CYG$\nu$S：利用定向气体时间投影室探测太阳中微子
高能物理 - 唯象学
2024-10-11 v1 仪器与探测器
摘要
CYGNUS是一个拟议的全球性大型气体时间投影室（TPC）网络，能够定向探测能量在千电子伏特以上的核反冲和电子反冲。迄今为止，CYGNUS的主要关注点是暗物质探测，其方向灵敏度提供了一种规避所谓中微子雾的手段。然而，方向性提供的出色本底抑制和电子/核反冲鉴别能力，可能将太阳中微子本底本身转化为一个有趣的信号。例如，方向性将有助于同时测量多个不同通量源的光谱。在此，我们评估了利用同一气体TPC网络测量太阳中微子的可能性，该网络由10立方米规模的模块构建，在能够同时实现对暗物质和中微子灵敏度的条件下运行。我们特别关注电子反冲，它使我们能够获取低能中微子通量，如pp、pep、⁷Be和CNO。假设使用标准填充气体（如常压下与氦气混合的CF₄），仅由单个10立方米模块组成的实验即可探测到可观的事件率。当总体积达到约1000立方米或更高时，TPC网络可以补充专用中微子观测站，同时通过核反冲通道进入暗物质中微子雾区域。我们评估了观测、鉴别中微子事件并进行光谱分析所需的方向性能和本底条件。我们发现，在合理的预期下（计划中的技术将实现10-30度的角分辨率和约10%的能量分辨率），CYGNUS可能成为一个有竞争力的定向中微子实验。
引用
@article{arxiv.2404.03690,
title = {CYG$\nu$S: Detecting solar neutrinos with directional gas time projection chambers},
author = {Chiara Lisotti and Ciaran A. J. O'Hare and Elisabetta Baracchini and Victoria U. Bashu and Lindsey J. Bignell and Ferdos Dastgiri and Majd Ghrear and Gregory J. Lane and Lachlan J. McKie and Peter C. McNamara and Samuele Torelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03690},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 14 figures