面向高精度水中中子探测的三维分段液态光子探测器
仪器与探测器
2025-08-18 v1 高能物理 - 实验
摘要
对水中中子-核相互作用进行精确检测，需完整探测最终态，包括电子和质子，但水作为非磷光介质，这一目标具有挑战性。这可能是下一代长程中子振荡实验（如 Hyper-Kamiokande）中的限制，因其中中子-核相互作用模型必须达到几百个百分比点的精度。水基液态光子可为未来的近探测器带来变革。本文提出一种新型设计，由三维高度分段的水基液态光子组成。水基液态光子被封装在高度分段刚性但轻质的结构中，提供 1 cm³ 的光学隔离，每个单元通过垂直波长移位纤维读取，活性体积中含 81%的水。该配置也适用于纯液态光子。本文描述了该探测器设计，其原型经粒子裸数据验证，报告了结果。光学模型通过蒙特卡罗仿真进行研究，结果与收集的数据进行了比较。
引用
@article{arxiv.2508.11355,
title = {A 3D segmented Water-based Liquid Scintillator for high-precision detection of neutrinos in water},
author = {Botao Li and Daria Borodulina and Davide Sgalaberna and Tim Weber and Minfang Yeh and Umut Kose and Matthew Franks and André Rubbia and Johannes Wüthrich and Claudio Giganti and Tatsuya Kikawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.11355},
year = {2025}
}