在J/ψ工厂研究反中子与CsI相互作用的一种方法
高能物理 - 实验
2023-10-04 v1 仪器与探测器
摘要
碘化铯（CsI）晶体因其闪烁特性而广泛应用于高能物理中，可通过直接与间接电离探测带电与中性粒子，并构成电磁量能器的基础。然而，由于难以获得具有足够强度与能量分辨的反中子源，关于反中子与CsI相互作用的认识十分有限。由于反中子由许多过程大量产生，增进对反中子与CsI晶体相互作用的理解将特别有用。我们提议利用BEPCII J/ψ工厂上J/ψ→pπ⁻n̄的衰变作为反中子源，使用BESIII探测器并在束流管与探测器之间加入CsI靶。采用不同厚度CsI靶的BESIII蒙特卡洛模拟来验证该方法并优化靶厚度。从蒙特卡洛中选取pπ⁻带电粒子径迹，我们得到了动量方向与动量明确干净的的反中子样本。我们估计了选择效率、动量与角分辨率，以及反中子与CsI靶之间的相互作用概率。随着CsI厚度增加，获得更多反中子–CsI相互作用，但pπ⁻选择的质量下降。蒙特卡洛研究给出了平衡这些效应的最优厚度。该方法可应用于具有其他类型靶材料的类似实验，以测量重子如液氢/氘以及Λ/Ξ超子。
引用
@article{arxiv.2310.01746,
title = {An approach to study interactions of antineutrons with CsI at a $J/\psi$ factory},
author = {Si-Cheng Yuan and Liang-Liang Wang and Wei-Dong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01746},
year = {2023}
}