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微型时间投影室中核反冲的三维径迹重建

仪器与探测器 2015-12-09 v1 天体物理仪器与方法

摘要

核反冲的三维 (3-D) 重建对于快中子的方向性探测以及可能构成宇宙暗物质的弱相互作用大质量粒子 (WIMPs) 的方向敏感搜索具有重要意义。我们利用一种微型气体靶时间投影室 (TPC) 展示了这一能力,其中漂移电荷通过气体电子倍增器 (GEMs) 进行雪崩倍增,并由 ATLAS FE-I3 像素专用集成电路 (ASIC) 进行探测。我们报告了该探测器的性能表征,包括在大气压下使用 Ar:CO2_2 (70:30) 和 He:CO2_2 (70:30) 气体,通过低能 X 射线、宇宙射线和α\alpha粒子对增益、增益分辨率、点分辨率、扩散、角分辨率和能量分辨率的测量。我们讨论了这些结果对未来更大规模的方向性中子和暗物质探测器的意义。着眼于为这些探测器设计和选择组件,我们在可能的情况下将结果推广为探测器性能的解析表达式。最后,我们展示了对快中子源的 3-D 方向性探测。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.7013,
  title  = {3-D Tracking of Nuclear Recoils in a Miniature Time Projection Chamber},
  author = {S. E. Vahsen and M. T. Hedges and I. Jaegle and S. J. Ross and I. S. Seong and T. N. Thorpe and J. Yamaoka and J. A. Kadyk and M. Garcia-Sciveres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.7013},
  year   = {2015}
}

备注

14 pages, 17 figures