直接探测暗物质的读出策略比较
仪器与探测器
2015-06-23 v2 星系天体物理
天体物理仪器与方法
摘要
在过去的几十年里，人们提出了多种思想和技术来直接探测来自银河系晕的弱相互作用大质量粒子 (WIMP)。所有这些探测策略的共同目标是将 WIMP 信号与剩余背景区分开来。通过直接探测 WIMP，可以测量与每个核反冲候选者相关的一些或全部可观测量，例如其能量和方向。在本研究中，我们比较并考察了各种读出策略的发现潜力，范围从仅计数（气泡室）到具有 1 维、2 维和 3 维灵敏度的方向性探测器（时间投影室）。利用剖面似然分析，我们表明，在存在大量且不可消除的背景污染（其特征能量分布与预期的 WIMP 信号相似）的情况下，方向信息可以将实验的灵敏度提高几个数量级。我们还发现，1 维方向性探测的有效性仅比全 3 维方向性灵敏度低约 3 倍，如果假设无法识别方向感，则低约 10 倍；但如果仅测量事件能量，其性能仍可提高 2 倍或更多。
引用
@article{arxiv.1411.5946,
title = {Comparing readout strategies to directly detect dark matter},
author = {J. Billard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.5946},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 5 figures, discussion about annual modulation added, matches version published in PRD