大型 Micromegas 读出平面开发：用于寻找罕见事件的实验

Time Projection Chamber (TPC) 在粒子物理实验中的应用自发明以来不断扩大，规模甚至相当于建筑物（如 CERN 上的 ALICE 或 ATLAS）。然而，该技术在另一类实验中的应用较为晚近，即称为寻找罕见事件的实验。本工作聚焦于两类此类实验：寻找中性中中双 beta 衰变 (PandaX-III 实验) 和寻找 WIMPs (TREX-DM 实验)。两者均利用大型气相 TPC，因而读出平面亦需大尺寸。两者也均采用 microbulk Micromegas 读出平面。该技术近年来逐渐成熟并不断改进。由于制造过程中的尺寸限制以及双 beta 实验尺寸的不断增大，出现了开发由 microbulk Micromegas 模块拼接而成的拼接式读出平面的需求，这是本文第一部分 thesis 内容，置于 PandaX-III 实验的上下文中。第二部分则针对安装在 TREX-DM 中的单个 25×25 cm² 读出平面，聚焦于定义 Micromegas 规范及其在高压气相探测器中的响应。此外，在 TREX-DM 工作期间，降低实验能量阈值的需求催生了另一种复合读出平面，即 GEM-Micromegas 系统，其中安装了为该系统专门制造的 GEM。最终，凭借 TREX-DM 项目中 Micromegas 的开发，计划、设计并实现一种用于检测表面 alpha 粒子的新型气相探测器，称为 AlphaCAMM，旨在满足低背景探测器的所有要求，并在 TREX-DM 实验之外进一步发展。