用于NEXT实验的基于选择性、干态功能化、单分子敏感开关型荧光团的钡标记

在无中微子双贝塔衰变搜寻中，理解和降低本底对成功至关重要。若能高效探测$^{136}$Xe到$^{136}$Ba双贝塔衰变中的钡子核，将是一种可将本底降至可忽略水平的进展，因为常规放射性过程无法在氙中以显著速率产生钡离子或原子。在氙气中，钡子核极可能以双阳离子形式存留。NEXT合作组正在开发的一种方法，是将该离子从活性介质输运到涂覆有钡敏感荧光染料的透明平面基底上，并通过荧光显微镜监测。暴露于钡双阳离子后，染料开始发光；当其与阳极处双电子信号的探测相关联时，即可确认双贝塔衰变。我们的结果已表明，单个钡离子可通过单分子荧光成像（SMFI）分辨。下一个挑战是在大体积氙气中实现该技术。近期已取得重大进展：已演示了在干态下暴露于钡时强发光的定制钡标记分子，并构建了可通过真空内或气体内全内反射荧光显微镜观测荧光的装置。我们介绍了该技术的现状以及使用开关型荧光团进行钡标记的前景，包括在可见光区、于我们所需条件下具有单离子灵敏度且对Ba$^{2+}$有选择性的染料的新结果。