基于 COSINE-100 实验 1.7 年数据的暗物质搜索本底建模
天体物理仪器与方法
2022-09-07 v2
摘要
我们提出了位于杨阳地下实验室的 COSINE-100 实验中利用 NaI(Tl) 晶体阵列进行暗物质搜索的本底模型。该模型包含来自内部和外部源的本底贡献，包括宇宙成因放射性核素和表面 Pb 污染。为在低能区（阈值为 1 keV）建立模型，我们使用通过与测量谱和模拟谱比较确定的 NaI(Tl) 晶体表面 Pb 污染深度分布。我们还考虑了由统计不确定度传播而来的能量刻度误差以及低能下的非线性探测器响应的影响。分析使用了 2016 年 10 月 21 日至 2018 年 7 月 18 日期间获取的 1.7 年 COSINE-100 数据。我们的蒙特卡洛模拟给出了源于体 Pb β 衰变的约 50 keV 的非高斯峰，与测量的本底吻合良好。该模型估计，在使用总曝光量为 97.7 kg·years 的 COSINE-100 数据时，体 Pb 和 H 的活度主导了本底计数率，在 (1-6) keV 能区平均本底水平为 2.850.15 counts/day/keV/kg。
引用
@article{arxiv.2101.11377,
title = {Background modeling for dark matter search with 1.7 years of COSINE-100 data},
author = {G. Adhikari and P. Adhikari and E. Barbosa de Souza and N. Carlin and J. J. Choi and S. Choi and M. Djamal and A. C. Ezeribe and L. E. Franca and C. Ha and I. S. Hahn and E. J. Jeon and J. H. Jo and W. G. Kang and M. Kauer and G. S. Kim and H. Kim and H. J. Kim and K. W. Kim and N. Y. Kim and S. K. Kim and Y. D. Kim and Y. H. Kim and Y. J. Ko and V. A. Kudryavtsev and E. K. Lee and H. S. Lee and J. Lee and J. Y. Lee and M. H. Lee and S. H. Lee and D. S. Leonard and W. A. Lynch and B. B. Manzato and R. H. Maruyama and R. J. Neal and S. L. Olsen and H. K. Park and H. S. Park and K. S. Park and R. L. C. Pitta and H. Prihtiadi and S. J. Ra and C. Rott and K. A. Shin and A. Scarff and N. J. C. Spooner and W. G. Thompson and L. Yang and G. H. Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11377},
year = {2022}
}