一种低质量高效率带电粒子探测器的研制

我们研制了一种低质量、高效率的带电粒子探测器，用于稀有衰变 $K_L \rightarrow \pi^0 \nu \bar{\nu}$ 的实验研究。该探测器对于将带电粒子本底抑制到低于标准模型预言的信号分支比水平 (O(10$^{-11}$)) 至关重要。探测器由两层嵌有波长移位光纤的3毫米厚塑料闪烁体以及用于读出的多像素光子计数器组成。我们制造了该计数器并评估了其光产额、时间分辨和效率等性能。通过此设计，我们实现了每层对穿透带电粒子的低效概率小于 $1.5 \times 10^{-5}$，满足了 KOTO 实验根据模拟研究确定的要求。