面向轻核 CEvNS 测量的方向性反作物探测——以 Spallation Neutron Source 为例

弹性中子-核相互作用（Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering, CEvNS）已在多年前的COHERENT实验计划中受益于来自停积介质衰变的中子源进行研究。我们提出一种新的CEvNS测量方法，旨在以两种主要方式补充COHERENT实验：通过重建CEvNS引起的反作物的角分布，并对氦、碳和氟等更轻的靶核进行CEvNS测量。 proposed探测器将采用高度分段电荷读出的气相时间投影 chambers，以实现{\sim}10-500 keV离子化轨迹的空间重建，从而实现CEvNS反作物能量和散射角的同步测量，进而实现对中子能量的事件级重建。我们估算，60:40 He:CF$_4$气体混合物在大气压下，可在悲观背景条件下提供良好的靶质量与良好方向性之间的折中，能够实现CEvNS角分布的探测。我们对1和10 m$^3$-规模探测器在多种物理情形下的灵敏度进行了预测，包括：测量标准模型CEvNS横截面、重建 flavour-dependent中子通量、观察中子诱导的Migdal效应、对超出标准模型的中子相互作用施加约束，以及探测10-eV尺度的伪中子。