中实现广泛物理程序的技术，例如慢荧光剂，水基液体闪烁体和光子的光谱分选。还讨论了几种新的大规模探测器的想法，包括混合探测器，如Theia，ArTEMIS，和通用的慢荧光探测器，以及非常不同的SLIP和LiquidO的方法来仪表化光子为基础的探测器。还讨论了未来探测器的演示程序，包括ANNIE，Eos和NuDOT。
2022-03-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
