面向定向暗物质探测的 SF$_{6}$ 气体负离子微型 TPC 探测器研制

我们研制了负离子微型时间投影室并研究了其性能。NI$\mu$TPC 是一项新技术，能够实现自触发 TPC 的绝对 $z$ 坐标测量。该技术提供了全有效体积分析，这是传统气态 TPC 无法实现的，在背景排除和角分辨率提升方面对定向暗物质探测非常有用。所研制的 NI$\mu$TPC 原型机具有 12.8 $\times$ 25.6 $\times$ 144 mm$^{3}$ 的探测体积。利用 SF$_{5}^{-}$ 的少数载流子，绝对 $z$ 坐标的定位精度达到了 16 mm。同时，成功实现了空间分辨率为 130 $\mu\rm{m}$ 的三维径迹重建。这是首次实现带有绝对 $z$ 坐标探测的三维径迹追踪演示，也是提升定向暗物质探测灵敏度的重要一步。