ANAIS-112 暗物质实验的本底分析
星系天体物理
2019-05-29 v2 天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
仪器与探测器
摘要
ANAIS（使用 NaI(Tl) 闪烁体的年调制）实验旨在使用相同的靶材和技术，在西班牙 Canfranc 地下实验室（LSC）确认或反驳 DAMA/LIBRA 在低能探测率中的正年调制信号。ANAIS-112 由 Alpha Spectra Inc. 生产的九个 12.5 kg NaI(Tl) 模块以 3x3 矩阵配置组成，在调试阶段及过去几年中以多种设置运行首批探测器之后，自 2017 年 8 月起以“暗物质搜寻”模式平稳获取数据。在揭盲数据并进行首次年调制分析之前，ANAIS 内部已开展大量工作来表征碘化钠探测器的本底。本文给出了为所有九个 ANAIS-112 探测器建立的本底模型。基于通过多种方法独立估算的量化活度所建立的模型，很好地描述了不同条件下从阈值到高能的测得能谱。在 1 至 6 keVee 区域，测得并经效率修正的本底水平为 3.58±0.02 keV kg day；NaI 晶体体相污染是主要本底来源，其中 210Pb、40K、22Na 和 3H 的贡献最为显著。这一本底水平，加上所实现的 1 keVee 分析阈值（得益于出色的光收集和完善的滤波程序），使 ANAIS-112 对 DAMA/LIBRA 测得的调制幅度敏感，并能够在 5 年内以三西格玛水平探索该实验所指出的 WIMP 参数区域。
引用
@article{arxiv.1812.01377,
title = {Analysis of backgrounds for the ANAIS-112 dark matter experiment},
author = {J. Amare and S. Cebrian and I. Coarasa and C. Cuesta and E. Garcia and M. Martinez and M. A. Olivan and Y. Ortigoza and A. Ortiz de Solorzano and J. Puimedon and A. Salinas and M. L. Sarsa and J. A. Villar and P. Villar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.01377},
year = {2019}
}
备注
Final version for publication